Alternativas para mitigar la susceptibilidad a la socavación e in

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Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2022 
Alternativas para mitigar la susceptibilidad a la socavación e Alternativas para mitigar la susceptibilidad a la socavación e 
inestabilidad del talud de la vía Medina - Santa María por la inestabilidad del talud de la vía Medina - Santa María por la 
acción del río Gazaunta acción del río Gazaunta 
Katherine Johana Bejarano Novoa 
Universidad de La Salle, Bogotá, kbejarano57@unisalle.edu.co 
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del talud de la vía Medina - Santa María por la acción del río Gazaunta. Retrieved from 
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1 
 
 
 
 
 
Alternativas para Mitigar la Susceptibilidad a la Socavación e Inestabilidad del Talud de la 
Vía Medina – Santa María por la Acción del Río Gazaunta 
 
Katherine Johana Bejarano Novoa 
Programa de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad de La Salle 
Trabajo de Grado 
Ing. Alejandro Franco Rojas 
2022 
 
 
 
 
2 
 
Tabla de Contenido 
Resumen ........................................................................................................................................... 11 
Planteamiento del Problema ............................................................................................................. 12 
Objetivos .......................................................................................................................................... 13 
Objetivo General .............................................................................................................. 13 
Objetivos Específicos ....................................................................................................... 13 
Alcance y Justificación..................................................................................................................... 14 
Marcos de Referencia ....................................................................................................................... 15 
Marco Teórico .................................................................................................................. 15 
Marco Conceptual ............................................................................................................ 34 
Antecedentes .................................................................................................................................... 36 
Antecedente Local ............................................................................................................ 40 
Caracterización de la Zona de Estudio ............................................................................................. 42 
Localización ..................................................................................................................... 42 
Climatología ..................................................................................................................... 42 
Geología ........................................................................................................................... 43 
Puntos Críticos ................................................................................................................. 44 
Morfología del Río Gazaunta ........................................................................................... 49 
Estudio Hidrológico ......................................................................................................................... 52 
Delimitación de la Subcuenca de Estudio ........................................................................ 52 
Procesamiento en ArcGIS ............................................................................................ 53 
Tiempo de Concentración ............................................................................................ 56 
3 
 
Número de Curva ............................................................................................................. 57 
Datos Pluviométricos ....................................................................................................... 63 
Estimación de Caudales ................................................................................................................... 68 
Aforo de Caudal en Campo .............................................................................................. 68 
Modelamiento en HEC-HMS ........................................................................................... 70 
Estudio Hidráulico............................................................................................................................ 72 
Coeficiente de Rugosidad “n” .......................................................................................... 72 
Secciones Transversales ................................................................................................... 76 
Modelamiento en HEC-RAS ............................................................................................ 77 
Caracterización de Suelos ................................................................................................................ 80 
Obtención de Muestras ..................................................................................................... 80 
Ensayos de Laboratorio .................................................................................................... 82 
Humedad Natural ......................................................................................................... 82 
Granulometría............................................................................................................... 82 
Límites de Consistencia ............................................................................................... 83 
Gravedad Específica ..................................................................................................... 85 
Peso Unitario ................................................................................................................ 85 
Corte Directo ................................................................................................................ 86 
Resultados de los Ensayos y Clasificación del Suelo ...................................................... 87 
Pruebade Erosión............................................................................................................. 88 
4 
 
Prueba de Permeabilidad “in situ” ................................................................................... 90 
Erosión Fluvial ................................................................................................................................. 93 
Fuerza Tractiva Actuante ................................................................................................. 93 
Resistencia a la Fuerza Tractiva ....................................................................................... 94 
Modelación en Slide ......................................................................................................................... 99 
Cálculo de la Socavación ............................................................................................................... 105 
Análisis de Resultados ................................................................................................................... 109 
Selección de Alternativas de Solución ........................................................................................... 115 
Conclusiones .................................................................................................................................. 124 
Bibliografía..................................................................................................................................... 126 
 
