Analisis de inundacion de lluvia 12 de mayo ciudad de quetzaltenango

Parte 1 Por: Rodolfo Armando Rivera Pascual.

Analista e investigador de riesgos hidrológicos

Este documento es únicamente para lectura digital del interesado, no se permite la reproducción total o parcial del contenido sin el consentimiento del autor Cualquier duda, comentario o aporte favor de hacerla llegar a través del correo electrónico ingeniero.arivera@hotmail.com

Agradecimiento especial: Al ingeniero Ardany Joel Hernández Rivas Por su acompañamiento y criterio profesional en la revisión de este articulo

Introducción: Para la mayoría de los quezaltecos, es un tema muy sensible cuando se aborda la problematica de las inundaciones que sufre la ciudad de Quetzaltenango con cada invierno, ya que la mayoría resulta de una u otra forma afectado, por los impactos negativos que este fenómeno genera; posiblemente algunos porque al transitar por calles que se convierten en ríos no permanentes que dificultan su movilización, porque inundan sus inmuebles, les producen enfermedades de tipo respiratorio y de la piel o dañan las vías de comunicación terrestres, por mencionar algunos; Estos ríos o avenidas torrenciales acarrean gran cantidad de sedimentos tales como rocas, gravas, material piroclástico de baja densidad, restos orgánicos de tipo biótico que son comunes en las laderas de las montañas de las cuales desciende a través de estos flujos, pero desafortunadamente, estos no son los únicos materiales en suspensión que son transportados por las escorrentías, ya que en buen porcentaje contienen restos inorgánicos de todo tipo y tamaño (desechos sólidos) abundando más los que están compuestos por polímeros, tales como envases plásticos, llantas, bolsas, etc.

La ciudad de Quetzaltenango tiene dentro los muchos factores de vulnerabilidad el de las corrientes temporales que se activan en invierno las cuales producen las avenidas torrenciales que en la mayoría de veces se manifiestan en forma de aluviones, ya que las características geomorfológicas de las microcuencas demuestran que estas tienen la capacidad de producir este tipo de fenómenos hidrológicos.

Aunado a los componentes hidrológicos de las microcuencas de la parte altas del Cerro Siete Orejas, se debe mencionar que los efectos se han amplificado por la intervención antrópica que irresponsablemente la han degenerado y sin control por parte de las autoridades que les compete velar por la protección y sostenibilidad de las montañas que rodean la ciudad, ya que la mayoría están en calidad de áreas protegidas, como los cerros El Baúl, Quemado, Siete Orejas han degradado la cobertura biótica, la cual es como una esponja que amortigua los efectos de la precipitación en la superficie del suelo, controlando la erodabilidad y mitigando la erosión del mismo.

Este documento tiene como finalidad informar acerca los causales que produjeron las inundaciones en la ciudad de Quetzaltenango el 12 de mayo del presente año, se presenta este breve pero fundamentado y documentado artículo que hace referencia a los caudales torrenciales que provinieron del cerro siete orejas y que se desbordaron en la diagonal 2 de la zona 3, el cual es producto de investigación de campo el día 13 y extractos técnicos de investigación de tesis de

maestría del autor, la cual aborda la misma temática con una visión de modelado y varios años de estudiar y entender el fenómeno.

Las microcuencas:

Se han identificado y caracterizado 8 micro cuencas ubicadas en el cerro Siete Orejas de las cuales las 1, 2 y 3 son las de mayor superficie respecto del resto de microcuencas que componen ese sistema y se encuentran ubicadas geográficamente en jurisdicción de los municipios de San Mateo, Concepción Chiquirichapa, La Esperanza y Quetzaltenango, todas con gradientes mayores al 27% lo que hace inferencia a que son altamente montañosas y que acumulan gran energía potencial, que la traduce en energía mecánica para el transporte de sedimentos.

Para alcance de este documento solo se analizaran las primeras tres microcuencas las cuales están identificadas con los colores morado, cian y verde para las microcuencas 1, 2 y 3 respectivamente; Cuyos parámetros morfométricos se mostrarán en las tablas 1 y 2.

