Túneles Excavados en Rocas Blandas

-Aplicaciones en Manizales-

I- PARTE DESCRIPTIVA

Por

Gonzalo Duque Escobar, I. Civil y Eugenio Duque Escobar, Geólogo;

Especialistas en Geotecnia

 

 "ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA LA RECUPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA CUENCA DEL RÍO CHINCHINÁ"

Aguas de Manizales

&

INGENIERÍA DE SANEAMIENTO AMBIENTAL – INGESAM

Empresa Consultora

 

Manizales, 20 de julio de 2006

Estudio de cinco conducciones para aguas residuales entre varias subcuencas del Olivares y el Río Chinchiná, en el sector urbano de Manizales-Villamaría y otras microcuencas vecinas.

 

 

I- PARTE DESCRIPTIVA

Presentación Pg 03

Justificación Pg 04

Geología de Manizales Pg 04

Morfología y geotecnia Pg 13

Definición del problema Pg 20

 

Presentación

A solicitud del ingeniero Manuel García López, el lunes 12 de junio se le presentó al ingeniero Gustavo Navia Paz, de la empresa Ingeniería de Saneamiento Ambiental, INGESAM, una propuesta para el estudio preliminar de una conducción subterránea, cuyo propósito es llevar las aguas residuales a una o varias plantas de tratamiento en la ciudad de Manizales, donde el área aferente involucra las subcuencas de la Quebrada Olivares por el norte y del río Chinchiná por el sur, además de una microcuenca que merece consideración diferente: la de la quebrada el Arenillo con su afluente la quebrada la Francia, una y otra localizadas en el sector occidental de la Ciudad.

En resumen se presentan acá cinco conducciones subterráneas, acogiendo las primeras opciones identificadas por el ingeniero Luis Ernesto Sanz, funcionario de INGESAM. Estas se denominarán:

Túnel Manizales, a la conducción cuyo objeto es integrar las dos subcuencas señaladas;

Túnel La Francia, a la estructura para conectar a La Francia con Olivares;

Túnel el Tablazo a aquella para posibilitar la posterior integración de todas las áreas aferentes de Manizales – Villamaría con las de la Francia, Chinchiná y Palestina; y,

Túneles de Santa Helena y La Avanzada, a dos soluciones subterráneas para viabilizar y empalmar las conducciones con dificultades superficiales en la cuenca de la Quebrada Olivares.

 

Figura 1a. Localización de los túneles considerados (rojo y violeta) y de fallas y lineamientos estructurales (naranja), con respecto a la retícula del área urbana de Manizales, Caldas. El ancho de la imagen cubre cerca de 6 km, en sepia las vías que cruzan la ciudad en dirección E-W y en verde claro los principales parques. Plano fuente, Web de la SMP Manizales.

 

Esta actividad de INGESAM es para la empresa Aguas de Manizales y hace parte de un proyecto que beneficia a las poblaciones urbanas de Manizales y Villamaría, en Caldas.

 

Justificación

En la década de los años 20s fueron varios los túneles de los FF CC cafeteros que se construyeron en Colombia. El más significativo de los túneles de esos ferrocarriles fue el de "La Quiebra", construido en 1929 para empalmar la línea férrea entre Medellín y Puerto Berrío. Para el FF CC de Caldas, fueron construidos varios, cinco de ellos entre Chinchiná y Manizales excavados con sección de herradura desde 1925 hasta 1927. El de la Estación Manizales fue construido en la Formación Casabianca y recubierto en concreto. Esto para señalar la viabilidad técnica de esta empresa. De otro lado son conocidas las experiencias de los mineros de Caldas que laboran construyendo galerías en los coluviones de Supía y en los pórfidos de Marmato, así como la de los que extraen los carbones en las montañas de Quinchía y Riosucio.

De otro lado la Central Hidroeléctrica CHEC posee canales labrados en la Formación Manizales sin revestimiento de concreto, que llevan el agua a las pequeñas plantas de generación, y también ha construido varios túneles para el río San Eugenio muy estables y en conglomerados aluviales, y para el Campo Alegre, en rocas de otra clase y menos competentes.

Geología de Manizales

Los fundamentos que a continuación se presentan, se soportan en los estudios:

Geólogos José Luis Naranjo y Pedro Antonio Ríos quienes escriben la Geología de Manizales y sus alrededores y su influencia en los riesgos geológicos (1989),

La publicación denominada Modelo de evolución morfotectónica del Sistema de Fallas de Romeral a nivel regional (2005) presentada por el Geólogo José Luis Naranjo,

El Prediagnóstico de aspectos geológicos (1985) elaborado por los geólogos Michel Hermelín y Andrés Velásquez para el Plan Integral de Desarrollo Urbano de Manizales,

Manual de Geología para Ingenieros (1998) de Gonzalo Duque E, que se consulta en http://www.bdigital.unal.edu.co/1572/

Complejo Quebradagrande.

El Complejo Quebradagrande de edad Cretácica incluye rocas volcánicas y sedimentitas, éstas últimas consistentes en areniscas líticas, brechas sedimentarias, conglomerados polimícticos con clastos volcánicos, además cuarzo lechoso, fragmentos de anfibolitas, chert, lutitas, lentes de calizas y grauvacas. Todo el paquete con buzamiento alto salvo excepciones locales. La unidad como tal, según Naranjo, ha pasado de una alta diagénesis a un metamorfismo de baja presión. En Manizales el límite norte es el Complejo Cajamarca, más al oriente de la quebrada el Perro y no sobre ella, como lo sugiere la primera edición de la plancha K8 (INGEOMINAS) en 1978. Cabe destacar que en su litología se da la presencia de rocas carbonosas altamente inestables por su notoria susceptibilidad a la rápida alteración, cuando se les expone a los agentes de la intemperie (meteorización): la inestabilidad de la Quiebra del Billar, la Cárcava del Tablazo y el sector de Java, está absolutamente ligada a este factor en conjunción con el tectónico.

Para Naranjo, la intensa deformación y el fallamiento del Complejo dificultan establecer su techo. Aquí surge entonces un asunto de interés para el tránsito de los túneles: es Manizales una llanura aluvial que recibió depósitos fluviotorrenciales o una fosa tectónica donde un conjunto de bloques, sometidos a fuerzas compresionales recibe aportes fluviotorrenciales y continúa su actividad cuaternaria generando dislocaciones entre los mismos, en el marco de un escalonamiento de fallas inversas dispuestas en dirección norte sur.

Estructuralmente, con 200 datos de Naranjo y Ríos, la disposición de las discontinuidades de Quebradagrande muestra un rumbo N 5° W.