Lista de Anexos 
 
Anexo 1 Registro de precipitaciones máximas en 24 horas obtenidas de la estación MEDINA 
[35050010] ..................................................................................................................................... 130 
Anexo 2 Resultados de la Modelación en HEC-HMS .................................................................. 131 
Anexo 3 Resultados de los Ensayos de Laboratorio ..................................................................... 132 
Anexo 4 Esquema general de diseño y fotografías del proceso constructivo del muro de 
contención ...................................................................................................................................... 145 
 
 
 
 
5 
 
Lista de Figuras 
 
Figura 1 Inclinación y caídos en un proceso de erosión ................................................................. 15 
Figura 2 Movimiento rotacional típico y orientación de los árboles ............................................... 16 
Figura 3 Ejemplos de desplazamientos de traslación ...................................................................... 16 
Figura 4 Agrietamientos por tensión en taludes de vías .................................................................. 18 
Figura 5 Activación de deslizamiento por acción de la erosión en la curva de un río .................... 19 
Figura 6 Diagrama del efecto de la erosión fluvial en carreteras ................................................... 20 
Figura 7 Diagrama de flujo de selección de alternativas ................................................................ 20 
Figura 8 Perfil longitudinal de espigones de diferente material ...................................................... 22 
Figura 9 Espigones de hexápodos de concreto armado y de bolsacretos ........................................ 23 
Figura 10 Esquema de tipos de muros de contención en concreto reforzado .................................. 24 
Figura 11 Esquema de muros de contención en concreto ................................................................ 25 
Figura 12 Esquema de muro de escollera ........................................................................................ 27 
Figura 13 Algunas aplicaciones de los gaviones ............................................................................. 28 
Figura 14 Aplicaciones de la colchoneta Reno ................................................................................ 30 
Figura 15 Esquemas de los métodos de protección del Riprap contra la socavación ..................... 32 
Figura 16 Enrocado en el río Cravo Sur .......................................................................................... 33 
Figura 17 Ejemplo de reubicación del cauce ................................................................................... 34 
Figura 18 Pérdida de la banca de la vía en el año 2012 ................................................................. 40 
Figura 19 Muro de gaviones construido en sector afectado ............................................................ 41 
Figura 20 Ubicación de la zona de estudio en el mapa ................................................................... 43 
Figura 21 Geología de la zona de estudio ........................................................................................ 44 
Figura 22 Puntos críticos de la zona de estudio............................................................................... 45 
6 
 
Figura 23 Punto crítico No 1- abril de 2021 .................................................................................... 46 
Figura 24 Punto crítico No 1- julio y agosto de 2021 ...................................................................... 46 
Figura 25 Muro de contención construido ....................................................................................... 47 
Figura 26 Punto crítico No 2- abril de 2021 .................................................................................... 48 
Figura 27 Punto crítico No 2- agosto de 2021 ................................................................................. 48 
Figura 28 Punto crítico No 2- noviembre de 2021- abril 2022 ........................................................ 49 
Figura 29 Etapas de formación de un río ......................................................................................... 50 
Figura 30 Tipos de patrones de canales (De Brice et al 1978) ........................................................ 51 
Figura 31 Clasificación de ríos basado en el patrón en planta y el tipo de carga de sedimentos ... 52 
Figura 32 DEM y delimitación del municipio de Medina ................................................................ 54 
Figura 33 Delimitación de la subcuenca de estudio y la red hídrica ............................................... 55 
Figura 34 Tipos de suelo en la subcuenca de estudio ...................................................................... 59 
Figura 35 Cobertura de la subcuenca de estudio ............................................................................. 61 
Figura 36 Estación meteorológica del municipio de Medina .......................................................... 63 
Figura 37 Curvas de Intensidad, Duración y Frecuencia de la estación Medina ........................... 66 
Figura 38 Hietogramas de precipitación para cada periodo de retorno ......................................... 67 
Figura 39 Aforo de caudal en el río Gazaunta ................................................................................. 68 
Figura 40 Secciones transversales de cada brazo del río ................................................................ 69 
Figura 41 Componentes del modelo creado en HEC-HMS ............................................................. 70 
Figura 42 Parámetros asignados al tramo AB ................................................................................. 71 
Figura 43 Muestra obtenida para el tamizado ................................................................................. 73 
Figura 44 Curva granulométrica del material ................................................................................. 74 
Figura 45 Vista en planta de las secciones transversales del tramo de estudio .............................. 77 
7 
 