Imagen 1– Delimitación de microcuencas y sistema de zanjones o avenidas aportantes al Rio Seco Fuente: Elaboración Propia, 2012

Morfometría de las micro cuencas La morfometría de las micro cuencas son el conjunto de características geométricas, de superficie y su relación entre cada una de ellas. Los índices de relación analizados fueron los siguientes: El índice de forma, alargamiento, compacidad, masividad, elevación media de la cuenca; los parámetros medidos fueron: El área, desnivel altitudinal, el orden de corrientes por cuenca, la densidad de drenaje, el número de escurrimientos por cuenca, pendiente media del cauce principal. A continuación se presentan las siguientes tablas de resumen Microcuenc superficie Ha superficie km2 a No. 1 2 3

85570 49270 33110

8.56 4.93 3.31

superficie urbana

% impermeable

1.25 0.80 0.87

14.61 16.24 26.28

perimetro m

Perimetro Km

24850 14530 14470

24.85 14.53 14.47

clasificacion por superficie muy pequeña muy pequeña muy pequeña

Coeficiente Coeficiente de Coeficiente de Compacida de forma Kf masividad d Kc Km 2.38 1.83 2.23

0.79 0.73 0.47

92.79 89.91 229.54

pendiente del cauce principal (%)S

angulo del cauce principal (grados)

Tabla 1 – Resumen de datos morfométricos de las microcuencas Fuente – elaboración propia, 2012- Cerro Siete Orejas

elevacion elevacion Pendiente max % Pendiente min % Pendiente media max. delta H (m) min (msnm) (msnm) 48.0 27.3 39.3

4.2 0.4 3.2

7.7 13.3 19.6

3157 2828 3141

2363 2385 2381

794 443 760

elevacion pendiente longitud del eje media del caue principal (Km) (msnm) principal S 2760 2606.5 2761

10.80 6.73 7.05

0.07 0.07 0.11

Tabla 2 – Resumen de datos morfométricos de los cauces principales (zanjones) Fuente – elaboración propia, 2012- Cerro Siete Orejas

7.35 6.58 10.78

4.20 3.77 6.15

Como análisis sintetizado de la información morfométrica de las micro cuencas de las tablas anteriores, se tiene que la mayoría presenta forma achatada y alargada, lo cual indica la alta capacidad de las mismas de almacenar y concentrar altos volúmenes de escorrentía y la formación de crecidas torrenciales.

Fotografía 1 – avenida torrencial

Fotografía 2 – avenida torrencial

Fuente – ing. Rodolfo Rivera, agosto 2013- Cerro Siete Orejas, microcuencas 4 y5

Fuente – ing. Rodolfo Rivera, mayo 2014- Cerro Siete Orejas, microcuencas 2 y 3

Sus caudales se caracterizan por tener energías mecánicas considerables, lo que indica que son capaces de arrastrar vehículos y animales grandes como vacas o caballos, la fotografía 2 muestra el zanjón que conducen el caudal de las microcuencas 2 y 3, la flecha roja indica el nivel que alcanzó el caudal con la lluvia del 12 de mayo, el cual logró un tirante hidráulico de 2.50 metros aproximadamente.

Comportamiento hidrológico de las micro cuencas.

Tc (min) Tc California promedio Kirpich Culvert (min) Practice 68.08 67.93 68.01 49.36 49.24 49.30 42.31 42.21 42.26

Tc (min)

Lag Time (min)

Muskingum K (Hr)

40.80 29.58 25.36

0.68 0.49 0.42

Tabla 3 – Tiempos de concentración y retardo por cuencas – Fuente: elaboración propia, noviembre 2013

Imagen 2 – comparación de respuestas hidrológicas entre microcuencas 1 y 8 ** – Fuente: elaboración propia / Geo HEC-HMS noviembre 2013

Teóricamente estas microcuencas tienen tiempos de concentración de van desde los 68 hasta los 42 min, y tiempos de retardo de 40 a 24 min. respectivamente (tabla 3), lo que indica que la respuesta hidrológica de estas microcuencas manifestada en avenidas torrenciales es corta, en comparación con una que posea la misma superficie, pero con gradientes menores. Aunque el cálculo de estos parámetros por parte de los autores de la ecuaciones, Kirpich y el de California Culvert Practice es experimental, considera la morfometría de las cuencas pequeñas, es bastante cercano a la realidad. Al menos en la lluvias observadas, se han tenidos desfases de +/- 15 min, dependiendo de la intensidad y la duración de las lluvias y para efectos de modelado son aceptadas y están sujetas a calibración considerando aspectos geomorfométricos y bióticos de la superficie. En la precipitación analizada la correntada se presentó 35 minutos después de que se dió la cúspide del hietograma de precipitación. La imagen 2 muestra una comparación de la respuesta hidrológica de una microcuenca con un porcentaje de impermeabilización de 14% (tabla 1) con respecto a la 8, que presenta un porcentaje de impermeabilización del 56%, que da como resultado que exista menos perdidas en infiltración, caudales con mayores velocidades y tiempos de concentración más cortos; los máximos del hietograma y el hidrograma mas cercanos demuestran concentraciones mas rápidas comparadas con la microcuenca 1

