Datos iniciales y método de trabajo

1. Área de estudio

Las importantes lluvias registradas durante la primavera de 2013 en la Cordillera Cantábrica generaron la reactivación de muchos deslizamientos de tierra a lo largo de todo el territorio de la Comunidad Autónoma de Cantabria (Norte de España). El más renombrado fue el deslizamiento de Sebrango, un buen ejemplo de un gran deslizamiento que afectó a dos pueblos de montaña, Sebrango y Los Llanos,  pertenecientes al ayuntamiento cántabro de Camaleño (Liébana). El 17 de junio de 2013, el Gobierno de la Comunidad Autónoma de Cantabria declaró el nivel de emergencia en ambas localidades debido a la reactivación de este deslizamiento.

El movimiento en masa está situado a 43 º 08 ' 27, N y 4 º 43' 04,27" W;  tiene una longitud de aproximadamente 1200 m, con una anchura media próxima a 100 m y un espesor medio de cerca de 20 m; estas medidas suponen un volumen involucrado de alrededor de entre 1,8 a 2,3 millones de metros cúbicos. El deslizamiento, no solo daño la aldea de montaña de Sebrango, sino que también amenazó peligrosamente la localidad de Los Llanos. Si bien, la población en ambas localidades no supera en invierno las 30 personas, en verano se multiplica. Además, cerca de Los Llanos pasa la carretera que une el teleférico de Fuente Dé con la ciudad de Potes. La localidad de Potes y el teleférico de Fuente De, son dos de los centros turísticos mas importantes de Cantabria (el turismo contribuye con cerca del 12% del producto regional bruto). Obviamente, la protección de vidas y bienes supuso un reto importante para las autoridades.

Desde un punto de vista geográfico, los pueblos de Sebrango y Los Llanos se han construido en una ladera orientada al sudeste del Macizo Oriental de Picos de Europa, entre los barrancos de Mogrovejo y Pembes. Las cumbres más elevadas sobrepasan los 2600 m (Peña Vieja, 2.613 m.s.n.m). Las cumbres están conectados por un plano vertical de hasta 50 º de inclinación con un relieve más suave situado a su pié en el que se encuentran los puertos de montaña de Pembes, Peña Oviedo y otras colinas situadas entre 1500-1000 m.s.n.m. Desde esta superficie las laderas caen bruscamente hacia el río Deva, con pendientes de alrededor de 30 º. El fondo del valle es profundo y estrecho; situándose cerca de Los Llanos a unos 300 m.s.n.m.

Clima

Desde el punto de vista climático, en la ladera sureste se dan dos dominios climáticos importantes. El dominio Orocantábrico que aparece en las áreas que van desde las cumbres a los 1.500 m.s.n.m. (laderas medias), y el dominio del Mediterráneo, situado por debajo del anterior, entre las laderas medias y el fondo del valle (Cano, 1999; Gutiérrez et al., 2010; Alonso del Val et al., 2012). En las cimas domina un clima extremo, con temperaturas que pueden ser negativas, incluso en verano. Sin embargo, en las partes bajas de los valles el clima es mediterráneo. Las temperaturas de verano son altas, superior a 20 ºC; mientras que en invierno descienden por debajo de 5 ºC. La duración media del período de heladas en la zona del deslizamiento es de 4-7 meses. Por encima de 1.800 m.s.n.m. no es sorprendente que pueda registrarse precipitación en forma de nieve incluso en verano. En las zonas de cumbres la precipitación media anual puede sobrepasar los 1900 mm. No obstante, en las laderas medias bajas, las precipitaciones medias registradas presentan un gran contrate con las registradas en las cimas alcanzando máximos póximos a 1.000 mm a media ladera e inferiores a 700 mm en las zonas bajas, con un número de días de lluvia que oscila entre 90-120 días.

Los valores máximos de precipitación registrados se localizan en otoño, invierno y finales de la primavera, con intensidades mayores de 50 mm/24 horas. Por otra parte, el período seco se sitúa en verano, con una longitud media de entre 3 y 4 meses (Fig.1.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig 1.1. Superior, precipitación media anual registrada en la estación de Tama desde 1971 hasta junio de 2013. Inferior, precipitación mensual y acumulada durante el año hidrológico 2004-2005 en la estación de Tama. Estrella, fecha de la anterior reactivación del deslizamiento de Sebrango, 5 de marzo 2005. Copyright © 2014 Alberto González Díez. Reservados todos los derechos.