Figura 46 Perfil tridimensional del modelo del río Gazaunta .........................................................78 
Figura 47 Láminas de agua de las secciones de los puntos críticos ................................................ 79 
Figura 48 Apique punto crítico N°1 ................................................................................................. 81 
Figura 49 Apique punto crítico N° 2 ................................................................................................ 81 
Figura 50 Cuarteo de muestras alteradas ........................................................................................ 82 
Figura 51 Tamices para ensayo de tamaño de partículas ................................................................ 83 
Figura 52 Determinación del límite líquido en la cazuela de Casagrande ...................................... 83 
Figura 53 Muestras para determinar la humedad del ensayo de L.L y L.P ..................................... 84 
Figura 54 Muestras dentro del picnómetro y remoción de aire ....................................................... 85 
Figura 55 Muestras parafinadas y sumergidas en agua .................................................................. 86 
Figura 56 Proceso para realizar el corte directo de los especímenes ............................................. 86 
Figura 57 Montaje para la prueba de erosión ................................................................................. 88 
Figura 58 Afectación del ensayo de erosión en la muestra 1 ........................................................... 89 
Figura 59 Afectación del ensayo de erosión en la muestra 2 ........................................................... 90 
Figura 60 Proceso de la prueba de permeabilidad punto N°1 ......................................................... 91 
Figura 61 Proceso de la prueba de permeabilidad punto N°2 ......................................................... 91 
Figura 62 Factor de seguridad para el talud del punto N°1 .......................................................... 101 
Figura 63 Factor de seguridad para el talud del punto N°2 .......................................................... 103 
Figura 64 Concentración de sedimentos en suspensión ................................................................. 106 
Figura 65 Tablas de variables para el cálculo de la socavación ................................................... 107 
Figura 66 Esquema de espigones inclinados hacia aguas abajo ................................................... 120 
Figura 67 Sección transversal y longitudinal de los espigones en gaviones ................................. 121 
Figura 68 Propuesta de ubicación para los espigones y enrocado (Riprap) ................................ 122 
8 
 
Lista de Tablas 
 
Tabla 1 Especificaciones de las rocas y del filtro de geotextil ........................................................ 26 
Tabla 2 Parámetros de la proyección CTM12 ................................................................................. 53 
Tabla 3 Parámetros de la subcuenca de estudio .............................................................................. 55 
Tabla 4 Características del tipo de suelo ......................................................................................... 58 
Tabla 5 Descripción de la cobertura y uso ...................................................................................... 60 
Tabla 6 Grupo hidrológico de suelo según su textura ..................................................................... 60 
Tabla 7 Estimación del Número de Curva ....................................................................................... 62 
Tabla 8 Precipitaciones máximas en el rango de años .................................................................... 64 
Tabla 9 Precipitaciones máximas para distintos periodos de retorno ............................................. 65 
Tabla 10 Datos del aforo para cada brazo del río ........................................................................... 69 
Tabla 11 Datos finales del aforo del cauce ...................................................................................... 70 
Tabla 12 Caudales máximos para cada periodo de retorno ............................................................ 72 
Tabla 13 Datos de la granulometría del lecho ................................................................................. 73 
Tabla 14 Metodologías para estimar el coeficiente de rugosidad por granulometría .................... 75 
Tabla 15 Corrección de la rugosidad por el método de Cowan ...................................................... 75 
Tabla 16 Resultados de la modelación hidráulica ........................................................................... 78 
Tabla 17 Características de los apiques .......................................................................................... 80 
Tabla 18 Resultados y clasificación según SUCS ............................................................................ 87 
Tabla 19 Resultados del ensayo de erosión ..................................................................................... 89 
Tabla 20 Resultados del ensayo de permeabilidad .......................................................................... 92 
Tabla 21 Valores típicos de permeabilidad de suelos ...................................................................... 92 
Tabla 22 Fuerza tractiva actuante en los puntos críticos ................................................................ 93 
9 
 