** Comparación de hietogramas que se realizó por medio de modelo hidrológico corrido con precipitaciones de tormenta periodo de retorno de 50 años

Los caudales producidos: Por medio de entrevista realizada a la encargada de la estación meteorológica de la Labor Ovalle el día 14 de mayo, la señora Rosa Sosa, se obtuvo de información de primera mano acerca de la precipitación que se registró el día 12; entrevista en la que mencionó que precipitaciones como estas son muy raras, aunque existen algunas registradas hace muchos años atrás. También indicó que regularmente se presentan cuando existen tormentas con lluvias que han dado precipitaciones de 40 lit/m2 en 4 hrs, pero que esta descargo 21.4 lit/m2 en 40 minutos lo que indica una severa intensidad de esta precipitación; la misma tuvo mayor presencia e impacto en la regio sur-oeste de la ciudad, impactando mayormente el Cerro 7 Orejas que es donde están ubicadas las microcuencas en análisis.

Otro referencial del que se tuvo información de que una precipitación así se podría presentar, es un informe que presentó Luis Franco, un meteorólogo Guatemalteco que ha hecho pronósticos muy acertados (Meteorología GT) con datos del GFS de los Estados Unidos, el cual pronosticaba un núcleo importante en la región con precipitaciones considerables que iban desde los 50 hasta los 150 mm. según se muestra en la imagen 1

Imagen 1 – mapa meteorológico para el evento del 12 de mayo Fuente: Meteorología GT/ perfil de facebook

Pensar que estos caudales se pudieran producir en periodos tan cortos es algo que a muchos profesionales de la rama hidrológica les parecería ridículo, pero que haciendo un cálculo rápido de los caudales que se presentaron sin hacerles post proceso en un modelo hidrológico y sin considerar los aspectos retardantes, con el objetivo de conocer los volúmenes que se descargaron se tienen los siguientes datos color morado cyan verde

microcuenca area m2 precipitacion (lit/m2) vol. Descargado (lit) vol. Descargado (m3) 1 8739.17 21.4 187018.24 187.02 2 4917.42 21.4 105232.79 105.23 3 3304.44 21.4 70715.02 70.72 total 16961.03 362966.04 362.97 Tabla 4 – cálculo de volúmenes de agua producidos por micro cuenca – Fuente: elaboración propia, mayo 2014

Cronología del desastre: Las microcuencas 2 y 3 son las que desfogan directamente en rio seco desde la bóveda de la avenida las Americes, estas aportaron 175,947.80 litros de agua + los sedimentos que pudo transportar que es un 35% del vol. en mención se tendría un total de 237,528 litros de fluido recorriendo las calles de Quetzaltenango, lo cual es una cantidad exagerada de agua que se produjo en un corto tiempo, tal como la indica la tabla 4.

En el mapa 1 se presenta la ubicación de las microcuencas que inician en el cerro Siete Orejas; las líneas verde y azul indican los cauces normales y naturales que conducen las escorrentías de estas micro cuencas.

Los puntos rojos indican los desbordes críticos que dieron paso a la tragedia; en el punto 1 el cauce que atraviesa la carretera que comunica Quetzaltenango con el municipio de La Esperanza, este cauce sobrepaso su capacidad hidráulica en este punto por la bóveda ubicada en ese punto, lo que provocó que una parte importante de ese caudal se condujera por esa carretera, llegando hasta la diagonal 2 de la zona 3.

El más crítico de los desbordes se dio en el punto 2, el cual se ubica en la entrada a la colonia Delco, donde el zanjón permite el paso a la diagonal 2 hasta llegar al viejo puente de los Arcos, lo cual en ese momento no se permitió por el

desborde, ya que este zanjón en los recientes años ya había perdido su capacidad hidráulica, debido al asolvamiento por sedimentos y desechos sólidos que han sido transportados y quedan estancados en ese punto.