Los modelos aportan una probabilidad de la intensidad de la precipitación cercana a 80 mm/24 horas en el valle e inferior y 120 mm/24 horas en las cumbres, con un período de retorno de 5 años. Ahora bien, si se tiene en cuenta que el período de retorno es de 50 años, las intensidades máximas, en el fondo del valle o en las cumbres podría oscilar entre 140 mm y 200 mm, respectivamente. En cualquier caso, los períodos de mayor intensidad de precipitación corresponden con la llegada de vientos atlánticos húmedos de componente Norte. Otro factor a tener en cuenta es el aumento significativo de los flujos en los cauces fluviales debido al deshielo, después de períodos de fuertes lluvias y episodios de carácter adiabático originados por el viento del sur.

Desde el punto de vista hidrogeológico del río Deva es un curso torrencial que se alimenta por la licuación de los campos de nieve situados en las montañas. Las principales contribuciones se dan en primavera e invierno (177,7 hm3). La contribución media anual recibida es 492,1 hm3. El caudal medio calculado es de 205 m³/s, mientras que la máxima registrada es de 540 m³/s, y el mínimo de 81,7 m³/s.

Geología

Las laderas del área de estudio están construidas sobre materiales paleozoicos que corresponden a dos unidades estructurales: la Unidad de Picos de Europa y la Unidad de Pisuerga-Carrión (Fig. 1.2). La primera se caracteriza por estar formada por rocas carbonatadas del Carbonífero (Visiense-Namurianse). El segundo, está formado por materiales siliciclásticos del Silúrico, Devónico y Carbonífero. La primera unidad se superpone a la segunda unidad por medio de una gran falla de cabalgamiento que tiene una dirección EW. Desde un punto de vista estratigráfico la primera unidad da un gran banco de carbonatos carboníferos, compuesto por calizas masivas en colores grises y negros, con un espesor de más de 1.000 m. Este banco ofrece laderas verticales a partir de la línea de cumbres que llegan hasta los collados situados a 1.500 m.s.n.m. La segunda unidad se sitúa en la base de la zona. Está constituida por cuarcitas, calizas compactas estratificadas con gran discontinuidad lateral, conglomerados con cantos de cuarcita, areniscas y pizarras. Desde un punto de vista estructural, están compuestos por materiales replegados que dan pliegues más grandes de dirección EW, y fallas de orientación similar. Esta unidad está mecanizada por un conjunto de diferentes fracturas; localizándose en las zonas medias e inferiores de la ladera entre 1.500 m.s.n.m. y la parte inferior del valle. Sobre estos materiales aparece una cubierta de depósitos de tilt y de ladera con un espesor irregular. Los depósitos de tilt están compuestos por bloques y gravas irregulares con proporciones similares, de tamaños heterométricos englobados por una matriz de arena y arcilla. En las zonas más bajas estos depósitos aparecen reelaborados por procesos de ladera. En cambio, los depósitos de ladera están compuestos por bloques y gravas con tamaños heterométricos, de diferente naturaleza, incluidos en una matriz limosa y arcillosa. Por encima de estos depósitos aparecen leptosoles con desarrollo de alrredor de 10 cm. Desde un punto de vista hidrogeológico la Unidad de Picos de Europa es el principal acuífero de Liébana, sus aguas se dirigen al Norte, tiene una porosidad secundaria debido a fallas y carstificación; mientras que la Unidad de Carrión Pisuerga es un sistema acuitardo-acuicludo con niveles de los acuíferos desconectados y una baja permeabilidad debido a la porosidad secundaria.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 1.2. Principales unidades litológicas que afloran en el área de estudio (Tomado de CIDS, 1981). Diagrama de rosa de las principales fracturas.Copyright © 2014 Alberto González Díez. Reservados todos los derechos.

Dos sistemas morfogenéticos controlan las zonas altas y medias de la ladera, el sistema kárstico y el sistema de periglaciar-glaciar. El sistema kárstico domina en las partes altas y medias de la vertiente. La combinación de temperaturas frías (que pertenecen a zonas de alta montaña) y calizas que forman el substrato rocoso favorece la aparición de diferentes formas de relieve nivokarstico como dolinas, Karrens, etc y depresiones glaciokarsticas. El sistema periglaciar-glaciar, se coloca, tanto en las cumbres como en las partes medias de la pendiente; este es alimentado por las actuales condiciones climáticas, típicas de las zonas de alta montaña, con bajas temperaturas y las precipitaciones de nieve, incluso en algunos días de verano. En este sistema aparece geoformas periglaciares activas tales como pedregales, conos de talud, suelos poligonales, etc, y relieves glaciares heredados (arcos morrénicos y lóbulos, círcos, etc.). Los procesos de vertiente esculpen el paisaje generado en ambos sistemas, aunque su presencia es más importancia desde 1000 m.s.n.m. hasta el fondo del valle, cerca del río Deva. En esa zona el cambio morfológico es esculpido por grandes deslizamientos que dan formas de un cono con el vértice apuntando pendiente arriba. Esta forma se produce por la acumulación de depósitos de movimientos en masa durante innumerables ciclos, como en otras zonas de montaña de la Cordillera Cantabria (González-Díez, 1995). En la comarca de Liébana se han inventariado más de 400 deslizamientos de tierra, algunas de las cuales tienen una superficie superior a 50 hectáreas. El área de Sebrango-Los Llanos ha sido ya cartografiada en mapas geomorfológicos desde 1981, (CIDS, 1981) y catalogada en diferentes inventarios de deslizamientos de tierra desde entonces.