Tabla 23 Fórmulas empíricas para el cálculo de la resistencia a la fuerza tractiva ...................... 94 
Tabla 24 Resultados de la resistencia a la fuerza tractiva .............................................................. 96 
Tabla 25 Factor de seguridad en cada punto crítico ....................................................................... 97 
Tabla 26 Datos de la geometría para modelar en Slide .................................................................. 99 
Tabla 27 Datos de la lámina de agua para modelar en Slide ........................................................ 100 
Tabla 28 Resultados del cálculo de la socavación general ........................................................... 108 
Tabla 29 Clasificación de la permeabilidad para ingeniería civil ................................................ 110 
Tabla 30 Permeabilidad y drenaje de los suelos según Casagrande y Fadum (1940) .................. 111 
Tabla 31 Resistencia relativa a la erosión fluvial río Gazaunta.................................................... 112 
Tabla 32 Resistencia relativa a la erosión fluvial río Cravo Sur................................................... 113 
Tabla 33 Resistencia relativa a la erosión fluvial río Guaviare .................................................... 113 
Tabla 34 Alternativas de solución para la estabilidad de taludes y/o control de socavación ....... 116 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
Resumen 
Los eventos de avenidas torrenciales del río Gazaunta causadas por las fuertes precipitaciones 
sumado a pertenecer a una zona de transición han generado procesos de socavación y erosión en la 
vía Medina- Santa María. Con este proyecto se pretende analizar la susceptibilidad a la socavación 
e inestabilidad del talud de la vía Medina - Santa María entre el K7+400 y K8+200 por incidencia 
del río Gazaunta implementando cinco (5) fases metodológicas que consisten en la recopilación y 
procesamiento de información, estimación de caudales (estudio hidrológico y modelación en HEC- 
HMS), caracterización hidráulica del río Gazaunta (Uso del software HEC-RAS), caracterización 
de suelos y estabilidad de taludes (Modelación en Slide). Por último, se busca proponer 
alternativas, así como su comparación y selección de la estructura más indicada para mitigar esta 
problemática. A partir de los resultados obtenidos,se concluyó que se debe implementar espigones 
en gaviones para alejar la corriente de la vía y adicionalmente, a la altura del K7+400 se 
recomienda construir un muro de enrocado o Riprap para proteger el talud que se encuentra 
expuesto. 
Palabras clave: socavación, estabilidad de taludes, dinámica fluvial, fuerza tractiva 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
Planteamiento del Problema 
El Consejo Municipal de Gestión de Riesgo de Desastres (CMGRD , 2012) del municipio 
de Medina establece como una amenaza hidrológica el proceso de socavación de orillas causado 
por el río Gazaunta que afecta la vía que conduce de Medina a San Pedro de Jagua, el cual en junio 
de 2012 produjo la pérdida total de la banca dejando incomunicadas las veredas con el casco 
urbano. 
Durante el periodo invernal, la combinación de los altos caudales del río y su capacidad de 
arrastre fueron factores clave para la socavación y posterior caída del talud de la vía cuyo tramo 
pertenecía al corredor pavimentado. Luego de esto, se implementó una estructura de contención de 
tipo gaviones que fue arrastrada evidenciando de esta manera la amenaza que representa este río 
tanto para la vía como para las veredas aledañas. Cabe destacar que una de las causas para que se 
presente este comportamiento agresivo es porque la zona pertenece al piedemonte por lo que 
desciende por una pendiente fuerte arrastrando material e incrementando su fuerza erosiva. 
Por otra parte, según estudios establecidos por el (Consejo de Cuenca del POMCA Río 
Humea, 2019), la ronda del río Gazaunta presenta niveles altos de amenaza por avenidas 
torrenciales e inundación, además, es una de las unidades hidrográficas más afectadas por la 
amenaza alta y media ante los movimientos en masa. 
De esta forma, es importante realizar estudios que permitan entender este fenómeno de 
socavación e inestabilidad de los taludes y así establecer las bases para mitigar esta problemática y 
en lo posible dar una solución definitiva. 
13 
 