1

2

3

mapa 1 – microcuencas 1-3 sus cauces y las desbordes ocurridos Fuente – ing. Rodolfo Rivera, mayo de 2014

Del mapa 1, las líneas rojas indican el recorrido del desborde de las avenidas hasta llegar a la bóveda del Parque el Calvario punto 3.

Fotografía 4 – panorámica de 360 grados, zanjón desbordado, punto 2 en el mapa Fuente: Iván Rivera, mayo de 2014

Como puede apreciarse en la fotografía 4, el caudal sobrepasó en gran manera el zanjón, produciendo el desborde total, un porcentaje pequeño de ese caudal logro encausarse al zanjón en el lado del puente los Arcos pero en su mayoría sobre la diagonal 2.

Como se mencionó anteriormente, el detonante que ocasionó el desborde, fue que en el punto 2 la capacidad hidráulica se vió reducida por los desechos sólidos de gran tamaño y los sólidos sedimentables que merman ese desempeño, tal como se puede apreciar en las fotografías 5,6 y 7.

Fotografía 5,6 y 7 – residuos sólidos microcuenca 2 y 3 y diagonal 2 Asolvamiento por material en suspensión Fuente – ing. Rodolfo Rivera, junio 2012 y mayo 2014

Recorrido del desastre: Luego de que se desbordara el zanjón, las pendientes se encargaron de conducir el flujo torrencial, el caudal recorrió la diagonal 2 hasta llegar a la 25 av. de la zona 3, llega a la 7 calle y se divide en dos flujos; el mayor, parte por la misma 25 av. y el otro en menor cantidad por la 24 av., donde se reúnen en la calle Rodolfo Robles hasta llegar a la 24 av. de la zona 1 (calle de piedra) donde fluye por toda la 4ta. calle de la zona 1 y finaliza el desfogue en la bóveda del parque El Calvario.

Un evento que no paso desapercibido, fue que el zanjón que va desde el Tinajón hasta la 7ma. calle (terminal de buses, a un costado de una gasolinera) de la zona 3, el caudal de lodo y agua fluyó contra la pendiente (sentido contrario), o sea que en la diagonal 2 hubo desborde hacia este zanjón y que llego hasta la terminal de buses en la 7ma. calle conduciéndose a la 24 av. que finalmente llegó también hasta la calle Rodolfo Robles.

Mapa 2 – recorrido del desborde Fuente – ing. Rodolfo Rivera, 13 de mayo de 2014 /google Earth

A continuación se presenta una estimación asistida por un modelo SIG que indica los lugares que fueron afectados por la inundación, los cuales fueron corroborados el día 13 de mayo por inspección de campo, que fue prácticamente el recorrido de la avenida torrencial desbordada

Mapa 3 – área que resultaron inundadas y/o afectadas por la avenida torrencial Fuente – ing. Rodolfo Rivera, mayo de 2014 /Google Earth

Según los impactos observados, la mayor cantidad de daños ocasionados se dieron principalmente sobre la diagonal 2, pues en esta vía, las personas de no se esperaban un evento de esta magnitud, dejando perdidas en vehículos que estaban estacionados y aun los que estaban en circulación así como en viviendas; los vecinos fueron sorprendidos, pues según el testimonio de varios, la correntada llego estrepitosamente y a muchos no les dio tiempo de actuar; esta correntada afecto varios comercios, viviendas e incluso un hospital privado.

fotografía 8– área que resultaron inundadas y/o afectadas por la avenida torrencial diagonal 2 Fuente – ing. Rodolfo Rivera, 13 mayo de 2014

Fotografía 8 y 9 – sector inundado, entre diagonal 2 y 24 av.

Fuente – ing. Rodolfo Rivera, 13 mayo 2014

Fotografía 10 y 11 – sector afectado, 24 av.

Fuente – ing. Rodolfo Rivera, 13 mayo 2014

Fotografía 12 y 13 – sector afectado, 4ta calle zona 1.

Fuente – ing. Rodolfo Rivera, 12 y 13 mayo 2014

Fotografía 12 y 13 – sector afectado, 4ta calle zona 1 y 2da av.

Fuente – Lucia Castellanos de Rivera, 12 mayo 2014

Fotografía 14 y 15 – sector afectado, 24 av. y Calle Rodolfo R. 1 y 2da av.

Fuente: tomadas de Facebook Conred 12 mayo 2014

Anteriormente se presentó una serie de fotografías que demuestran la magnitud del caudal y los daños que ocasionaron por su paso hasta llegar al Calvario.