2. Antecedentes

Los datos históricos indican que la zona ha sufrido el mismo tipo de proceso desde la antigüedad hasta la actualidad. A mediados del siglo XVIII la localidad de Sebrango ya fue destruida por un argayo que recubrió el barranco que se conoce como La Argayada.

El estudio de la evolución temporal del movimiento se dividió en dos momentos: antes de la reactivación de 2013 y durante la reactivación de 2013. Antes de la reactivación de 2013, los datos históricos indican que en la zona de Sebrango hubo registradas tres reactivaciones importantes hasta principios del siglo XX que supusieron sendos eventos catastróficos. La primera en el año 722, la segunda hacia 1750 (archivos municipales de Camaleño) y la tercera en 1916. La primera, no está suficientemente contrastada desde el punto de vista histórico, mientras que la segunda dejó un registro más evidente pues produjo la destrucción del pueblo de Sebrango y su posterior reconstrucción en la actual ubicación, en esta ocasión el deslizamiento ocupó el actual barranco de La Argayada, al cual da nombre (Fig. 5a). La tercera de la que también quedan registros en los archivos municipales y algún testigo vivo ocupó de nuevo el barranco de La Argaya. Desde 1916 hasta la reactivación de 2005, la información contenida en las imágenes aéreas muestra actividad continua en la cabecera de la ladera, desde 1958 hasta el año 2001 (Figura inferior de derecha a izquierda, imágenes aéreas de 1970, 1988, 2001, 2005 y 2010); mientras que en la parte media baja de la ladera no aparecen signos geomorfológicos claros de actividad, instalándose sobre ella vegetación arbórea.  No aparecen signos geomorfológicos claros de reactivación en la ladera, instalándose sobre ella vegetación arbórea.

  

 El Diario Montañes publicó el pasado 24 de junio de 2013 una noticia donde se muestra una foto del deslizamiento ocurrido en 2005.

El antes y el después del deslizamiento

Sábado 15 de Junio	Jueves 20 de junio
Lunes 17 de Junio	Sábado 6 de Julio
Lunes 17 de Junio	Sábado 6 de Julio
Lunes 17 de Junio	Jueves 27 de Junio
Miércoles 19 de Junio	Sábado 6 de Julio

 

3. Método de trabajo

La metodología desarrollada en este trabajo se presenta en la Fig. 3.1. En primer lugar, cabe señalar que desde un punto de vista organizativo, un investigador actuó de responsable-coordinador científico, con la misión de informar y asesorar al responsable legal del estado de la emergencia, tareas a realizar y asimismo hacer comunicados de prensa a la población. La meta perseguida es la de ser lo mas transparente posible con las tareas realizadas. La sociedad debe saber cómo se están aprovechando sus recursos y los logros obtenidos en la emergencia. En segundo lugar, desde un punto de de vista operativo, catorce investigaciones participaron en la fase de emergencia, siguiendo el movimiento las 24 horas del día, todos los días que duró la misma; en turnos de dos investigadores cada 12 horas, para las tareas de medida y control; mientras que la supervisión de la investigación conllevó turnos de 24 horas/investigador. Determinadas tareas programadas requirieron de forma puntual un número mayor de investigadores implicados. No menos relevante fue la tarea realizada por el investigador más veterano de recabar opiniones del resto de la comunidad científica y actuar de crítico de las operaciones.

Las tareas desarrolladas por este equipo durante la fase de emergencia se centraron en dos grandes líneas: el conocimiento del deslizamiento y de su actividad, y medidas de mitigación. Dentro de esta última se incluyen a su vez las medidas para reducir la tanto la vulnerabilidad social como la estructural y el apoyo a la toma de decisiones, que puede considerarse una medida adicional de mitigación.

