Flores-LA CUENCA EXPERIMENTAL DE SAN JOSÉ DE GALIPÁN

JOSÉ LUIS LÓPEZ SÁNCHEZ - INSTITUTO DE MECÁNICA DE FLUIDOS
FACULTAD DE INGENIERÍA - UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA
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LA CUENCA EXPERIMENTAL DE SAN JOSÉ DE GALIPÁN
Henry Flores, Reinaldo García, José Luis López, Abraham Salcedo, Mauro Nalesso
Instituto de Mecánica de Fluidos, Universidad Central de Venezuela,
CP 47725 Caracas – Venezuela.
hflores@imf.ing.ucv.ve, regarcia@imf.ing.ucv.ve, jlopez@imf.ing.ucv.ve, mnalesso@imf.ing.ucv.ve
RESUMEN
En este trabajo se describe el proyecto de la Cuenca Experimental de San José de Galipán (PROCEDA) el
cual es un esfuerzo entre varias instituciones e investigadores para estudiar los procesos de lluvia-escorrentía,
transporte de sedimentos y generación de flujos torrenciales en una cuenca de montaña. La cuenca ha sido
instrumentada con diez estaciones automáticas de medición dotadas de telemetría: cinco pluviométricas,
tres climatológicas y dos hidrométricas. Como parte de las actividades realizadas en la cuenca experimental,
en este artículo se describen las características de la vaguada de febrero de 2005, se cuantifican e identifican
los tipos de movimientos de masa ocurridos en 1999, y se analiza el proceso de sedimentación de la presa de
Macuto a través de mediciones de campo y simulaciones con modelo matemático.
THE SAN JOSE DE GALIPÁN EXPERIMENTAL BASIN
ABSTRACT
In this paper the project of San Jose de Galipan Experimental Basin is described, which is a combined
effort between various institutions and researchers to study rainfall-runoff processes, sediment transport
and debris-flow generation in a mountain basin. The basin has been instrumented with ten (10) telemetric
stations: five (5) rainfall stations, three (3) climatic stations, and two (2) stream gage stations. As part of
the research carried out, the following activities are described: the characteristics of the February 2005
storm, the mass movement processes associated with the 1999 storm, and the analysis of the sedimentation
processes in Macuto dam.
PALABRAS CLAVE: cuenca experimental, San José de Galipán, presa Macuto.

LECCIONES APRENDIDAS DEL DESASTRE DE VARGAS
Aportes Científico-Tecnológicos y Experiencias Nacionales en el Campo de la Prevención y Mitigación de Riesgos
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Climatología. En la vertiente norte del Litoral
Central,seobservanelevacionesdehasta2.765msnm,
que aunado a su proximidad al mar y los vientos
alisios paralelos al borde del litoral, determinan un
clima seco en las zonas bajas y pluviosidad en las
zonas altas de la Cordillera. La temperatura media
anual es de 26 °C.
Relieve. Se observa un descenso abrupto del
relieve desde las elevaciones más altas del macizo
Ávila en el pico Naiguatá con cota 2.765 msnm,
hasta la cota cero a nivel del mar. Esto trae como
consecuencia que la red hidrográfica de la zona esté
formada por ríos torrenciales con áreas de cuenca en
general reducidas y pendientes abruptas en su parte
alta y un fuerte cambio de pendiente al llegar a la
costa que genera una zona baja o cono de deyección
donde el río deposita el material.
Geología. El área de la cuenca de San José
de Galipán se encuentra entre el sistema de fallas
del Caribe, y las fallas del Ávila, está compuesta
por gneises de diversos tipos, cuarcitas, esquistos,
mármoles y rocas ígneas ácidas, básicas y ultrabási–
cas. Al este del pico el Ávila en el área de Galipán,
afloran esquistos cuarzo muscovíticos, con un perfil
de meteorización profundo, suelo residual espeso
y pocos afloramientos de rocas frescas. Algunos
gneises exhiben textura de augen (augengneises).
INTRODUCCIÓN
Para estudiar los fenómenos de flujo torrencial en
Venezuela, se creó un programa de investigación
franco-venezolano, denominado PROCEDA
(Proyecto Cuenca Experimental del Ávila)
liderado por el Instituto de Mecánica de Fluidos de
la UCV (García, 2002), cuyo objetivo es profundizar
en el conocimiento tanto de la hidráulica torrencial
como de las condiciones hidrometeorológicas y de
transporte de sedimentos propias de las cuencas
del macizo el Ávila, con el fin de ayudar a diseñar
medidas de prevención de eventos extremos como
el ocurrido en diciembre de 1999.
DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA
La cuenca hidrográfica del río San José de Galipán,
se encuentra ubicada en el flanco norte del Macizo
del Ávila, entre las coordenadas geográficas 10°32’
- 10°35’30” y 66°52’ - 66°54’30”, limita al este con
la cuenca de la quebrada El Cojo, al sureste con la
cuenca del río Camurí Chico, al este con la cuenca de
la quebrada Alcantarilla, al suroeste con la cuenca del
río Guanape, al sur con la cuenca de las quebradas
Anauco-Cotiza-Gamboa, y al norte desemboca en el
mar Caribe (Figura 1).
El río San José de Galipán nace en la población
deSanAntoniodeGalipányensupartebajaatraviesa
la población de Macuto hasta desembocar al mar. Es
la única cuenca del macizo el Ávila, intervenida por
el hombre en su parte alta con desarrollos agrícolas,
carreteras y caseríos. Algunas de las características
físicas de la cuenca son: a) área de la cuenca 14 km2
,
b) longitud del cauce 8,7 km, c) la cota superior es
2.300 msnm, cota inferior es 0 msnm, d) pendiente
promedio del cauce principal 52%.
Hidrología. La hidrología de la mayoría de las
cuencas de la Cordillera de la Costa entre el estado
Carabobo y el estado Miranda, se caracteriza por
presentar lluvias de tipo bimodal, con un período de
lluvias entre los meses de noviembre y enero, y otra
época de lluvias que va desde mayo hasta octubre la
cual depende del ascenso y descenso de la zona de
convergencia intertropical.
Figura 1. Ubicación de la cuenca de San José de Galipán
(imagen de Google Earth).