Al hacer un análisis crítico del comportamiento de estos caudales sobre las calles por las que fluyó, una de las primeras conclusiones que se me vienen a la mente, es que aunque todos los tragantes del actual sistema de drenajes de la ciudad estuvieran en óptimas condiciones, no hubieran tenido la capacidad de transportar el total de las escorrentías, esto no solo por el volumen total sino por la gran cantidad de sedimentos que transportó, el cual que es capaz de colapsar cualquier sistema de drenajes.

Esto se vio reflejado en uno de los tragantes más grandes que tiene la ciudad, como lo es la bóveda del calvario que colapsó, en cual se produjo un tapón hidráulico, producto de la sobrecarga hidráulica a la que fue sometida, no solo por este nuevo afluente que llego repentinamente sino porque también soportó el caudal proveniente de las microcuencas que provienen de Pacajá Alto, las cuales no se discutieron en este documento.

¿En que jurisdicción territorial se encuentran las micro cuencas en análisis?

Esta pregunta se tiene que responder, porque muchas autoridades, incluyendo al alcalde de esta ciudad, piensan que provienen de lugares que no son en su totalidad emitiendo juicios sin criterio.

El mapa 3, muestra que las partes altas de estas microcuencas se encuentran jurisdiccionalmente en los municipios de San Mateo y Concepción Chiquirichapa; y la parte baja del cerro en Municipio de la Esperanza; pero donde se encuentra la mayor área aportante es en el municipio de Quetzaltenango. Esto según se observa de los limites oficiales de Instituto Geográfico Nacional “IGN" Hablar de los efectos que tiene la falta de cobertura de las montañas será el tópico para un siguiente artículo.

Mapa 3 – área que resultaron inundadas y/o afectadas por la avenida torrencial Fuente – ing. Rodolfo Rivera, mayo de 2014 /Google Earth

Conclusiones: 1. Este evento ha sido uno de los más importantes en la historia reciente de la ciudad de Quetzaltenango, ya que ahora dejó en evidencia que la falta de mantenimiento en el sistema de zanjones desencadena en caóticos resultados, la importancia de los zanjones radica en que se desempeñan como arterias naturales que drenan los caudales de las montañas que rodean la ciudad, lastimosamente muchos y muy importantes han sido rellenados o desviados de sus cauces naturales y desde hace más de 15 años han estado impactando negativamente a la ciudad con inundaciones y daños a las vías de comunicación entre otros efectos.

2. Los efectos negativos que producen las crecidas torrenciales, en su mayoría son efectos de la causalidad antrópica, no obstante, estos efectos son mitigables y corregibles con educación ambiental a la población.

3. El evento también dejo en manifiesto que muchas de las acciones de las autoridades fueron y han sido siempre paliativas y no han tenido una visión holística de la verdadera gestión del riesgo, esto porque desconocen la dinámica de estos fenómenos y siempre van centrados en la corrección; que siempre ha sido demostrado es mucho más cara que la preventiva, estos impactos negativos se seguirán manifestando pero siempre multiplicados por un factor mayor a uno, el cual va a ir en crecimientos geométrico o muy probablemente exponencial porque el cambio climático amplificará los efectos.

4. Después de leer muchos comentarios en redes sociales y en medios de comunicación escritos, puedo darme cuenta del gran desconocimiento de esta problemática por parte de muchos de los funcionarios municipales, los cuales no cuentan con elementos de juicio para dar un criterio educado e informativo; los que según mi criterio como analista, están obligados a conocer esta y la mayoría de problemáticas que aquejan a la población para poder plantear alternativas de solución; Por supuesto que no coloco a todos en la misma canasta, porque conozco a muchos preparados pero que lastimosamente no son los que toman las decisiones.

5. Como aprendí el concepto de riesgo de la maestra boliviana María René Sandoval, el riesgo se construye, porque las amenazas naturales siempre estarán, pero las vulnerabilidades se gestan y son antrópicas. En Quetzaltenango los riesgos a inundaciones que se tienen son antrópicos, permitir asentamientos poblacionales en zonas anegables y en áreas paralelas a los zanjones por parte de las autoridades son la clara evidencia de este concepto; también, no revisar el desempeño hidráulico como las secciones y pendientes de los zanjones más importantes de la ciudad contribuyen a incrementar el riesgo. Un ingeniero cubano me enseño también que los desastres se diseñan con las acciones humanas y parece que aquí han sido expertos en este tema.