Objetivos 
Objetivo General 
Formular alternativas para mitigar la susceptibilidad a la socavación e inestabilidad del 
talud de la vía Medina - Santa María entre el K7+400 y K8+200 por incidencia del río Gazaunta. 
Objetivos Específicos 
Determinar la susceptibilidad a procesos de remoción en masa y socavación del talud de la 
vía Medina - Santa María entre el K7+400 y K8+200 
Establecer la incidencia del rio Gazaunta sobre los procesos morfológicos y la inestabilidad 
de los taludes adyacentes a la vía 
Comparar mediante análisis técnico las alternativas de solución ante el fenómeno de 
socavación e inestabilidad del talud en la vía Medina – Santa María. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
Alcance y Justificación 
La vía Medina - Santa María es de gran importancia para la región puesto que es la que 
comunica al municipio con el departamento de Boyacá, siendo esencial para el transporte de los 
alimentos provenientes de esta región. Además, por allí transitan camiones con productos agrícolas 
y ganaderos que son parte del sustento económico de Medina. Por otra parte, al llegarse a 
interrumpir la vía quedarían incomunicadas las veredas de la zona evitando que los campesinos 
puedan desplazar sus productos al casco urbano del municipio afectando así a la economía local. 
Recientemente, dentro del tramo de estudio seleccionado para este proyecto se ha 
presentado una situación crítica donde se vio afectada parte de la banca de la vía por las crecientes 
del río debido a las fuertes lluvias. Esto ocurrió en inmediaciones al K8+200 y fue el resultado de 
la divagación del cauce a través de los años pues en cada acercamiento hacia la margen derecha 
aguas abajo, el rio fue socavando y arrastrando material de la orilla hasta llegar finalmente a la 
estructura vial. En este suceso no se interrumpió totalmente el paso de vehículos, pues quedó un 
carril habilitado mientras se tomaron las medidas para controlar y mitigar la problemática durante 
los meses posteriores. Sin embargo, debido a la dinámica del río no se descarta la posibilidad de 
que se vean afectados otros puntos de la vía si no se toman medidas de control adecuadas. 
Con el propósito de contribuir en la solución de esta problemática, se justifica el desarrollo 
del presente trabajo. A partir de la modelación hidrológica e hidráulica del río y la caracterización 
de los suelos, se obtienen los parámetros necesarios para modelar los taludes en Slide y establecer 
la susceptibilidad que tienen ante la acción del río y ante las diferentes condiciones del terreno. Por 
último, se proponen alternativas de control del talud y/o del cauce para mitigar los efectos de 
socavación y así proteger la vía, entre las cuales se pueden mencionar los muros de concreto, 
enrocados, bolsacretos, gaviones y deflectores de flujo como los espigones. 
15 
 
Marcos de Referencia 
Marco Teórico 
Suárez D. (2009) define el talud como una masa de tierra de forma irregular que presenta 
una inclinación o cambios significativos de altura. Además, el talud está conformado por un parte 
alta o cima donde ocurren procesos de erosión, una parte intermedia y una parte baja donde se 
pueden dar procesos de depositación (p. 3). 
A continuación, se establecen algunos tipos de falla que puede presentar un talud, así como 
las posibles causas y las estructuras de protección que se pueden utilizar para su estabilización. 
Inclinación o Volcamiento 
Es un movimiento que consiste en el desprendimiento de material térreo de la parte 
superior del talud que a su vez puede estar afectado en la base por cuerpos de agua que generan 
socavación. 
“Las fuerzas que producen el volcamiento son generadas por las unidades adyacentes, el 
agua en las grietas o juntas, las expansiones y los movimientos sísmicos” (Suárez D, 2009). 
Figura 1 
Inclinación y caídos en un proceso de erosión 
 