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INSTRUMENTACIÓN
Para la ubicación de las estaciones hidrometeoroló–
gicas se siguieron criterios de representatividad,
accesibilidad y seguridad, los cuales están definidos
en el ámbito internacional, principalmente por la
Organización Meteorológica Mundial (OMM), de
modo de lograr la mayor homogeneidad y calidad
posibles de los datos, en un equilibrio con el costo y
la dificultad de su obtención.
También se establecieron criterios adicionales
para la instalación de sistemas de alimentación
y telecomunicaciones, y lograr la participación
directa de los habitantes de la cuenca, entre otros.
En conjunto, tales consideraciones determinaron
la selección de los puntos para la instalación de las
estaciones automáticas de medición.
En la Tabla 1 se muestran las estaciones
automáticas que conforman la Cuenca Experimental
de San José de Galipán, conformadas por
cinco estaciones pluviométricas, tres estaciones
climatológicas y dos estaciones hidrométricas,
distribuidas espacialmente de manera tal que cubren
la cuenca baja, media y alta tal como se aprecia en la
Figura 2 (Flores, 2009).
Las estaciones están dotadas de telemetría y
pueden ser interrogadas en tiempo real, los datos
son transmitidos hasta el Centro de Control y
ProcesamientodeDatosubicadoenelDepartamento
de Ingeniería Hidrometeorológica de la Universidad
Central de Venezuela; también se cuenta con un
centro de recepción de datos en la Universidad
Marítima y del Caribe, en Catia La Mar.
Tabla 1. Estaciones de la Cuenca Experimental de San José de Galipán.
Figura 2. Mapa de ubicación de estaciones en la cuenca
de San José de Galipán.