Figura 1b. Perfil idealizado de la Geología de Manizales en la zona de estudio. En verde el basamento cretácico C Qg; más arriba, en amarillo la F Mz y en rojo la F Cb que son del Terciario; y por último, en gris, la cobertura de Cenizas Volcánicas más reciente. En azul se anuncia la presencia de una unidad del basamento cristalino de la Cordillera Central, de edad Paleozoica o la incertidumbre del límite de los terrenos geológicos. Las fallas muestran un buzamiento hacia el Este y los espesores no están a escala. Fuente: Naranjo y Ríos. 1989.

 

Formación Manizales.

Para Naranjo y Ríos esta es una Formación depositada en el intervalo temporal de 4 a 8 millones de años, que suprayace el basamento metasedimentario y que es a la vez la unidad inferior del supraterreno volcaniclástico de Manizales. Está constituida por un conjunto de rocas sedimentarias vulcanogénicas con clastos del complejo volcánico Ruiz–Tolima. Los afloramientos de la Formación Manizales según Naranjo y Ríos, aparecen entre otros lugares, al occidente de Manizales, donde la unidad presenta un escarpe de falla de más de treinta metros de altura asociado a la Falla de Romeral, la misma que define el límite entre dos provincias geológicas: una de ambiente continental y otra de ambiente oceánico en los Andes colombianos.

Para Naranjo, en el escarpe Chipre, ésta se muestra con "conglomerados bloquesoportados, conglomerados lodosos matriz soportados, areniscas con estratificación cruzada de ángulo bajo, areniscas y conglomerados tobáceos. Los niveles conglomeráticos están mal seleccionados, pobremente sorteados y poseen fragmentos de filitas, pizarras, cuarzodioritas, andesitas basálticas, neiss biotíticos, andesitas y cuarzo lechoso. Esta Formación presenta bloques con tamaños que van desde unos pocos centímetros a 2m y formas desde subangulares a subredondeadas en medio de un limo de color café oscuro, que facilita su identificación. Según el investigador, la potencia de la formación que se exhibe 140 m en Chipre y 80 m en el río Chinchiná, alcanza un promedio de 260 m. Las litofacies que describe el investigador citado, varían desde gravas como las masivas, las clastosoportadas y las matrizsoportadas, hasta gravas cruzadamente estratificadas y gravas estratificadas; incluso, algunos depósitos de arenas, diferentes: guijarrosa, fina a gruesa y limosa. Éstas dice él, anuncian ambientes predominantemente torrenciales, con ocurrencia de eventos catastróficos intercalados con procesos de acreción y deposición, y de construcción y destrucción del relieve.

Observa Fernando Sánchez (Ingeniero Geólogo, Geotecnista, y Profesor de la Universidad de Caldas), que esta Formación a pesar de sus variaciones, presenta una tendencia a clastosoportarse con mayores diámetros en la base y a matrizsoportarse con los menores en el techo; y que la matriz arenolimosa como también el profundo drenaje circundante, aunado a las estructuras tectónicas, explican su condición drenada. Adelante se darán algunos valores.

Figura 1c. Planta de la geología de Manizales en la zona de estudio y Unidades geológicas así: Complejo Cretácico Quebradagrande en verde (Kqd), Formación Manizales del Terciario superior en amarillo (Tsmz), Formación Quebradagrande del Terciario superior en rosado (Tscb), Cubierta piroclástica del Cuaternarias en gris (Qcp). En negro, además de la retícula urbana de Manizales y Villamaría, curvas de nivel, contornos y drenaje, los lineamientos estructurales ciertos (__) e inferidos (…). Fuente: Naranjo y Ríos. 1989.

 

Formación Casabianca.

Esta unidad al igual que la anterior y los depósitos piroclásticos, que le sirven de piso y techo, constituyen el supraterreno de Manizales. Espacialmente, reposa sobre la Formación Manizales y el Complejo Quebradagrande.

Según Naranjo los afloramientos de Casabianca "se encuentran en la Vereda La Linda, al oeste de Manizales sobre la vía a Arauca, donde es fácil su reconocimiento debido a la intensa meteorización de sus componentes, lo que ha generado su color rojizo característico." Para Naranjo y Ríos el espesor promedio de esta secuencia volcaniclástica en el área de Manizales es de 50m y la misma está compuesta por flujos individuales cuyo espesor varían de 0,5m hasta 15m. Los conglomerados, dicen ellos, aparecen pobremente sorteados y con estructuras internas destruidas por los procesos diagenéticos que le causaron argilización. Litológicamente, los clastos de los flujos de escombros son en un 65 - 80%, de más de 2cm de grueso dominantemente; el 90% de ellos son andesitas y el resto plutones del Stock de Manizales y metamorfitas de Cajamarca. La matriz de Casabianca es arcillolimosa; esto es, una matriz plástica e impermeable donde localmente se han podido formar suelos expansivos y fácilmente identificables, puesto que su color blanco grisáceo contrasta con el amarillo naranja característico del conjunto.

Entre la Fábrica de Helados La Fuente y el Barrio el Paraíso, vecinos a Villa Carmenza y al Portal Panamericana, el afloramiento de Casabianca muestra evidencias de actividad tectónica y la unidad es del terciario superior.

 

Piroclastos:

Si bien en el área de influencia de Manizales hay evidencias de ignimbritas, también la cobertura del territorio está constituida por dos unidades cuaternarias de piroclastos de ambiente subaéreo, que en conjunto muestran una potencia de 6m que varía en muchos casos, así: la más antigua, una capa de tobas volcánicas afectadas por la última glaciación. Aunque el nivel de consolidación no le da características geomecánicas significativas, en los procesos diagenéticos ha influido sustancialmente el ambiente húmedo para modificar sus rasgos estructurales y texturales. La segunda unidad está caracterizada por tefras, es decir, por piroclastos estratificados no consolidados y de ambiente subaéreo. Las capas de los diferentes eventos son visibles y alternan entre ellas lapilli, arena volcánica y ceniza. Los mayores espesores son de lapilli asociados a las lavas de Cerrobravo (dacita). Estas capas que alcanzan los decímetros, son estructuras permeables, y con todo el conjunto facilitan la infiltración, encontrando como contraste de permeabilidad la matriz arcillolimosa de Casabianca en el área de Manizales.

Al observar ambas unidades piroclásticas en el área de Manizales, se advierte que la deposición de productos asociados con la actividad volcánica explosiva y de magnitud, ha sido continua hasta el pasado reciente, y que el foco más activo ha sido Cerrobravo. Lo anterior explica la ausencia de paleosuelos orgánicos intercalados, así como la presencia de un horizonte orgánico de importancia que es el reciente.