Nota. a) Inclinación en la cima y socavación en la base y b) caída de rocas. Adaptado de 
Deslizamientos: Análisis Geotécnico (p.11) por J. Suárez D, 2009. 
16 
 
Deslizamiento Rotacional 
El movimiento ocurre a lo largo de una superficie con forma cóncava hacia arriba y su 
sentido es rotacional paralelo a la superficie. “El movimiento produce un área superior de 
hundimiento y otra inferior de deslizamiento, lo cual genera, comúnmente, flujos de materiales por 
debajo del pie del deslizamiento” (Suárez D, 2009). 
Figura 2 
Movimiento rotacional típico y orientación de los árboles 
 
Nota. Adaptado de Deslizamientos: Análisis Geotécnico (p.14) por J. Suárez D, 2009. 
Deslizamiento Traslacional 
El movimiento traslacional puede generarse en suelos y rocas y se presenta a lo largo de 
una superficie plana u ondulada. En zonas de gran pendiente, la masa se puede deformar y 
convertirse en un flujo (Suárez D, 2009) 
Figura 3 
Ejemplos de desplazamientos de traslación 
 
Nota. Adaptado de Deslizamientos: Análisis Geotécnico (p.19) por J. Suárez D, 2009. 
17 
 
Factores que Afectan el Comportamiento de un Talud 
Según lo establece Suárez D. (2009), los procesos que ocurren en un talud son complejos y 
dependen de gran cantidad de factores que interactúan entre sí para definir un comportamiento. 
Algunos de los principales factores que afectan la estabilidad de los taludes son los siguientes: 
• La litología o formación geológica 
• La microestructura de las partículas que componen el suelo y la roca 
• La estructura geológica: planos de estratificación, los planos de foliación o esquistosidad y 
las fracturas 
• La geomorfología 
• El estado de meteorización 
• La pendiente y el relieve 
• El clima, la hidrología y la hidrogeología. 
• La sismicidad 
• La cobertura vegetal 
• El efecto antrópico: cortes, rellenos, deforestación, vibraciones artificiales, entre otros. 
Por otra parte, dentro de los procesos de deformación y desintegración puede ocurrir el 
agrietamiento por tensión (Ver Figura 4) que sucede cuando los suelosno tienen la suficiente 
resistencia lo que produce grietas por donde se infiltra el agua debilitando la masa de suelo y 
formado superficies de falla (Suárez D, 2009). 
Efectos del Agua en los Taludes 
La mayoría de los tipos de falla que puede presentar un talud están normalmente asociados 
con el agua cuya interacción es importante considerar en los análisis de estabilidad de taludes 
debido a la gran afectación en la resistencia del suelo. 
18 
 
Figura 4 
Agrietamientos por tensión en taludes de vías 
 
Nota. Adaptado de Deslizamientos: Análisis Geotécnico (p.56) por J. Suárez D, 2009. 
Algunos de los efectos del agua que pueden ser detonantes para producir fallas en un talud 
son los siguientes: 
Aumento de Peso del Suelo. Al infiltrase agua dentro de las porosidades de la masa de 
suelo incrementa la humedad y por ende el peso unitario (Suárez D, 2009, p.58). 
Disminución de la Resistencia por el Agua Absorbida. Es uno de los efectos más 
importantes y ocurre debido a la adherencia del agua los bordes de las partículas de suelo por 
acción de las fuerzas electroquímicas lo que disminuye la resistencia (Suárez D, 2009, p.58). 
Aumento de la Presión de Poros. El aumento de la presión de poros disminuye la 
resistencia a la fricción del suelo y está relacionado con la infiltración y el ascenso del nivel 
freático y un factor detonante para que las presiones asciendan considerablemente se debe a las 
fuertes lluvias (Suárez D, 2009, p.60). 
Disminución Rápida del Nivel de Agua. Las presiones externas de agua generan una 
contención lateral, si el nivel del agua disminuye rápidamente y “las presiones de poros dentro del 
talud no disminuyen con la misma rapidez que el nivel de agua exterior, el talud puede 
desestabilizarse” (Suárez D, 2009, p.60). 
19 
 