164
LA VAGUADA DE FEBRERO DE 2005
Durante los días 7 al 10 de febrero de 2005 ocurrió
una vaguada que cubrió varias zonas del país,
afectando mayormente a las regiones del Litoral
Central y los Andes, dejando un número considera–
ble de víctimas y daños materiales elevados. Según
cifras de Protección Civil los estados afectados
fueron Mérida, Vargas, Carabobo y Zulia, con un
saldo de 220.340 personas afectadas, 6.036 familias
damnificadas, 64 muertos, 37.354 viviendas dañadas
y 6.012 viviendas destruidas.
Durante la tragedia de Vargas de 1999, se
registró un total de 911 mm de precipitación en tres
días. En el caso de Vargas 2005, en cuatro días se
produjo en Macuto una precipitación acumulada
de 431 mm. En la Tabla 2, se muestran los registros
de las precipitaciones diarias y acumuladas del 7
al 10/02/05 por varias estaciones automáticas de
medición en Caracas y el Litoral Central, incluyendo
las estaciones de la Cuenca Experimental de San
José de Galipán (PROCEDA).
Es de hacer notar que durante la vaguada,
se instaló una sala situacional del Ministerio
del Ambiente (MARN) y del Ministerio del
Interior y Justicia (MIJ) en el centro de control
telemétrico de PROCEDA, en el Departamento de
Hidrometeorología de la UCV, con guardia las 24
horas, y fue desde esas instalaciones donde se emitía
el boletín meteorológico oficial para informar sobre
la situación existente en Vargas y Caracas.
El sistema se puso a prueba en este evento
extraordinario, todos los equipos estuvieron
operativos y la transmisión de datos transcurrió sin
problemas, por lo que se pudo registrar el evento
en toda su magnitud, a diferencia de lo que ocurrió
en otras zonas del país donde no se pudo registrar
el fenómeno. Tal es el caso de la cuenca del río
Mocotíes en los Andes venezolanos, donde para
poder cuantificar el evento, dado que no se disponía
de información instrumental, se recurrió a testigos
presenciales, que aseguran que se presentó un pico
pronunciado que duró entre cuatro y cinco horas
de actividad continua el día 11/02/05, en horas
de la noche, por lo cual sólo se pudo establecer
una correlación de eventos históricos para lograr
caracterizar las lluvias ocurridas.
Un análisis detallado sobre las causas y efec_
tos del evento meteorológico de febrero de 2005,
fue ampliamente discutido durante el evento Las
Lluvias en Venezuela de febrero 2005, organizado
por el Instituto de Mecánica de Fluidos (IMF, 2005).
El fenómeno se debió a una situación meteorológica
de frentes fríos y vaguadas en la altura interactuando
con un flujo de viento en la altura, que transportaba
humedad desde el sur-suroeste (Brasil y Colombia)
Tabla 2. Precipitaciones diarias y acumuladas durante la vaguada de febrero de 2005
(* pertenecientes a la cuenca experimental)

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hacia el territorio venezolano. A partir del día lunes
07-02-05, se intensificó alimentando la vaguada
del norte lo que originó que las precipitaciones se
incrementaran y fueran más intensas y persistentes,
unido al hecho de que el frente debía desplazarse
hacia el oriente del país y permaneció estático por
dos días.
EnlaFigura3semuestranlascurvasdemasaylos
registros de nivel en la Cuenca Experimental; en ella
se aprecia claramente que hubo mayor precipitación
en la cuenca media y baja (San José, Macuto), que
en la cuenca alta (Humboldt, San Francisco). Esta
forma de distribución espacial unida al hecho de
que no existieron precipitaciones precedentes
importantes, y que muchas de las obras de control
de torrentes y presas de retención de sedimentos
estaban construidas, contribuyeron notablemente a
que esta vaguada causara menos daño en las zonas
urbanas que el evento de 1999.
Otro factor de importancia que incidió en la
relativamente baja magnitud de los daños fue la
distribución temporal de la tormenta. En la Figura 3
se corrobora que fueron las estaciones de Macuto, en
la parte baja del cauce, y San José en la parte media de
la cuenca, las que registraron la parte más importante
de la precipitación ocurrida durante la tormenta,
mostrando adicionalmente un comportamiento
casi constante a lo largo de la misma, a diferencia
de las estaciones ubicadas a mayor cota en donde
se observaron dos picos importantes durante las
primeras 24 horas (en las que la precipitación parece
casi constante en toda la extensión de la cuenca),
para luego disminuir drásticamente hasta las últimas
horas de la tormenta cuando nuevamente se puede
observar una distribución casi uniforme.
Como conclusión se desprende que el registro
y análisis de este tipo de información es de vital
importancia como punto de partida para el desarrollo
de una cultura de adquisición de datos necesaria para
el desarrollo de medidas de prevención que puedan
ayudar a los organismos encargados de manejar
situaciones de emergencia ante eventos catastróficos y
la adecuada implementación de planes de contingen–
cia para ayudar a mejorar directamente la seguridad
de las personas que habitan en zonas de alto riesgo.
Figura 3. Curvas de masa y registro de nivel en la Cuenca Experimental