La presencia de las tefras le da al relieve de las laderas no intervenidas por modelado antrópico o erosivo una superficie ondulada y suave, la misma que se constituye en poderosa herramienta para la interpretación y diagnóstico de las zonas inestables, y por lo tanto para identificar procesos erosivos, movimientos en masa y actividad neotectónica.

En las tefras cuaternarias se ha encontrado actividad neotectónica: cuando se construía el sector noreste del Centro Comercial Sancancio, vecino al sector universitario de Palogrande, se observó en un talud ubicado a decenas de metros de este lugar, un desplazamiento vertical cercano a los 2m.

 

Tectónica

Es evidente el levantamiento que muestra la ciudad en el costado occidental y que se anuncia con el escarpe de Chipre. Los flujos de lodo que afloran en los taludes de San Jorge, La Autónoma, Olivares, La Avanzada, Chipre, La Francia, Santa Sofía, Villa Kempis, Estambul, Marmato y La Panamericana, anuncian el levantamiento de bloques, cuyas fallas con dirección norte–sur, este-oeste y otros rumbos, encuentran su expresión topográfica en quebradas y ríos, pues éstos aprovechan las debilidades del basamento para conformar el drenaje. Es como si Manizales en el pasado hubiera estado a nivel de Morrogacho y Villamaría, sin haber entrado el cuaternario.

Las fallas regionales y el conjunto de fallas locales pertenecen a lo que Naranjo 2005 denomina Falla Fundamental de Romeral (FFR). Según este autor el empuje hacia el este contra el continente desde el terciario medio hasta hoy " hizo deslizar los bloques amalgamados a lo largo de la falla principal dentro del sistema -FFR-, falla que, por su curvatura, generó cuencas de tracción (pull –apart- basins) separadas por cuencas de compresión".

Las fallas con actividad reciente, según estudios de neotectónica local y mediciones de radón, parecen ser Villamaría-Termales del Ruiz, Manizales-Aranzazu, Palogrande y San Esteban. Más adelante se comentará la investigación que adelantaron investigadores del Departamento de Geociencias de la Universidad Nacional, al respecto.

En 1985, Velásquez y Hermelín, recogen el inventario de las fallas cartografiadas y examinan nuevos alineamientos con el apoyo fotogeológico y de campo. Más adelante el PADEM profundiza sobre la materia y recoge evidencias de neotectónica, como la que se observa en la parte alta del Barrio Villa Luz al nororiente de la Ciudad; incluso a través del PADEM (Plan de Atención de Desastres y Emergencias de Manizales), se hace un trabajo de carácter preliminar para inferir la actividad de fallas a partir de medidas de emisiones de gas radón. La actividad sísmica observada por la Red Sísmica del Eje Cafetero ha permitido también establecer pequeños eventos que parecen anunciar la actividad en fallas como la de San Esteban. Naranjo y Ríos aportan la existencia de un trazo de falla que sale desde la galería con dirección N50°W, el que de extenderse en dirección contraria afectaría el sector de Fundadores, de interés para este proyecto. La misma no aparece en el trabajo de Naranjo del año 2005, citado en la Bibliografía.

 

Figura 1d. Lineamientos estructurales asociados a grandes fracturas y fallas (en rojo) y disposición de túneles (en azul), para el tratamiento de aguas servidas de la zona urbana de Manizales y Villamaría. No aparece el Túnel del Tablazo, y se muestran dos opciones para el Túnel Manizales, que convergen en el Barrio Panamericana. Los túneles La Francia y La Avanzada se cruzan sin cortarse. Soporte: Información suministrada por Aguas de Manizales.

 

Manuel García López subraya la forma abanicada del fallamiento, cuya geometría, es un cuadrante de circunferencia con centro en Villamaría, que se desarrolla entre el N30ºW y el N60ºE, en la zona de estudio.

El resumen de los rasgos estructurales identificados por éstos y otros trabajos está contenido en la cartografía suministrada por Aguas de Manizales para este trabajo, salvo el trazo señalado de Naranjo y Ríos. Se anexan los planos correspondientes y se incluye este rasgo en el análisis.

En el examen morfotectónico de las aerofotografías examinadas y del contraste de esta información con los alineamientos y el drenaje cartografiados, se observa una anomalía topográfica entre la zona reticulada del Centro de Manizales y la Francia, entre la primera y el sector de Fundadores, entre Milán y la Florida y entre Milán y el Cerro de Oro. En los anexos se presenta el análisis fotogeológico, que más adelante será comentado.

De otro lado, investigadores del Departamento de Geociencias, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá, al evaluar los esfuerzos asociados a la actividad geotectónica en el Eje Cafetero, hallaron dos estados de esfuerzo regionales con actividad neotectónica.

El primero asociado a estructuras norte sur del Sistema de Fallas de Romeral –SFR- y cuyos esfuerzos muestran un esfuerzo principal mayor σ1 en dirección NW –SE y un σ3 que presenta una tendencia NE –SW, por lo que los planos de falla para el SFR mantienen una componente de rumbo inversa con un desplazamiento de rumbo izquierdo.

El otro campo de esfuerzos predominante está relacionado con el sistema de fallas transversales al SFR, representados en esta región por el Sistema de Fallas Villamaría-Termales. En estos sistemas se encontró un σ1 en tendencia NNE –SSW, y un σ3 que por lo general indica una tendencia WNW – ESE. Estos sistemas de fallas son normales y no muestran evidencia de desplazamiento lateral.

Según los investigadores señalados, "la interacción de estos dos regímenes de esfuerzos, entre latitudes 4,5º N y 5,5° N, indican una clara influencia de dos componentes principales en cuanto al origen de los esfuerzos que activan los procesos tectónicos actuales de este sector de los Andes Septentrionales".

En cuanto a la amenaza sísmica, el Eje Cafetero posee dos fuentes de singular importancia: El Sistema de Fallas Romeral y otras Fallas, todas con sismos superficiales como los del Quindío 99 y Popayán 83, y la Zona de Subducción y Plano de Benioff con sismos profundos como los de 1962, 1979 y 1995. (Duque 1998). Los eventos de una y otra difieren en magnitud e intensidad. Los del sistema Romeral vecino, la fuente cercana y de más relevancia, son de magnitud 6 e intensidades VII a VIII; y los segundos, ya del orden regional y asociados a la interacción de las placas Nazca y Suramericana, son de magnitud 7 e intensidad VI a VII. En virtud de la historia sísmica registrada en el país, en el CCCS, Ley 400 de 1997 y Decreto 33 de 1998 se ha considerado la región en alto riesgo y se le ha asignado una aceleración de 0,25g.