El conocimiento del deslizamiento y de su actividad se llevó a cabo mediante métodos de tipo geológico s.l., centrándose fundamentalmente en la captura de información relativa a los siguientes aspectos: las dimensiones del deslizamiento y posicionamiento diario de variables incluyendo datos del desplazamiento de las componentes internas del deslizamiento; identificación de las unidades internas existentes y su actividad; papel desempeñado por el agua en el desplazamiento; papel jugado por el principal factor desencadenante; ocurrencia temporal del deslizamiento. El posicionamiento de muchas de estas variables se llevó a cabo mediante técnicas topométricas tradicionales, GPS, técnicas fotogramétricas y de tratamiento de imagen. Las variables medidas y los mapas obtenidos se incorporaron a un Sistema de Información Geográfica (SIG), con el fin de modelar el proceso. La caracterización geomecánica de las muestras de los materiales implicados se realizó en campo y laboratorio. Paralelamente, la entrada de agua en el sistema se registró mediante una estación meteorológica automática que se instaló en la zona de estudio y datos aportados por la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET). La salida de agua del sistema se realizó midiendo caudales en arroyos dentro de la ladera afectada mediante técnicas de campo tradicionales. La toma de datos de la geometría del subsuelo se llevó a cabo mediante técnicas de prospección eléctrica que permitieron tener una visión del prisma de material involucrado, planos de rotura y circulación de agua a través de la ladera. La modelización del deslizamiento sobre la que se ha basado las medidas de mitigación tomadas posteriormente se ha realizado en el entorno de diferentes programas que estabilidad, tanto geométricos como de equilibrio límite o propagación. Todas estas tareas son indudablemente las que mayor componente científico poseen.

Respecto a la segunda de las líneas, se debe diferenciar la propuesta de medidas de mitigación del apoyo a la toma de decisiones. Dentro de la propuesta de medidas de mitigación se incluyen todas las posibles actividades para reducir tanto la vulnerabilidad social como estructural ocasionada por el deslizamiento. El apoyo a la toma de decisiones constituye otro elemento más de la mitigación. Los trabajos a realizar deben estar coordinados y la decisión para llevarlos a cabo debe ser tomada por el responsable legal que no es el responsable científico. Otra medida paliativa de carácter social es la de informar a la sociedad a través de los medios de comunicación sobre el estado de la emergencia; esta tarea se desarrolló a diario.

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 3.1. Diagrama de flujo que muestra el esquema metodológico llevado a cabo durante esta fase de emergencia, el comienzo de las diferentes actuaciones realizadas a lo largo del tiempo que dura la emergencia. Copyright © 2014 Alberto González Díez. Reservados todos los derechos.

Sistemas de Posicionamiento, SP

Dentro de este apartado se ha considerado un conjunto de herramientas cuya única finalidad es posicionar aquellos elementos relevantes pertenecientes a los factores determinantes del deslizamiento y/o rasgos indicativos de su estado de actividad, como por ejemplo contactos entre de las unidades del substrato y deslizamiento; rasgos estructurales principales; rasgos geomorfológicos de carácter lineal (como grietas, escarpes, coronas; etc.), límites del deslizamiento (que aportan referencias de la dirección y magnitud del movimiento de la masa deslizada, y de otros cuerpos de comportamiento cinemático independiente), tal y como sugieren diferentes autores (Mora et al., 2003; Cardenal et al., 2008; González Díez et al., 2013.

Las técnicas de posicionamiento empleadas se pueden clasificar en dos grupos: técnicas típicas de control geodésico (estaciones totales, GPS) y técnicas tradicionales (cintas métricas, distanciómetros, brújulas). Como referencias o marcas de las medidas se emplearon clavos, estacas y marcas en rocas o en construcciones (Fig. 3.2a). En total, se han observado más de 725 posiciones, repartidas en 140 entidades de tipo lineal y 122 puntuales. Para la observación de posiciones relativas a los límites del deslizamiento se ha utilizado una sucesión de puntos materializados con estacas (Fig. 3.2a1). Parte de los mismos fueron colocados en la zona presumiblemente estable, y la otra en la zona inestable con una doble finalidad; por un lado, tratar de cuantificar numéricamente la velocidad de desplazamiento del deslizamiento; por otro lado, servir de referencia visual, rápida y simple a los cambios manifestados en el desplazamiento.

Figura 3.2a, cuatro ejemplos de marcas de referencia usadas en el posicionamiento.

Las medidas topométricas para algunos de los puntos se realizó mediante una estación total de la marca Pentax R-315 dotada de un telescopio con un campo visual de 1º 30' y con una precisión en la medición de distancias con prisma de ± (5+3 ppm x distancia) mm, lo que limitó el alcance de los puntos medibles con buena precisión. Mediante esta técnica se observaron puntos localizados fundamentalmente en la proximidad de la zona urbana de Sebrango y Los Llanos. Las limitaciones para el empleo extensivo de la técnica estuvieron ligadas a las condiciones meteorológicas reinantes durante la fase de emergencia (con varios días de lluvias intensas y nubes bajas que impidieron el uso de eficaz del distanciómetro láser); el escaso número de puntos con buena intervisibilidad entre éstos y las dianas seleccionadas.