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ESTUDIO GEOMORFOLÓGICO
Con esta investigación se pretende: a) comprender
los factores de predisposición a cada tipo de proceso
geomorfológico: erosión, transporte, deposición etc.
b) identificar los factores que activaron los dife–
rentes procesos hidrogeomorfológicos ocurridos
en diciembre 1999, c) establecer una metodología
para su representación por medio de mapas (escala
1:5.000) en un SIG (Sistema de Información Geo–
gráfica), d) realizar una zonificación y caracteriza–
ción propias a cada tipo de proceso.
Establecimiento del SIG
Para la implementación del Sistema de Información
Geográfica (SIG) se realizaron las siguientes
actividades: a) Interpretación geomorfológica de
las fotografías áreas antes y después de los aludes
torrenciales de 1999; b) Integración de los mapas y de
las capas de información relativas a la geografía de la
cuenca; c) Construcción de la base de datos relativa
a cada tipo de proceso encontrado; d) Investigación
de los factores de causalidad; e) Topología de los
procesos y de los principales factores asociados.
Con el establecimiento del SIG se pretende: a)
Recopilar la data asociada a la cuenca de la vertiente
norte del Ávila y calibrar los modelos matemáticos
de flujo y arrastre de sedimentos; b) Monitorear
los parámetros meteorológicos, clave para detectar
situaciones de contingencia mediante la creación
de un sistema de alerta temprana; c) Analizar y
divulgar vía Internet los fenómenos meteorológicos,
climatológicos y otros que tengan relación con el
tema;d)Desarrollaryaplicarmodelosdesimulación
validados con la información recabada.
Características de predisposición al riesgo de
movimiento de masa y flujo torrencial
Entre ellas tenemos el grado de meteorización de
la roca, que es muy importante para todas las altitu–
des, la fractura de las rocas debidas a una tectónica
muyactiva,unidaalhechodelaexistenciadeunclima
tropical que puede producir lluvias torrenciales,
las cuales se ven incrementadas por efecto del
relieve al existir grandes desniveles y pendientes
muy fuertes.
En la Figura 4 se presenta el perfil longitudinal
del cauce principal del río San José de Galipán y de
su afluente principal, la quebrada Los Perros. La
pendiente define cuatro tramos en el cauce principal,
de aproximadamente 56%, 12%, 56% y 6,28%,
desde el tramo más elevado hacia aguas abajo. En
los tramos con fuerte pendiente se puede esperar
gran aporte de material como rocas y sedimentos al
cauce del río.
Figura 4. Perfil longitudinal del cauce principal del río
San José de Galipán.
Las características humanas de predisposición al
riesgo la constituyen: una determinada zona urbana
ocupando todo el cono de deyección y vertientes
lateríticos inestables, población agrícola instalada en
la parte alta en una zona de antiguos movimientos
de masa, y erosión de los suelos en la mayor parte de
la cuenca debida a los cultivos, explotación de los
bosques, deforestación, pastoreo etc.
Procesos representados en el SIG
Los diferentes procesos cartografiados en este estudio
se clasifican en: a) Movimientos de masa, b) Erosión
por escurrimiento generalizado y concentrado, c)
Depósitos sedimentarios, d) Transporte sedimentario,
e) Formación de diques naturales (Flores, 2004).
Movimientos de masa. Corresponden a movimientos
de diversos tipos, desde deslizamientos y flujos
superficiales hasta derrumbes y caídas de grandes
bloques, los cuales pueden ser muy destructivos. En
general estos movimientos se pueden clasificar de