Comparemos lo que ocurre en tres lugares de Manizales a causa del Sismo de Risaralda de 1995: los registros de aceleración máxima para la componente EW, en cm/seg2 obtenidos en Manizales, a 112 k del foco, en dos suelos de topografía semiplana de un lado, y sobre una roca de la planta de Gallinazo, varían así de 206 y 117, en los dos primeros a 17 en el suelo rocoso de Gallinazo; esto es, la fuerza medida se redujo varias veces. Otro ejemplo; en el sismo del Quindío 1999, veamos lo ocurrido en dos lugares diferentes pero ubicados a similar distancia y dirección: los valores de la aceleración medidos en Armenia a unos 20 km del epicentro, pero en suelos blandos han alcanzado hasta 0,59g en un depósito de 30 m de espesor (20 m de cenizas más 10 m de relleno) y en topografía plana; contrariamente, en un conglomerado de una bocatoma de la misma ciudad la aceleración registrada fue 0,09g, y por lo tanto las fuerzas sísmicas seis veces menores, componente por componente. Los datos se han obtenido del estudio Microzonificación Sísmica de la Ciudad de Manizales, CIMOC -Alcaldía de Manizales, 2002.

El sismo de trabajo depende del período de retorno, y éste a su turno se relaciona con la vida útil de las obras, la cual depende también de su naturaleza, función social y nivel de desarrollo económico de la comunidad que la financia. Los investigadores del anterior estudio, entre los que participan reconocidos expertos en la materia como O. D. Cardona, J. E. Hurtado, S. D. Prieto, W. L. Estrada y J. D. Arango, todos ellos conocedores del medio ecosistémico y del contexto que nos ocupa, con los demás investigadores del equipo CIMOC han sugerido diseñar las obras regulares de la Ciudad para una vida útil de 50 años, y de conformidad con este el período de retorno correspondiente calculado con base en la sismicidad histórica local resulta ser 475 años. Esa base histórica muestra que el 65 % de los eventos son de Romeral, el 28% de Benioff y la Zona de Subducción, y el 7% de otras fallas como la de Palestina, asociada al Complejo Volcánico del Ruiz.

 

Figura 1e. Espectros de peligro uniforme estimados para dos fuentes sísmicas en el sitio de Uniquindio, donde se registró una aceleración de 0,59g con el sismo de 1999. Amenaza asociada a la Fuente de Subducción (Izq) y a la Fuente Romeral (Der). Microzonificación Sísmica de la Ciudad de Manizales, CIMOC -Alcaldía de Manizales, 2002.

 

Ahora bien: el asunto trae implicaciones donde la amplificación es severa, para prevenir el diseño de estructuras vulnerables o limitar su uso, y en consecuencia esto sobre suelos blandos y en lo alto de las laderas a causa del efecto topográfico.

Con el evento de trabajo que se asume, el de 475 años, la aceleración máxima esperada en un punto del basamento de la ciudad, varía de acuerdo a la fuente que lo produce y su distancia a ella; pero esa fuerza se amplificará, reduciéndose la frecuencia e incrementándose la amplitud de la excitación, según la topografía, geometría y rigidez del suelo depositado o formado sobre el basamento del lugar considerado, quien le transmite las oscilaciones profundas. El estudio del CIMOC estimó además de la fuerza máxima la duración de la fase intensa de la excitación en el basamento: para la Fuente Romeral, para una distancia de 20k y una magnitud del evento de 6,2, la aceleración máxima dio m 0,18g y la duración de la fase intensa de 15 seg. Para las fuentes regionales, más lejanas y profundas y con sismos de mayor magnitud, el evento esperado alcanza aceleraciones máximas de 0,15g. y una duración de la fase intensa tres veces mayor.

Ahora, el espectro de la roca base es uno y el de los suelos otro, lo que supone ajustar los diseños a las variaciones locales de la amenaza, usando los criterios de la zonificación del CIMOC, previniendo la resonancia entre estructura y suelo, y atendiendo la topografía del lugar. La velocidad de la onda en el basamento, Vs, se asume de 1500 m/seg, valor que interesa para el módulo de cortante Gs=ρVs2 donde ρ es la densidad del medio rocoso. Multiplicada esta por la gravedad, se obtiene el peso unitario PU.

Figura 1f. Las velocidades en cm/seg, los desplazamientos en cm y las aceleraciones esperadas expresadas en gales, contra el período de la excitación en segundos, para los eventos sísmicos probables, estimados para períodos de retorno de 50, 100, 200, 475 y 1000 años. De interés, el evento en azul claro con un período de 475 años. Fuente: Microzonificación de Manizales. CIMOC. 2002.

 

Los PU en t/m3, para el CIMOC, varían así: en cenizas 1,3 a 1,9, en la F. Casabianca de 1,5 a 1,9 y en la F. Manizales de 1,8 a 2,2. Entonces, con el Gs máx obtenido midiendo las velocidades de la onda de corte Vs, los valores medios de los períodos fundamentales de los suelos según las diferentes fuentes sísmicas están entre 0,47 y 0,56 seg. Para suelos arcillosos, la degradación del módulo Gs va de la mano con el Índice de Liquidez (relación agua-plasticidad) cuya variación en profundidad se da conforme cambia el origen del depósito; aquí los períodos fundamentales obtenidos para el conjunto de fuentes sísmicas, variaron entre 0,47 y 0,6 seg.

Figura 1g. Para sismos asociados a la fuente Romeral, se muestra el espectro de la aceleración en superficie, según el espesor H del suelo (Izq). Espesores de suelos en Manizales (Der). Fuente: Microzonificación de Manizales. CIMOC. 2002.

 

También se consideró por CIMOC el espesor del depósito de suelo blando considerando espesores de 5, 10, 20 y 30 m; para estos, los períodos fundamentales promedios, en segundos, con eventos de las fuentes sísmicas, varían así en cada caso para el orden de los espesores dados: 0,11, 0,26, 0,51 y 0,76seg.

Figura1h. Espectros de diseño para las diferentes Zonas de la ciudad de Manizales. Los túneles deben responder a la Zona C. Los tres espectros son: el superior para la Zona A, el intermedio para la B y el inferior para la C. Fuente: Microzonificación de Manizales. CIMOC. 2002.

 

La microzonificación de la ciudad concluye identificando VI zonas, quedando la F. Manizales como la Zona III, la F. Casabianca como la Zona IV y el C Quebradagrande como la Zona V.; luego por razones prácticas éstas se simplifican y únicamente se definen 3 Zonas, así: Zona A para Cenizas que eran la Zona I; Zona B para llenos que eran la Zona II; y Zona C, la de los túneles, para las Zonas III, IV y V, además de la Zona VI que es la de depósitos competentes aislados.