Las medidas mediante GPS se ha basado en metodologías de geodesia espacial en tiempo real (Real Time Kinematic, RTK) que emplean correcciones suministradas por una red activa Global Navigation Satellite System (GNSS) existente en Cantabria que se puede localizar a través de la siguiente dirección web www.gnss.unican.es. El origen de las correcciones utilizadas ha sido una estación de referencia ubicada fuera de la zona de estudio (RNAN, Rionansa) a unos 30 km de la zona de trabajo. De los tipos de soluciones que proporciona la red activa se han seleccionado correcciones de código y fase. Son correcciones de estación aislada empleando el formato RTCM v3.1 (propuesto por la Radio Technical Commission for Maritime Services, www.rtcm.org, con código RTCM 10403.1.). Para capturar datos se han utilizado 2 receptores bifrecuencia Leica Geosystems, con antena ATX1230GG y con controladores RX1200 que permiten el seguimiento de fase tanto en la L1 como en la L2, de satélites pertenecientes a las constelaciones GPS y GLONASS (equivalente de la Federación Rusa). La precisión de la observación en tiempo real para una línea de base de 30 km desde la RNAN, es de 40 mm y 50 mm en la planimetría y altimetría, respectivamente. Para poder tener un rango de observación suficientemente los puntos con desplazamiento lento se midieron cada 2 días, mientras que el resto de los elementos se midió diariamente. Esta metodología permite garantizar una precisión planimétrica en torno a 5 cm en la zona de trabajo, en buenas condiciones de observación. Además, permite obtener precisiones coherentes tanto con el tipo de señalización empleada como con el rango de desplazamiento esperado en el deslizamiento.

Las técnicas de posicionamiento sencillo usadas fueron cintas métricas, escalas y medidas angulares tomadas mediante brújulas, etc. (Fig.3.2a2y4). Con ellas se caracterizaron numerosos rasgos geológicos y geomorfológicos dentro de la parte más activa del deslizamiento. Muchas de las medidas fueron redundantes con otras tomadas mediante el resto de las técnicas anteriormente descritas, con el fin de servir de referencia si fallasen las anteriores.

Técnicas de tratamiento de imagen-fotogrametría

Las técnicas fotogramétricas aportan numerosa información en el modelado de estos procesos (Powers et al. 1996; Chandler 1999; Kääb 2002; Casson et al.; 2003; Mora et al. 2003; Olague et al. 2004; Walstra et al. 2004; Yamagishi et al. 2004; Tralli et al. 2005; Chandler et al. 2007; Cardenal et al. 2008a, b, c, 2009; Dewitte et al., 2008; González-Díez et al. 2008, 2009a,b; Fernández et al. 2011; Brideau et al. 2012; González-Díez et al., 2013) y presumiblemente resultan apropiadas para este tipo de trabajos. No obstante, durante la fase paroxísmica su uso está muy restringido a las limitaciones derivada de la velocidad con la que se suceden los acontecimientos. Por esta razón, el apoyo cartográfico tuvo que hacerse a partir del vuelo del PNOA de 2010. Con estas imágenes se pudo obtener un vuelo cero de referencia como el propuesto por González-Díez et al. (2013) y tratar a partir de este las imágenes históricas. Se confeccionó una base de datos con las imágenes aéreas históricas, tomadas por los medios aéreos del Gobierno de Cantabria u otros organismos españoles para fines ambientales y/o de ordenación del territorio (Tabla 3.1). Asimismo, también se incluyeron en la base de datos todas las imágenes tomadas por los investigadores utilizando los medios aéreos a disposición de la emergencia (helicópteros de salvamento del Gobierno de Cantabria, Guardia Civil, VANT), tomadas sobre el terreno y/o tomadas por curiosos, medios de comunicación, etc. Toda las imágenes analógicas aéreas, en cualquier formato (color y b/n) y escala de vuelo, fueron digitalizadas en un escaner fotogramétrico (Vexcel 5000) a una resolución de 21 micras. Además de incorporó información de la orientación externa de la imágenes (coordenadas X, Y, Z de los fotocentros y ángulos omega, phi, Kappa).

Tabla 3.1. Recopilación de diferentes imágenes aéreas del pueblo de Sebrango, tomadas a diferentes escalas de vuelo, y realizadas por diversos organismos públicos. Captura, con cámara analógica (An. Cam.) o digital (Dig. Cam.); Tipo de formato, color (co), blanco y negro (b/n). Ground Sample Distance, GSD (m)

Name	date	Flight scale Equivalent scale	capture	Number of images	type
vuelo americano	1958	1/33,000	An.Camera	4	b/n
ICONA	1970	1/20,000	An.Camera	6	b/n
MMAA-CA	1988	1/15,000	An.Camera	6	co
Gobierno de Cantabria	2001	1/20,000	An.Camera	6	co
Gobierno de Cantabria	2007	GSD 0.25 m 1/27782	Dig. Camera	6	RBG,CIR
Gobierno de Cantabria	2010	GSD 0.25 m	Dig. Camera		RBG,CIR
Otras imágenes	2013 parapente		Dig. Camera	359	RBG