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Tabla 3. Movimientos de masa identificados en la Cuenca Experimental de San José de Galipán.
acuerdo a las características físicas y morfológicas,
tipo de material del que están compuestos, y por la
velocidad del movimiento, en lentos si se producen
en suelo seco, húmedo o saturado y rápidos si son
producidos por flujos. En el caso de la Cuenca
Experimental de San José de Galipán se identificaron
los tipos de movimientos de masa y su contribución
al evento de diciembre de 1999 descritos en la Tabla
3 (Pol 2003).
Erosión por escurrimiento generalizado y concentrado.
Son derrumbes o colapsos de masas irregulares
asociados a excavaciones lineales. En la zona de
estudio se presentan en forma generalizada en
las parcelas de cultivo y sobre caminos y filas
erosionadas; en forma concentrada se observan al
pie de las parcelas de cultivo y a nivel de cambios
bruscos de la pendiente.
Depósitos sedimentarios. Corresponde a aquellas
zonas, donde por su características ocurren los
procesos sedimentarios. Se identificaron zonas
con depósitos predominantemente gruesos y
medios, constituidos principalmente por bloques
redondeados de antiguas terrazas aluviales y bloques
angulososporcaídaderocasdelasladeras.Zonascon
depósitos principalmente pequeño y fino, formados
por arena y cantos rodados de antiguas terrazas,
arena y cantos angulosos en los conos de deyección
secundarios, acumulación de coluviones y en otras
zonas solamente arena. También se identificaron
zonas con depósitos heterogéneos formados por
arenas, cantos, bloques, material orgánico y de
origen antrópico (Bukor y Tagliaferro 2004).
Transporte sedimentario. Iniciado principalmente
al nivel de las cabezas de deslizamiento, donde hay
pérdidadematerial,elcualalimentaalflujotorrencial,
en las gargantas con lecho rocoso donde crece la
velocidad del flujo y en consecuencia puede haber
transporte de material antiguamente depositado. El
efecto de las intensas lluvias sobre laderas de altas
pendientes (>35°) y con los suelos saturados fue el de
disparar muchos movimientos de masa de diversos
tipos, desde flujos superficiales, hasta derrumbes de
grandes bloques de rocas, aumentado por el efecto
cascada de los flujos (Urbani F. 2002).
Formación de diques naturales. Estos diques se
presentan a nivel de las gargantas, debido a que se
reduce la sección transversal, también se producen
en las zonas de confluencia, donde se presenta una
carga adicional que llega al lecho. Los diques pueden
formarse también en zonas de escalonamiento y de
acumulación de material acarreado, por causa de la
reducción de velocidad del flujo.
La Figura 5 corresponde a un deslizamiento
colada sobre roca madre, ocurrido en la parte alta
de la cuenca en la vertiente SE, esta fotografía
corresponde a abril de 2003, y es de hacer notar
que en ella se observa claramente una cicatriz de
deslizamiento, dos formaciones superficiales de
suelos variables de distintos espesores, también se
aprecia un plano de deslizamiento rocoso.

168
En la Figura 6 se observa una caída de bloques,
en la Quebrada Los Perros, nótese el arrastre de
árboles de gran tamaño y el arrastre de material
vegetal de diversos tipos y tamaños, conjuntamente
con capas de suelo.
La Figura 7 corresponde a un deslizamiento
superficial, con arrastre de material vegetal. Esta foto
fue tomada en mayo de 2003, y en ella se observa
un espesor variable de suelo arrastrado, un suelo
residual poco desarrollado, y una vegetación xerófila
constituida básicamente por árboles no muy altos y
resistentes a altas temperaturas, y algunas especies
de cactus; también se observa la revegetación de
algunas superficies expuestas. Nótese el cambio de
vegetación, en la secuencia fotográfica de las Figuras
5, 6 y 7, las cuales corresponden a la parte alta, media
y baja de la cuenca, respectivamente.
En la Figura 8 se aprecia un flujo de detritos
(alud torrencial en ladera) ocurrido en la parte
baja de la cuenca, en la población de Macuto. Esta
figura corresponde a una fotografía aérea tomada
días después del desastre de Vargas de 1999. En ella
se observa claramente un canal de flujo principal
y una superficie de discontinuidad de naturaleza
rocosa, también se observa un depósito de aspecto
consolidado (esquina superior izquierda de la foto).
Figura 6. Caída de bloques. Quebrada Los Perros.
Figura 5. Deslizamiento colada sobre roca madre.
Figura 7. Arrastres de capa vegetal.