Entonces, las unidades Manizales, Casabianca y Quebradagrande, de nuestro interés, son de la Zona C, y ésta se rige por los espectros NSR-98. Es decir, por los espectros de terreno firme que son las zonas con depósitos de suelos conformados por terrazas aluviales, flujos volcánicos y suelos residuales y coluviales de poco espesor.

Finalmente, como quiera que los espectros anteriores aplican solamente en depósitos y superficies planas y horizontales, cuando el relieve en la tercera dimensión aparece, ellos deben ser corregidos aplicando el factor de amplificación por efectos geométricos y topográficos (F Top), factor que procede en las zonas cercanas a los taludes ubicadas a menos de 2 veces el espesor H del depósito de suelo blando, o a menos de 60m de su borde.; esto así:

Para T

F Top = 1,5 T*

y

Para T> T* se aplica

F Top = 1+0,5 (T*/T) 1,5

Siendo T* = 4H/Vs

En las expresiones dadas, H en metros; Vs = 250 m/seg; y T en segundos.

En conclusión, para nuestros túneles, la situación parece ser favorable por dos razones: de un lado, como en cualquier túnel, se busca la base de la montaña para cruzarla, sobre todo cuando su propósito es trasvasar aguas servidas que se recogen en las menores cotas urbanas. Del otro lado, nuestros túneles están en la Zona C de la Microzonificación Sísmica de Manizales, donde la amenaza en menor y en especial cuando se trate de excavaciones, en su orden, a través de la Formación Manizales, del Complejo Quebradagrande, y de la Formación Casabianca.

 

Aspectos morfológicos y geotécnicos.

Las Formaciones Manizales y Casabianca asimilables a un Conjunto Conglomerático y en especial la primera de ellas, le imprimen al paisaje de Manizales ciertas características como:

 

El Conjunto Conglomerático se extiende como un depósito de gran potencia sobre una gran depresión con características de escalamiento tectónico, a modo de valle localizado donde el drenaje principal modifica su régimen torrencial en fluvial. De ahí que el conjunto sea un abanico aluvial, de similares características a los de Pereira y Armenia, pero tectonizado y levantado, el que, entre San Rafael y La Linda, yendo de oriente a occidente, se ofrece primero como un paisaje con tendencia ruiniforme, el que gradualmente va cambiando, cada vez más, hacia formas verticalizadas en medio de un drenaje que se estrecha en medio de laderas en V con visibles salientes y cauces más entallados, a medida que se incrementa el potencial gravitacional, puesto que, mientras descienden los cauces del Olivares y Chinchiná, el territorio urbano de Manizales no lo hace y el de Chipre y Villa Kempis se levanta.

Las cuestas elementales de Manizales pueden quedar ubicadas en laderas de cualquiera de las unidades geológicas señaladas: las localizadas en la Formación Manizales rara vez presentan caída de bloques y en caso de lluvia intensa, deslizamiento traslacional o de tipo planar, mientras las asociadas a la Formación Casabianca los presentan con mayor frecuencia y del tipo rotacional, y en especial cuando aparecen los suelos blancos o cuando se saturan las vaguadas más cóncavas en las dos direcciones. Las inestabilidades en el Complejo Quebradagrande surgen por el deterioro de las laderas a partir de afloramientos de naturaleza carbonosa o grafitosa en su base o en niveles inferiores, que aparecen saturados y expuestos; además en las zonas de mayor fracturamiento tectónico en esa unidad litológica, identificable por su color negro, aspecto pizarroso y presencia de azufre.

Las Cenizas Volcánicas -tefras y tobas de la cobertura-, ofrecen estabilidad a las laderas, salvo cuando su basamento falla o cuando se les expone a factores de erosión por sobrepastoreo, caminos de arriería y entrega deficiente de aguas desde las vías o concentración de escorrentías. Estos fragmentos piroclásticos eruptivos que suavizan la topografía al depositarse en capas que siguen las irregularidades y ondulaciones del terreno, y le dan un especial aspecto aterciopelado cuando las laderas son pasturas, con las eventuales irregularidades, escarpes o rizos que muestren, sirven en el diagnóstico de las áreas erosionadas y las zonas inestables.

 

Figura 1i. El paisaje de Manizales es el de una ciudad de laderas. Las laderas muestran salientes que delimitan las formaciones superficiales y profundas, anunciando la mayor estabilidad de las unidades inferiores, respecto a las otras más recientes que las cubren. Esas son la Formación Manizales en la Ladera NW o de Olivares (Izq), y los Gabros de Chinchiná en la ladera SW o del Chinchiná (Der). La segunda imagen muestra el canal de conducción ubicado en la zona estable del macizo rocoso, y de exitoso desempeño por cerca de 70 años.

 

La Formación Manizales, especialmente, presenta zonas con distinta capacidad mecánica por tener grado de consolidación variable y en menor grado cantos de diferente naturaleza. La cementación de la matriz aunque algo incipiente pero suficiente para añadirle propiedades casi impermeables al material, es causada por arcillas y óxidos. Esto unido al tectonismo local, explica las variaciones de estabilidad entre laderas y taludes, como también la presencia de zonas más degradables que otras a escala urbana.

Los productos derivados de la Formación Manizales, resultan ser de difícil transformación en áridos útiles para obras, intentando su machaqueo con mazo o almádena. Tampoco ofrecen posibilidades de labra plana puesto que los cantos no tienen cemento de características similares a los bloques y sobretodo porque mayoritariamente son bloques lávicos de textura masiva, antes que foliada. Pueden utilizarse en ocasiones como escolleras aluviales, terraplenes de carretera y pedraplenes a modo de espaldones de presas de materiales sueltos, para adecuar vaguadas en los propios botaderos, sobre todo, porque en la vecindad de los portales falta infraestructura para mejorar la calidad ambiental de comunidades marginadas y pobres. El ambiente torrencial y eventualmente catastrófico de los eventos, explica el buen empaquetamiento y alta densidad de bloques con gran tamaño, y la propensión a conformar un macizo clastosoportado salvo cuando los finos abundan; esto por ser un depósito poligénico con variadas facies, y el que en consecuencia presenta zonas con distinta capacidad portante y drenaje cuasivertical.