Las imágenes del año 2010 se trataron mediante técnicas fotogramétricas. El objetivo fue elaborar un modelo estereoscópico digital (MStD), que permitiese obtener un nuevo ortomosaico de mayor precisión que el disponible y que sirviese de sistema de referencia para la cartografía temática elaborada y el estudio de la actividad del deslizamiento. Otro producto de interés obtenido, es un Modelo Digital de Elevaciones (MDE). El tratamiento fotogramétrico de las imágenes del vuelo del PNOA, 2010 se realizó en dos etapas. En una primera operación, se llevó a cabo una orientación absoluta de las imágenes tomando los datos de los foto-centros y ángulos omega, Phi y Kappa registrados en la base de datos  (Novak 1992; Devenecia et al. 1996; Kersten and Haering 1997; Kersten 1999; Mikhail et al. 2001). Posteriormente, en una segunda operación; tomando nuevos puntos de apoyo mediante GPS de elementos del relieve se volvieron a triangular las imágenes a fin de mejorar las precisiones de la aerotriangulación inicial y construir MStD, MDE y mosaicos útiles para el proyecto (González-Díez et al., 2013). Las orto-imagen ha sido construida usando cuatro imágenes del vuelo del PNOA del año 2010 (Fig. 3.2b.). Dichas imágenes tienen cuatro bandas (Azul, Verde, Rojo, Infrarrojo cercano), y poseen un Ground Sample Distance (GSD) 0.1 m. Para rehacer la triangulación de las imágenes se midieron 19 puntos de apoyo y control mediante GPS dentro de la zona abarcada por las imágenes, que posteriormente se usaron en la aerotriangulación. El método seguido para la obteción del MDE  comienza con la extracción de una malla regular que sirvión de base para ulteriores cálculos (tamaño de pixel 1×1 m), dichos puntos se midieron mediante la estación fotogrametrica digital (EFD). La extracción automática de puntos está basada en técnicas de correlación de imágenes (Ackerman 1996; Krzystek and Wild 1998; Cory and McGill 1999).

Figura 3.2b, modelo estereoscópico digital del deslizamiento (MStD) realizado con las imágenes del PNOA 2010, datos de la aéreo-triangulación obtenida (el modelo se presenta en infrarrojo color), línea negra discontinua límites del deslizamiento primario D0;

La aéreo-triangulación de las imágenes del vuelo del PNOA 2010, utilizadas en la construcción de la base cartográfica de referencia, ha permitido disponer de un mosaico que tiene una precisión media de 28 cm en planimetría, mientras que es de 32 cm en altimetría (Fig 3.2b). Los vectores geomorfológicos obtenidos poseen una precisión (RMS) de 40 cm en planimetría y 50 cm en 3D considerando los errores de propagación, como se describe en González et al. (2013). Evidentemente, el MStD generado puede mejorarse notablemente, pero se consideró suficiente para este tipo de aplicación. Los datos extraídos del MDE y del MStD permiten medir puntos del relieve, que pueden usarse ulteriormente como apoyos de otras imágenes, utilizando la metodología propuesta por González-Díez et al. (2013). Además, los MStD obtenidos se usaron para la restitución de rasgos geomorfológicos relevantes del movimiento y el establecimiento de la historia geomorfológica del deslizamiento. Debido a la rapidez de los acontecimientos, no fue posible tratar fotogramétricamente el resto de las imágenes históricas recopiladas.

Otro tipo de imágenes aéreas utilizadas fueron las aportadas por otros medios aéreos no convencionales como parapentes, helicópteros, etc. Una de esas imágenes,  tomada desde un parapente fue usada para construir un primer mosaico de la reactivación de 2013, puesto que aporta un gran recubrimiento de la zona afectada. El modelo digital del deslizamiento obtenido posee una precisión media de 2,9 m en las componentes X, Y. Este modelo se consideró suficiente para poder desarrollar las tareas cartográficas durante la fase de emergencia (Fig. 3.2c.). El modelo se apoyó en 79 puntos tomados del MStD creado con las imágenes del PNOA. Los errores de posicionamiento contenidos en las imágenes usadas se corrigieron mediante ajustes polinómicos respecto a la red de puntos de referencia conformada anteriormente; utilizando la herramienta de georeferenciación de ArcGis se puede realizar una rectificación de la imagen que aporta referncia X,Y. Una limitación de este método es que Z no se puede medir. El modelo de imagen se apoya directamente en el MDE del PNOA (2010), no siendo útil para tareas de cálculos del volumen pero si para desplazamientos de territorio. Con este modelo y con el resto de las imágenes tomadas desde el resto de los medios aéreos y terrestres se construyó la cartografía de la fase paroxísmica de 2013.