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Integración del trabajo de fotointerpretación
con el SIG
Ortorrectificación de las fotografías aéreas. Los
pasos a seguir para la ortorrectificación consisten
en: a) Elección de puntos de referencia; b) Ajuste
de fotos a diferentes escalas a fin de disminuir el
error de distorsión inherente a las fotografías; c)
Reproducción del trabajo previamente hecho con
transparencias y el estereoscopio; d) Determinación
de una simbología de los procesos; y e) Integración
de la base de datos.
Tal como se aprecia en la secuencia fotográfica
de las Figuras 9 a 14, se observa el procedimiento
seguido para la integración del trabajo de
Fotointerpretación con el Sistema de Información
Geográfica. Se parte de los planos topográficos
de la zona en estudio (Figura 9) para luego pasar
al modelo digital del terreno (Figura 10) en escala
1:5.000. A continuación se realiza el proceso de
fotointerpretacióndetodaslasfotosaéreasdelsector,
primero en escala 1:10.000 (Figura 11) y luego con
más detalle en escala 1:5.000 (Figura 12).
Por último, esta información conjuntamente con
todos los datos levantados en las distintas visitas de
campo, fotografías aéreas, muestras de sedimentos
en el cono de deyección y en las quebradas de la
cuenca, ensayos, recopilación de datos geológicos,
identificación de los distintos tipos de movimiento
de masas etc., se plasman al SIG (Figura 14), donde
se pueden identificar claramente cada uno de los
procesos encontrados.
Figura 8. Flujo de detritos, zona urbana.
Figura 10. Modelo digital del terreno.
Figura 9. Mapa topográfico.

170
Figura 14. Integración al SIG.
Figura 11. Foto escala 1:10.000.

171
En la Tabla 4, se muestran las áreas ocupadas
por los diferentes tipos de movimientos de masa
ocurridos en la Cuenca de San José de Galipán en
diciembre de 1999, en ella se observa claramente
que la caída de bloques representa la mayor área
de ocupación de la cuenca, debido principalmente
a las altas pendientes de las laderas; también se
observa una contribución importante de los flujos
de detritos, escurrimientos y flujos de lodos.
Construcción de la base de datos
La construcción de la base de datos relativa a
cada tipo de proceso encontrado se realiza con la
finalidad de ordenar la información de manera
sintética, establecer estadísticas para comparar los
diferentes procesos, hacer correlación entre esta
información y las otras capas de datos, y, permitir la
transparencia y transmisión de los datos compilados;
esta información se encuentra integrada al SIG
(Figura 15).
Figura 15. Inventario de fenómenos geodinámicos de
la Cuenca Experimental de San José de Galipán
ESTUDIO DE LA PRESA DE MACUTO
La presa de Macuto es una presa cerrada de gaviones,
de 7 m de altura, ubicada al final de la garganta
del río San José de Galipán, cuya construcción
finalizó en marzo del 2003. La presa ha sido
objeto de un monitoreo periódico a fin de evaluar
las características y magnitudes del transporte y
producción de sedimentos en la cuenca tributaria.
Para enero de 2005 la presa presentaba un
alto grado de sedimentación, a pesar de no haberse
producido tormentas significativas en la cuenca en
ese lapso de tiempo (Figura 16). Esto es atribuible
a la ausencia de ventanas o aberturas para dejar
pasar los flujos ordinarios y su carga de sedimentos.
Observaciones hechas en enero de 2005 mostraban
que el nivel del lecho, conformado mayormente
por material arenoso, limos y gravas, estaba a tan
solo 0,75 m de alcanzar el tope de la cresta de la
estructura (Figura 16). La creciente de febrero de
2005 terminó de colmatar la presa pero no provocó
daños significativos a la estructura (Figura 17). La
Figura 18 muestra los perfiles longitudinales del
lecho medidos aguas arriba de la presa en diferentes
fechas, indicando el proceso de sedimentación que
ocurrió en el cauce.
La capacidad de almacenamiento de la presa
de Macuto es de 22.000 m3
, valor este calculado
suponiendo una pendiente de equilibrio igual a
2/3 de la pendiente original del cauce. El volumen
de material acumulado para enero de 2005 era de
aproximadamente 10.000 m3
, por lo que quedaban
disponibles unos 12.000 m3
para retención y
almacenamiento de sedimentos. Un estudio
geomorfológico llevado a cabo en la cuenca del
río San José de Galipán (Bukor, K. y Tagliaferro,
M., 2004), indicó que el volumen de sedimentos
Tabla 4. Área de ocupación correspondiente a cada tipo
de movimiento de masa.