En la Formación Manizales los portales ubicados en el macizo sano, sin fallas de ladera, admiten taludes casi verticales; el macizo tiene diferente resistencia a causa del contraste entre bloques con diferencias de alteración y composición, y entre los cantos y la matriz pobremente cementada; en especial las lavas andesíticas, por su reducido contenido de cuarzo, son consideradas blandas. Los grandes tamaños de los bloques en esta formación, hacen difícil la excavación y conducen a la necesaria utilización de métodos de perforación mecánica con voladuras, a la instalación de vagonetas de plataforma con poco cajón para ubicarlos y sacarlos, y al uso de concreto lanzado en zonas críticas. La calidad del relleno o matriz, igualmente, obliga a la excavación y entibado simultáneos, después de los cuales podrá resolverse el tipo de soporte donde se requiera. El Túnel Manizales cruza esta formación rocosa conglomerática cuyas rocas, calificadas de blandas y porosas, aunque algo cementadas, como se verificará más adelante, efectivamente ganan resistencia con la profundidad al cerrarse más los poros y también como consecuencia de la mayor intensidad de los factores diagenéticos. Antes de la excavación su resistencia puede incrementarse más, si previamente se drena el macizo.

 

Imagen 1j. Formación Manizales en la panamericana (Izq) y Formación Casabianca en Santa Helena (Der). Además del fuerte contraste en el grado de meteorización entre ambas, el color de la matriz, café en la primera y naranja o rojizo en la segunda, facilitan su diferenciación.

 

De otro lado, la Formación Casabianca, en profundidad presenta bloques aislados y alterados, y por lo tanto es una unidad matrizsoportada en un suelo duro y que hacia la superficie se va modificando hasta alcanzar las características de suelo blando y cohesivo, el cual que admite taludes casi verticales de mediana altura o de mayor desarrollo cuando el suelo es más profundo. Como evidencia, en la banca del ferrocarril estos, con 80 años de excavados, llegan hasta los 20 m, e incluso a los 30 m de altura de forma muy ocasional. Además, cuando en esta unidad se han desarrollado suelos blancos, que son expansivos, la falla y la inestabilidad de los taludes son absolutas y generalizadas, conduciendo a una situación como la que se observa en la Avenida Kevin Ángel entre Aguas de Manizales y San Rafael, donde se efectuaron los cortes respectivos. Debe señalarse que el Túnel de La Avanzada transcurre en un macizo de esta unidad, el que posiblemente deberá considerarse como un túnel en suelo residual proveniente de la alteración de una roca blanda de origen conglomerático.

Los parámetros geotécnicos suministrados por la prestigiosa empresa Aquaterra Ingenieros Consultores SA, correspondientes a muestras de la Formación Casabianca obtenidas en el estudio del Teatro Fundadores, y para el Complejo Quebradagrande, del estudio de la ladera sur de La Sultana, y que son de dos lugares diferentes de la ciudad, se presentan en la Tabla 1a.

 

Complejo Quebradagrande. Observaciones en La Sultana según Aquaterra.

Ensayo

Promedio

Mínimo

Máximo

Humedad natural -%

34,13

10,70

176,6

Límite Líquido -%

39,68

17,6

178,1

Límite Plástico -%

27,02

13,9

67,8

Índice Plástico -%

12,65

3,1

110,3

Compresión Inconfinada -t/m2

9,94

5,54

18,28

Peso Unitario Húmedo -t/m3

1,738

1,06

2,15

Cohesión t/m2

2,98

0,30

4,90

Ángulo de Fricción -grados

31,92

28,16

35,67

Fuente: Estudio Geológico, Geotécnico e Hidráulico de la Ladera Sur del Barrio La Sultana, Manizales. Aquaterra Ingenieros Consultores SA. Manizales 2004.

Formación Casabianca. Observaciones en Fundadores según Aquaterra.

Ensayo

Promedio

Mínimo

Máximo

Humedad natural -%

88,3

51,9

128,9

Límite Líquido -%

86,0

65,2

135,4

Límite Plástico -%

40,9

37,2

45,0

Índice Plástico -%

45,0

19,0

90,4

Índice de Liquidez -%

0,9

0,8

0,9

Peso Unitario Húmedo -t/m3

1,715

1,609

1,821

Peso Unitario Seco -t/m3

1,036

0,874

1,198

Compresión Inconfinada -t/m2

21,22

13,86

28,57

Penetración Estándar -Golpes /pie

17,0

15,0

19,0

Fuente: Estudio de Suelos para la Rehabilitación Estructural del Teatro Fundadores. Aquaterra Ingenieros Consultores SA. Manizales 2003.

Tabla 1a. Características Geotécnicas en muestras del Complejo Quebradagrande obtenidas en la Sultana y de Casabianca en Fundadores, por Aquaterra Ingenieros Consultores S.A.

 

Los parámetros geotécnicos de los Suelos Residuales de Depósitos Conglomeráticos, en el sector de la comuna 2 de Manizales hoy denominada Olivares -donde se ubica el Túnel de la Avanzada- que son suelos de las Formaciones Casabianca y Manizales-, y también los parámetros de las cenizas volcánicas consolidadas y no consolidadas -que en su orden son las tobas y tefras de la cobertura-, se presentan en la Tabla 1b, y han sido tomados todos ellos de un artículo de Corpocaldas presentado el 2004 en la Revista de los 48 años de la SCIA en Manizales, firmado por la Dirección de la entidad ambiental.

 

Parámetros geotécnicos para el rango de valores

Cenizas Volcánicas Unidad No Consolidada

Cenizas Volcánicas Unidad Consolidada

Suelos residuales de depósitos conglomeráticos

Peso Unitario Húmedo (t/m3)

1,5-1,7

1,33

1,5-1,9

Humedad Natural (%)

25-65

>80

30-80

Pasa 200 (%)

25-50

>70

5->90

Límite líquido (%)

30-70

>100

NP->80

Límite plástico (%)

20-50

>60

NP->50

Índice plástico (%)

5-30

>40

NP->40

SUCS

SM

MH

MH-ML-SM-SP

Cohesión (t/m2)

1-3

>4

1->4

Ángulo de fricción interna(º)

30-36

25-30

20-35

Permeabilidad

(cm/día)

15-85

2-14

>20

Tabla 1b. Tomada de Francisco José Cruz Prada. Relaciones Lluvias Deslizamientos en la Ciudad de Manizales- Revista SCIA 48 años. Manizales 2004.

 

 El Complejo Quebradagrande está compuesto por dos miembros: el metasedimentario y el volcánico.

· El miembro metasedimentario que presenta propiedades geomorfológicas y geotécnicas de un doble carácter, las afines a las sedimentitas y propias de las metamorfitas de bajo grado. Este complejo es el basamento de Manizales, y en macizos que afloran de tales rocas, es donde se ubican los túneles de Santa Helena y El Tablazo. Por la vía sedimentaria, los estratos de este primer miembro presentan fuerte inclinación, plegamiento y fracturamiento. Los contactos estratigráficos de limolitas, arcillolitas y lutitas, son difícilmente identificables. Esta unidad metasedimentaria presenta capas plásticas como las tres anteriores, que son las predominantes, y otras rígidas como los chert y algunas lutitas de composición silícea. Además, entre estas capas aparecen otras rápidamente alterables de composición carbonosa, y unas más de características frágiles: las de cuarzo lechoso asociado a magmatismo residual. La permeabilidad de la unidad sedimentaria varía localmente y está condicionada por la porosidad secundaria.