Figura 3.2c, proceso de construcción del modelo digital del deslizamiento del 2013, en su fase paroxísmica (c1, imagen tomada desde el parapente; c2, recorte de la imagen para conseguir sectores homogéneos de la ladera); c, modelo digital del deslizamiento de 2013 representado en Arcscene, cruces verdes algunos de los puntos de apoyo utilizados para el ajuste polinómico; c4, modelo digital del deslizamiento de 2013 representado en Arcscene sobre el MStD construido con las imágenes del PNOA 2010; c5, imágen del mapa obtenido con el modelo de c4. Copyright © 2014 Alberto González Díez. Reservados todos los derechos.

Una de las herramientas novedosas que fue usada fue el empleo de vehículos aéreos no tripulados (VANT) o drones para la auscultación fotogramétrica del área de trabajo. Sin embargo su uso no dio buen resultado. Su utilización estuvo sujeta a numerosos problemas ajenos a las posibilidades que ofrecen las mismas.

Sistemas de Información Geográfica (GIS)

Todos los datos de posicionamiento tomados, incluyendo los modelos estereoscópicos se incorporaron a una geodatabase y posteriormente a un GIS. Mediante el empleo del mismo se pudo llevar a cabo una modelización del proceso y la construcción de modelos de riesgo; que permitieron la toma de decisiones. El software utilizado fue ArcGis v10.1., aunque en ocasiones la geodatabase elaborada se apoyo con otros datos procedentes de programas como Erdas-LPS v9.1, Global Mapper, Rockware o Rocscience. A esta geodatabase también se incorporaron datos ambientales pertenecientes al Gobierno de Cantabria mediante el uso del portal web http://mapas.cantabria.es/; y otras bases de datos digitales, tanto geológicas, geomorfológicas, como los datos de los inventarios de movimientos de ladera, realizados por el Departamento de Ciencias de la Tierra y Física de la Materia Condensada de la Universidad de Cantabria.

Cartografías geológicas s.l.

Se realizó una cartografía de las principales unidades geológicas, y estructurales involucradas en el deslizamiento, utilizando técnicas de campo y fotointerpretación de las imágenes descritas en el apartado anterior. Paralelamente, se realizó una cartografía geomorfológica del deslizamiento, y de sus elementos internos con el fin de dimensionar el mismo y así mismo de los rasgos geomorfológicos más relevantes con el fin de identificar que zonas presentan la mayor actividad. Los criterios de representación utilizados fueron los propuestos por González- Díez (1995) y González Díez et al., (1999, 2013).

Caracterización geomecánica

Las principales unidades litológicas de substrato y superficie involucradas en el movimiento de ladera fueron analizadas geomecánicamente. Se levantaron estaciones geomecánicas, principalmente en la zona de rotura del deslizamiento, siguiendo metodologías para la caracterización del macizo rocoso (Bartón et al., 1974; Barton y Choubey, 1977; Bollettirari y Clerici, 1991; Ferrer y González de Vallejo 2007). Se hicieron medidas de las anisotropías presentes en el macizo rocoso, su orientación, espaciado, apertura, presencia de agua, resistencia del material involucrado mediante un esclerómetro, etc. Los materiales directamente involucrados con la inestabilidad se clasificaron a través de 4 estaciones geomecánicas mediante el índice RMR de Beniawsky (1989). La clasificación se basó en la medida de la resistencia del material intacto al golpe con esclerómetro, RQD, distancia entre discontinuidades, condición de las discontinuidades, agua rubterránea. Las puntuaciones obtenidas fueron corregidas posteriormente por su orientación respecto al talud. A continuación, y para cada uno de los taludes que conforman la corona, se analizó geométricamente la potencialidad de la estabilidad de las posibles cuñas existentes mediante aplicando el método de Johns (1968). Por otra parte, en el laboratorio se caracterizó petrológicamente las muestras recogidas y se realizaron ensayos de la densidad y de resistencia a la compresión simple (UNE, 1999; UNE, 2007).

Los materiales que forman parte del cuerpo del deslizamiento también se analizaron, caracterizando su composición, fábrica, granulometría, humedad, límite líquido, límite plástico, resistencia a la penetración con un penetrómetro de mano; prestando especial atención a los bloques arrastrados (midiendo su tamaño, y determinando su composición, grado de alteración, etc.), y situando su posición en la geodatabase elaborada. Las muestras del depósito, una vez en el laboratorio, se secaron en una estufa a menos de 60º hasta que se pudieron deshacer mediante golpeo, con mazo de goma (UNE, 1995). Una vez secas y disgregadas se tamizaron utilizando los siguientes tamices tamaño de luz: 5, 2 y 0,080 mm, obteniéndose sus análisis granulométricos. Paralelamente, se realizaron ensayos para obtener los límites de Atterberg. Para ello, se tomaron 150 gramos de las muestras tamizadas con tamaño inferior a 0.4 mm. Este material se amasó con agua (UNE, 1994) y se trató mediante un aparato de Casagrande  (Controls. Mod.22-T0031/F) para obtener el límite líquido (W_L). Adicionalmente, para obtener el límite plástico (W_P), se tomaron otros 20 gramos de las muestras tamizadas con tamaño inferior a 0.4 mm (UNE, 1993). Mediante las medidas de resistencia a la penetración llevadas a cabo con el penetrómetro de mano se infirió la cohesión y en ángulo de rozamiento interno de las muestras analizadas, siguiendo la indicaciones del fabricante (Geotester) que se basan en expresiones empíricas propuestas por Terzahi (1936)