172
Un modelo matemático se aplica en el tramo
aguas arriba de la presa para cuantificar los cambios
altimétricos y granulométricos en el lecho del cauce
del río San José de Galipán. El modelo morfodiná–
mico se basa en la resolución de las ecuaciones de
continuidad del flujo de agua y sedimentos acopla–
das con las ecuaciones de flujo gradualmente variado,
movimiento incipiente y transporte de sedimentos
para ríos de montaña (López y Falcón, 1999).
El tramo del cauce es representado por 34 secciones
en una distancia de 1.340 m, con intervalos espaciales
entre 20 y 50 m. Los anchos de las secciones varían
entre 20 y 60 m. La pendiente original del lecho en
el tramo de estudio es de 4,5%. El material del lecho
está compuesto por arena, grava, cantos y peñones
hasta 0,60 m.
disponibles en los tramos inmediatos aguas arriba
de la presa estaba en el orden de 60.000 m3
, valor
que es cinco veces mayor que la capacidad de
almacenamiento de la presa.
La conclusión que se desprende de las conside–
raciones anteriores, es que debido al gran potencial de
producción de sedimentos de las cuencas, las presas
que se han construido en el estado Vargas se están
sedimentando rápidamente, y que por no tener una
capacidad adecuada de almacenamiento van a quedar
fuera de servicio en un período corto de tiempo. Esto
se acrecienta por la ausencia de ventanas o conductos
de salida en algunas de las presas que no permiten
el paso de los sedimentos transportados por las
crecientes ordinarias.
Figura 16. Presa de Macuto sobre el río San José de
Galipán. Vista frontal (A) y vista de
la acumulación de sedimentos para enero
de 2005 (B).
Figura 17. Vista del vaso sedimentado de la presa
Macuto después del paso de la creciente de febrero de
2005 (A), y daños en el lado aguas abajo del muro de
gaviones (B).
A
A
B
B

173
Figura 18. Variación en el tiempo de los perfiles medidos
del lecho aguas arriba de la presa Macuto.
Figura 19. Hidrogramas de las crecientes significativas
en la cuenca de San José de Galipán entre marzo 2003
y enero 2005.
La precipitación ocurrida entre marzo 2003 y
enero2005fuemedidaporlasestacionesdelacuenca.
Se usa un modelo hidrológico de lluvia-escorrentía
para obtener los hidrogramas líquidos generados en
este período. Los flujos menores que 1,5 m3
/s fueron
truncados del hidrograma de entrada al modelo. La
Figura 18 muestra los hidrogramas de las crecientes
más importantes que ocurrieron en ese período y
que son usados como condición de contorno del
modelo morfológico. La altura crítica se usa como
condición de contorno aguas abajo en el vertedero
de cresta ancha. La ecuación de Shoklitsch es usada
para cuantificar el arrastre del material sólido.
Los perfiles observados y calculados por el
modelo aguas arriba de la presa se muestran en
la Figura 20. El modelo, usando la ecuación de
Shoklitsch no predice la sedimentación total de la
presa tal como se observó en el campo. El resultado
indica que la ecuación de Shoklitsch subestima el
transporte de sedimentos y el frente del delta u onda
de sedimentos no llega a alcanzar el pie del dique. La
Figura 21 muestra las curvas observadas y calculadas
de la distribución granulométrica del material del
lecho, en un sitio ubicado a 20 m aguas arriba de
la presa. El modelo reproduce adecuadamente el
proceso de refinamiento del material sedimentario
del lecho y la comparación con las mediciones es
satisfactoria.
CONCLUSIONES
La Cuenca Experimental de San José de Galipán
es probablemente la cuenca de montaña mejor
caracterizada e instrumentada del país, con un total de
diez estaciones automáticas de medición conformadas
por cinco estaciones pluviométricas, tres estaciones
climatológicas y dos estaciones hidrométricas,
distribuidas espacialmente de manera tal que cubren
la cuenca baja, media y alta, todo ello en una superficie
de apenas 14 km2
. La interrogación de las estaciones se
realiza telemétricamente vía radio o telefonía celular y
localmentemediantepuertoserialRS232.Lasestaciones
comenzaron a registrar datos de las diferentes variables
hidrometeorológicas desde el año 2001.
La escogencia de la cuenca de Galipán se debe
al hecho de que es la única cuenca del Ávila que
está intervenida por el hombre en su parte alta,
y posee vías de comunicación, lo que facilitó la
instalación de las estaciones y las visitas periódicas
para mantenimiento, además de que fue una de las
cuencas severamente afectadas durante el desastre de
Vargas de 1999; por esa razón se realizó un estudio
geomorfológico de dicho evento para identificar
y cuantificar los movimientos de masa ocurridos
y cartografiarlos en el sistema de información
geográfica desarrollado para Galipán.
Los movimientos de masa que aportaron
la mayor cantidad de sedimentos a los flujos
torrenciales, fueron los flujos de detritos ubicados