Expansión y Contracción por Cambio de Humedad. “En los suelos arcillosos se 
producen cambios de volumen por cambios de humedad asociados con el potencial de succión del 
material. Estas expansiones y contracciones producen agrietamientos y cambios en la estructura 
del suelo, generalmente, con pérdida de la resistencia al cortante” (Suárez D, 2009, p.61). 
Erosión por Ríos y Corrientes de Agua (Socavación). Como se observa en la Figura 5 
los ríos erosionan la cresta de los taludes y generan socavación en la base lo que puede activar el 
deslizamiento. Este hecho ocurre con mayor frecuencia en las curvas de los ríos. 
Figura 5 
Activación de deslizamiento por acción de la erosión en la curva de un río 
 
Nota. Adaptado de Deslizamientos: Análisis Geotécnico (p.68) por J. Suárez D, 2009. 
Este fenómeno se puede presentar a lo largo de las carreteras donde la corriente del río 
llega a socavar los cimientos de la vía y se ensancha hasta provocar el colapso. En la Figura 6 se 
muestra un esquema del efecto de la erosión del río en las carreteras. 
Por lo tanto, se deben adoptar medidas adecuadas para mitigar el efecto de los ríos en las 
bancas o riberas. La Agencia de Cooperación Internacional de Japón (JICA, 2007) brinda una guía 
para la selección de alternativas contra la erosión fluvial y las consideraciones de diseño de 
algunas de estas. Las clasifica según la función de la estructura y la causa de la erosión (Ver 
Figura 7). 
20 
 
Figura 6 
Diagrama del efecto de la erosión fluvial en carreteras 
 
Nota. Adaptado de The study on risk management for sediment-related disaster on selected 
national highways in the republic of the philippines. Chapter 8 (p.1) por JICA, 2007. 
Figura 7 
Diagrama de flujo de selección de alternativas 
 
Nota. Adaptado de The study on risk management for sediment-related disaster on selected 
national highways in the republic of the philippines. Chapter 8 (p.5) por JICA, 2007. 
21 
 
Cuando el flujo del río tiene alto potencial de causar daño a la capacidad vial, es decir, 
cuando la distancia del rio a la banca de la vía es menor a 5 metros, se debe establecer una 
combinación integral y permanente de medidas. Además, se deben proporcionar obras de 
reparación temporales y preventivas para evitar una erosión mayor cuando la sección de la vía no 
sea lo suficientemente segura contra la erosión del río. Adicionalmente, se debe proveer protección 
para la base de las estructuras ya que son muy susceptibles a socavación y esto afectará su 
estabilidad y limitará su función como medida de protección (JICA, 2007). 
En general, al planificar medidas de control se deben considerar varios aspectos como la 
causa del fenómeno, la proximidad del rio a vías, casas u otros elementos propensos a sufrir daños 
y las características del río como la velocidad, pendiente del lecho, lámina de agua, propiedades 
del suelo de la ribera, entre otros. 
Obras Típicas Para el control de Socavación e Inestabilidad de un Talud 
Algunas de las estructuras típicas que se suelen utilizar para proporcionar estabilidad a un 
talud cuando interactúa con un cuerpo de agua son: 
Espigones o espolones. Son estructuras normalmente alargadas colocadas a un 
determinado ángulo con la dirección del flujo de ríos, con el objetivo de controlar y desviar la 
corriente para proteger las zonas críticas, evitando que el río impacte en los taludes de la ribera en 
los que hay procesos de socavación e inestabilidad. Puede construirse de diversos materiales tales 
como enrocados, bloques de concreto, gaviones, hexápodos de concreto, pilotes de acero, madera 
o combinaciones de varios materiales (Suárez Díaz, 2001). 
Clasificación. Pueden ser permeables o impermeables siendo más efectivos los permeables 
en ríos con alta carga de fondo y sedimentos. Según su forma en planta, se pueden clasificar en 
espigón recto, en forma de T, en forma de L y en forma de “hockey” (Suárez Díaz, 2001). 
22 
 