· El otro componente del Complejo Quebradagrande, el miembro de origen volcánico, está constituido por lavas básicas de ambiente oceánico. Estas lavas afloran en el cauce de la Quebrada Olivares y en la vía a Neira, y sus propiedades son las mejores cuando el macizo está sano como en el primer caso; pero en zonas con tectonismo se afecta notablemente tal como se observa en la cantera de la salida a Neira, ubicada pocos km abajo del viejo Puente Olivares.

 

- Volviendo de nuevo al miembro metasedimentario de Quebradagrande, desde la perspectiva geotécnica, el metamorfismo aunque bajo le imprime un doble carácter: el de la deformación de la masa rocosa y el de la consecuente alteración mineralógica. Así la roca gana densidad, reduce su porosidad primaria, se folia según la dirección de los esfuerzos y se hace más rígida en una dirección preferencial, la que normalmente se suma a la de los planos de la paleo-estratificación que aún persistan si es que estos coinciden en rumbo y dirección con los primeros. Esto ocurre cuando el metamorfismo ha sido por presión de sepultura y gradiente geotérmico, y no necesariamente por el de las zonas de dislocación tectónica dado que aludimos a rocas vecinas al Sistema de Fallas Romeral. En esta componente del C. Quebradagrande son varias las capas y también las propiedades geotécnicas, dado que entre los factores de plasticidad y rigidez aparece el material parental o protolito. Además, con la profundidad, estas rocas blandas y porosas aumentan su resistencia, si no a causa de la diagénesis, sí por la presión que reduce la porosidad y densifica la masa. También drenar el macizo conduce a un incremento de la resistencia de la roca, parámetro que en las rocas blandas crece en sentido inverso al del contenido de humedad.

 

Las geoformas que ofrece el Complejo Quebradagrande, son sustantivas para el escenario del basamento donde se trazan los alineamientos, particularmente en el caso del túnel Manizales, sobre todo, por la incertidumbre de la paleotopografía, máxime cuando la continuidad del techo de la Formación Manizales presenta dificultades en su correlación horizontal. Se pregunta si en efecto, el escalonamiento del relieve en el perfil longitudinal del túnel, a modo de pilar tectónico es o no la expresión topográfica asociada al basculamiento de bloques, o por el contrario, al no conocerse un trazo de falla bien identificado que lo corte, la unidad conglomerática de los portales del Túnel Manizales no es la misma y entonces, una y otra son eventos diferentes aunque contemporáneos, caso en el cual el túnel cruza el macizo confinante de la Formación Manizales; es decir, a Quebradagrande, en vecindades de Fundadores, puesto que de la fotointerpretación se infiere que ésta sería la zona más probable en caso de encontrase interfiriendo el alineamiento de cualquier túnel que cruce a Manizales con dirección N-S por este sector ( Ver Figura 2c). Los demás túneles entre los cinco estudiados son claros. De pronto sí, en el Túnel de La Avanzada ligeramente cabe la posibilidad de interferir a mitad de camino una unidad diferente y más competente que eventualmente estuviere infrayaciendo a Casabianca.

 

Columna estratigráfica en dos sectores de la Formación Manizales

Para conocer las características de esta Formación, dado que la conducción de mayor importancia será el túnel para el trasvase de las aguas del Distrito Olivares al Distrito Chinchiná, se realizó el levantamiento de sendas columnas estratigráficas, en el sector del Barrio Estrada y del Barrio Panamericana, respectivamente (Ver Anexo 2).

 

Figura 1k. Imágenes de las columnas examinadas, de la Formación Manizales, en el Barrio Estrada (Izq) y en el Barrio Panamericana (Der), dos zonas de interés para los portales de entrada y salida del Túnel Manizales. Obsérvese el color café característico de la matriz y la forma isométrica redondeada de los bloques.

 

Columna del Barrio Estrada: Esta columna se abre en una ladera, dadas las dificultades de encontrar un talud disponible para acceder al macizo fresco. La longitud de la columna es de 36,37m no continuos, pues se inició un barrido vertical con un ancho de un metro para continuarlo desplazados cinco metros al occidente, manteniendo la conexión del horizonte final del primer tramo con el inicial del segundo. Lo anterior en virtud de la aparición de un pequeño coluvión que no era objeto de la prospección.

 

El examen de la columna así levantada enseña lo siguiente:

 

Desde el punto de vista granulométrico los diámetros de la columna vertical contabilizados presentan la siguiente frecuencia por rangos de diez centímetros.

Diámetro (cm)

Nº de bloques

Longitud (m)

10-20

11

2,67

20-30

11

2,54

30-40

8

2,85

40-50

7

2,86

50-60

5

2,86

>1m

4

2,16

Otros

15

7,78

Total

56

23.72

Tabla 1c. Frecuencia de bloques para una columna de una ladera del Barrio Estrada.

En términos de la fábrica textural, la longitud de los tramos con bloques que superan los 10cm, fue de 23,72m equivalentes al 65% de toda la columna; y el número de tramos en matriz, del 35%. No se midió la proporción de zonas clastosoportadas.

El estado de meteorización de los bloques es variado afectando especialmente a los menores de 20 cm. La mayoría de los bloques es de naturaleza ígnea andesítica. Además, se observan muy pocos bloques de granodiorita y con tamaños de hasta el decímetro. La forma dominante de los bloques es la isométrica subredondeada.

Las características de la matriz son las siguientes: zonas húmedas ninguna, tampoco afloró el nivel freático, siempre afectada por meteorización y con evidencias de contenido orgánico. Su aspecto es el de un suelo limo arenoso con contenido orgánico y de baja plasticidad.

No se observaron fracturas en el macizo, aunque los bloques embebidos en el mostraban desplazamiento por gravedad con la correspondiente deformación plástica de la matriz de la cual salían con facilidad al excavarlos con palín.

Columna del Barrio Panamericana: Esta columna sobre una longitud de 42,6m metros, y adicionalmente se realizó un claro de forma horizontal en dirección occidente oriente. El levantamiento en esta zona tuvo mejores condiciones que las ofrecidas en el Barrio Estrada, dado que se trabajó sobre un cajón en corte construido para la vía y no en una ladera natural como en el otro caso.