174
de los flujos torrenciales que afectaron al abanico
de Macuto fueron los flujos de detritos y flujos de
lodo, debido a que estos en conjunto son los que
presentan la mayor capacidad de movimiento.
La forma en “v” de los valles presentes en la
cuenca y los cambios en las pendientes, impidieron
a partir de los 1.200 msnm y los flujos de lodo
ubicados en la cuenca baja, los cuales fueron
depositados a lo largo de los drenajes principales de
la cuenca y en el abanico de Macuto. A pesar de que
la caída de bloques representa el movimiento con
mayor porcentaje de área ocupada en la cuenca, los
movimientos con mayor incidencia en la formación
Figura 21. Curvas observadas y calculadas de la distribución granulométrica del material del lecho,
en un sitio ubicado a 20 m aguas arriba de la presa
Figura 20. Perfiles observados y calculados por el modelo aguas arriba de la presa.

175
el fácil desplazamiento de los grandes bloques a
través de los cauces de las quebradas, provocando
el represamiento de los mismos y formando diques
naturales, como los observados en la zona de la
cuenca media en el poblado de San José de Galipán.
Debido a esto la mayoría de los bloques de gran
tamaño que se pudieron encontrar en el abanico
de Macuto, provenían de las terrazas antiguas
ubicadas en la zona del ápice, erosionadas durante
el evento torrencial de diciembre de 1999, siendo
redepositadas a pocos metros de éstas.
Fue destacable el funcionamiento de la red
hidrometeorológica de la Cuenca Experimental
durante la vaguada de febrero de 2005, puesto
que fueron activados los planes de contingencia y
en consecuencia se pudieron evitar mayores daños
a la población cercana. La sala situacional del
Ministerio del Interior y Justicia se estableció en la
sede de PROCEDA, ubicada en el Departamento
de Ingeniería Hidrometeorológica de la Universidad
Central de Venezuela, de donde se emitían los
boletines de alerta y se chequeaba con frecuencia
horaria las estaciones por telemetría, lo que facilitó
todas las labores del plan de contingencia durante
24 horas los 4 días de la tormenta.
La Cuenca Experimental de San José de Galipán
constituye un verdadero laboratorio a escala real para
el estudio de la hidrología, la hidráulica torrencial,
el transporte de sedimentos, la geomorfología, la
geología, la sismicidad, etc., es decir, es una puerta
abierta a la investigación en diferentes ramas de la
ciencia e ingeniería.
Se estudio el comportamiento de la presa de
retención de sedimentos de Macuto, mediante el
monitoreo constante de la sedimentación en la
presa y las simulaciones mediante la aplicación de
un modelo matemático para estimar los cambios
granulométricos y altimétricos del lecho del río San
José de Galipán, obteniéndose que la ecuación de
Shoklitsch subestima el transporte de sedimentos y
el frente de la onda de sedimentos no llega a alcanzar
el pie del dique. Se aprecia que la cuenca tiene una
alta capacidad de producción de sedimentos, por
lo cual la presa se sedimentó completamente en un
período de tan sólo 2 años, debido al hecho de que
la presa fue construida sin ventanas o conductos de
salida y sin acceso para limpieza del vaso, con lo cual
todos los sedimentos retenidos se van acumulando,
disminuyendo notablemente la capacidad de
retención de nuevos sedimentos y acortando la vida
útil de la obra.
AGRADECIMIENTOS
Parte de esta investigación fue posible gracias al
financiamiento recibido por FONACIT y el BID,
mediante el Proyecto Iniciativa Científica del Milenio
y Proyecto G-2000001528, otorgados al Instituto
de Mecánica de Fluidos de la Universidad Central
de Venezuela, y la cooperación de la Embajada de
Francia y el CNRS de Francia.
REFERENCIAS
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en la cuenca del río San José de Galipán”, estado
Vargas. Trabajo Especial de Grado para optar al
Título de Ingeniero Geólogo. Universidad Central
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Venezuela, Caracas, Venezuela.
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por aludes torrenciales en cuencas de la región del
Macizo Ávila”. Primer informe de avance. Instituto
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176
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No
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catástrofe del estado Vargas de diciembre de 1999.
Geos 35. p. 13-22.

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