La entrada de agua en el sistema se midió a través de dos estaciones meteorológicas. La estación de Tama perteneciente a la red de la Agencia Española de Meteorología (AEMET) se usó durante toda la emergencia. Está situada a unos 260 m.a.s.n.m y a 13 km del deslizamiento, en las proximidades de la localidad de Potes. La AEMET proporcionó además pronósticos acerca de la cantidad y probabilidad de lluvias esperables con un horizonte de tres días de antelación, siendo de gran utilidad en la emergencia. El día 28 de junio de 2013 comenzó la lectura de datos en la estación meteorológica automática instalada en Los LLanos, a 576.m.a.s.l. Esta estación, además del tiempo en el que se realizará la lectura de los datos, grava de manera automática temperatura, precipitación, presión atmosférica, energía solar, radiación ultravioleta, dirección del viento, velocidad del viento; por lo que es posible registrar el efecto producido por tormentas de larga duración (lluvias cliclónicas). El dispositivo utiliza como sistema de comunicación una consola de la marca Waterlink Pro V.2. y el software Waterlink 6.0. Mediante los datos recogidos la consola es posible calcular valores de parámetros adicionales como: intensidad de precipitación, evapotranspiración, rango de temperaturas y precipitaciones cada 5 minutos. Durante los cinco días siguientes a su instalación, y dado que los pronósticos meteorológicos facilitados por AEMET indicaban buenas condiciones meteorológicas sin precipitaciones, los parámetros descritos fueron registrados cada 30 minutos, con el fin de poder optimizar la capacidad de su dataloger en el almacenamiento de los datos. A partir del día 5 de julio se instaló un moden conectado al dataloger permitiendo registrar datos cada 10 minutos e enviar los mismos al centro de operaciones por vía telefónica.

Las salidas de agua en el sistema se limitaron a la medida de los caudales de agua que circulaban por los arroyos o salían de las fuentes ubicadas en la ladera. Los caudales se midieron por procedimientos tradicionales, registrándose así mismo la posición del punto, la hora, y caudal.

Geometría del deslizamiento-modelización

Una vez se redujo el desplazamiento y se redujo el nivel de emergencia, se permitió el paso dentro del cuerpo activo del movimiento, realizándose diferentes perfiles para tomografía eléctrica (Electrical resistivity tomography, ERT) a lo largo de la ladera (Fig. 3.3). Estos perfiles tuvieron en cuenta tanto el prisma sedimentario formado por el deposito actual de 2013, como el constituido por reactivaciones pasadas, con el fin de conocer la geometría del deslizamiento, la localización de la superficie o superficies de ruptura, el espesor del material implicado en el deslizamiento y la posible circulación de agua en el interior del depósito y ladera.  Varios trabajos ilustran el empleo de ERT en el estudio de movimientos de ladera (Jongmans et al., 2000; Jomard et al., 2010; Gutierrez et al., 2012; Perrone et al., 2014).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 3.3. Aerial view of the southeastern sector of the Sebrango landslide, depicting two main landslide toe lobe structures. Layout of the electrical resistivity profiles ERT1 and ERT2 conducted.Copyright © 2014 Alberto González Díez. Reservados todos los derechos.

 Con todos estos datos se elaboraron dos tipos de modelos de estabilidad del deslizamiento, por un lado, para las cuñas detectadas se desarrollaron modelos de caídas de rocas con el fin de conocer si es posible que se desprendan rocas que alcancen las proximidades de las localidades afectadas. Este modelo se desarrolló mediante el programa Rockfall de (Rocscince). Por otro lado, se llevó a cabo un análisis de estabilidad del deslizamiento mediante el método de equilibrio límite. Este análisis se ha realizado mediante el método de Bishop simplificado. En él se presentan los planos que pueden generar roturas y su factor de seguridad (FS). La confección del modelo se realizó usando el programa Slide (Rocscience). Los datos del perfil de máxima pendiente se tomaron mediante GPS recorriendo el movimiento. Los modelos de estabilidad generados permitiron conocer en qué medida el agua es el principal factor desencadenante del deslizamiento.