El examen de la columna levantada así, muestra lo siguiente:

 

Diámetro (cm)

Nº de bloques

Longitud (m)

10-20

8

1,38

20-30

12

3,09

30-40

14

4,69

40-50

8

3,40

>1m

4

4,19

Otros

7

4,69

Total

55

21,44

Tabla 1d. Frecuencia de bloques para una columna de un talud en el barrio Panamericana.

Desde el punto de vista granulométrico los diámetros de la columna vertical contabilizados presentan la siguiente frecuencia por rangos de diez centímetros.

Para la columna vertical, en la fábrica textural se encuentra que la longitud de los tramos con bloques mayores de 10 cm es del 50% y la correspondiente a la matriz, del 63%. No se midió la proporción de zonas clastosoportadas.

.

El estado de meteorización de los clastos es mínimo afectando particularmente a las gravas. La mayoría de los bloques es de lavas andesíticas; se observaron muy pocos bloques de granodiorita con tamaños de varios decímetros. La forma dominante de los bloques es isométrica y subredondeada.

Las características de la matriz fueron las siguientes: zonas húmedas sobre la base del talud, donde afloró el nivel freático y por capilaridad el agua tuvo un ascenso cercano al medio metro. Además, se observó un núcleo de humedad que contrastaba con el conjunto y cuya naturaleza es posible por un sistema de porosidad secundaria que no responde a una superficie de discontinuidad dada su forma circular. La zona no presentaba caudal visible, pero cerca al lugar hay un aprovechamiento de la zona saturada que produce un gasto del orden de los 4 centímetros cúbicos por segundo, sin presión, sin coloración y sin olor. La matriz se encontró poco afectada por meteorización, y con buen grado de consolidación y cementación. Los bloques se suspendían fuertemente por el techo, anunciando que el grado de cementación sostenía su peso y exigía golpe de martillo para despegarlo, lo que se hizo con un ejemplar de 40x30x20 cm3.

El aspecto de la matriz es la de un suelo limo arenoso con cementación, difícil de desmenuzar aunque parte con la mano Los fragmentos arenosos mayores bien visibles son de color blanco y textura pumítica.

Se observó una línea de fracturas con tendencia horizontal en cada bloque y también en su conjunto. Es decir la fractura avanzaba como si fuera una paralela a la vía y por su altura sugería entonces responder a una línea de voladura pero no a una diaclasa.

En conclusión la Formación Manizales en la zona del portal de entrada, muestra mayor frecuencia de bloques apareciendo estos con una relación 2 a 1 respecto a la matriz, allí donde la unidad se excava por un nivel inferior respecto a su techo local. En el portal de salida, aunque la cota es menor, la unidad se excava cerca del su techo y no en su base, y por lo tanto más cerca de la F Casabianca. Ahora, a lo largo de la columna para el portal de salida, ocurre que la proporción de la matriz iguala a la de los bloques. De lo esto y otras observaciones se ha concluido que se puede asumir el RQD para la roca más fresca, del 60%.

Los detalles de estos levantamientos aparecen en el Anexo 2.

 

Definición del problema

Para definir la viabilidad técnica de un sistema de conducción subterránea adecuado, configurado por túneles de diámetros cercanos a dos metros entre las subcuencas y microcuencas del área urbana de Manizales - Villamaría, para unirlas los mayores y en la del norte los menores, deben considerarse aspectos geológicos y logísticos, así: 

 En lo geológico, la litología y la geología estructural, buscando evitar fallas geológicas en actividad, macizos poco competentes o depósitos de suelos, y encontrar un recorrido profundo para mantener una presión confinante de roca adecuada, que le reste fragilidad al macizo y minimice los efectos hidrogeológicos en superficie, así como las condiciones litológicas que le permitan al macizo rocoso responder de la mejor manera en término de esfuerzos, deformaciones y permeabilidad, habida cuenta de que las rocas en la oferta ambiental del escenario de trabajo son blandas y de tipo conglomerático o metasedimentario. Para otros casos, las excavaciones más superficiales y cortas, y posiblemente construidas en menor diámetro, estarán ubicadas sobre macizos rocosos muy alterados y casi calificados en términos de suelos residuales duros, asociados a conglomerados (T. La Avanzada) o bien a metasedimentos (T. Santa Helena), que son las zonas menos profundas a excavar en este proyecto ( Ver Figura 1g).

Logísticamente, la conducción subterránea principal – El Túnel Manizales- que necesariamente tendrá dirección norte – sur, deberá buscar el centro de gravedad del área aferente, logrando con ello menores diámetros en las conducciones de alimentación que recogen las aguas de la ciudad y llegan al túnel de trasvase. Las conducciones ubicadas en el perímetro de dicha área, están sobre las frágiles laderas más pendientes vecinas a las vaguadas del Río Chinchiná y de la Quebrada Olivares.

Dentro de estas dos restricciones, la geológica y la logística, se buscará un túnel corto que facilite el acceso a los portales y que no genere escenarios de potenciales desastres, en especial en los lugares más susceptibles como lo son las zonas periurbanas ambientalmente más deprimidas, y por lo tanto más vulnerables. De este enfoque igualmente, también depende la viabilidad económica del proyecto, la posibilidad de planear con acierto las obras dándoles un agregado que se traduzca en bienestar para los moradores y en estabilidad antrópica para el proyecto. 

Las demás conducciones subterráneas que se proponen mantendrán los anteriores criterios. En efecto dos túneles cortos que se presentan son soluciones que corresponden a propuestas para otorgarle economías al proyecto y a la minimización de sus riesgos; pero ambos se localizan en diferentes escenarios sociales e incluso en medios ecosistémicos con diferentes grados, presiones antrópicas e historial de transformación.

 

Figura 11l. Túneles considerados para la conducción de aguas servidas en el área urbana de Manizales (en amarillo). No se dibujan otras opciones, ni el Túnel de El Tablazo. Imagen digital tomada a partir de la información suministrada por Aguas de Manizales.

 

I- FIN DE LA PARTE DESCRIPTIVA

II- PARTE ANALÍTICA

III- PARTE CONCLUSORIA

INDEX

Vulnerabilidad de conducciones sobre laderas inestables

E-mail:

Gonzalo Duque Escobar y Eugenio Duque Escobar

Webs:

Manual de Geología para Ingenieros

Mecánica de los Suelos

Geomecánica de las laderas de Manizales

Calentamiento global en Colombia

Vulnerabilidad de conducciones sobre laderas inestables

TÚNEL MANIZALES

TÚNEL CUMANDAY PARA LA TRANSVERSAL CAFETERA EN CALDAS

Túneles: videos y documentos

Guía Astronómica

Fundamentos de Economía y Transportes

Gonzalo Duque-Escobar