Figura 8 
Perfil longitudinal de espigones de diferente material 
 
 
Nota. Adaptado Obras de sistematización fluvial en torrentes y ríos con Espigones. Manual 
Técnico. Maccaferri (p.23-25) por Fracassi, 2012. 
23 
 
Partes de un Espigón. La punta que es donde se presenta mayor socavación local pues la 
corriente impacta en este punto y va deteriorando la estructura; una cresta que puede ser horizontal 
o ascender hacia la orilla; anclaje y cimiento que determina la durabilidad de la obra por lo que 
debe estar provisto de un tapete que lo proteja contra la socavación (Suárez Díaz, 2001). 
Se recomienda emplear espigones de alta flexibilidad pues se adaptan al terreno en las 
zonas donde se genera la socavación, además, en ríos con fuertes corrientes se debe cimentar tanto 
como sea posible por debajo de la profundidad de socavación y proporcionar un buen anclaje a la 
orilla. De igual forma, el espaciamiento entre estos tiene gran influencia en su efectividad por lo 
que “deben colocarse a una distancia tal que la acción conjunta de ellos pueda separar el eje del 
flujo de la orilla, se debiliten las corrientes entre espigones y se promueva entonces, sedimentación 
en los espacios entre ellos” y se recomienda emplear mínimo tres espigones (Suárez Díaz, 2001). 
Figura 9 
Espigones de hexápodos de concreto armado y de bolsacretos 
 
Nota. Adaptado de Control de erosión en zonas tropicales. (p.474) por Suárez Díaz, 2001. 
Muros de contención en concreto. Son estructuras rígidas que trabajan por gravedad, es 
decir, que su peso es el factor que le proporciona estabilidad. Pueden construirse en concreto 
armado, concreto simple o concreto ciclópeo. 
24 
 
Muro de Concreto Reforzado. Se caracterizan por resistir fuerzas debido a la presión que 
ejerce la tierra sobre el muro y debe estar apoyado en una cimentación por fuera de la masa 
inestable. Existen muros empotrados o en voladizo en forma de L o T invertida, muros con 
contrafuertes que brindan rigidez y contribuyen a la transmisión de cargas a la cimentación y 
muros con estribos que dan mayor rigidez y capacidad para soportar momentos. Para su diseño se 
considera que el pesodel suelo sobre el cimiento es parte del peso del muro y se tiene en cuenta 
junto con las fuerzas externas para calcular la capacidad de soporte de la fundación. Por otra parte, 
es esencial incluir juntas estructurales cuya función es evitar las fisuras o grietas si se presentan 
cambios en la temperatura. Como se puede observar en la Figura 10 estos muros son relativamente 
esbeltos (Suárez, 2009). 
Figura 10 
Esquema de tipos de muros de contención en concreto reforzado 
 
Nota. Adaptado de Deslizamientos: Técnicas de Remediación (p.112) por Suárez, 2009. 
 
25 
 
Muro de Concreto Simple. Estos muros son “masas relativamente grandes de concreto”. 
Para su diseño se evalúa la estabilidad del muro, el factor de seguridad y la capacidad de soporte 
de la misma forma que en los muros de concreto armado con la diferencia que no se incluye 
análisis de momentos (Suárez, 2009). 
Muro de Concreto Ciclópeo. Se compone de una mezcla generalmente de 60 % de 
concreto y 40% de volumen de rocas angulosas. Tienen baja resistencia a tensión y no deben ser 
muros esbeltos, por lo que su diseño es similar al de los muros de concreto simple. 
Adicionalmente, se recomienda una buena adherencia entre los elementos y evitar el uso de rocas 
frágiles. En ambos tipos de muros no son viables las alturas superiores a cuatro metros debido a 
que se pueden dar roturas a flexión y porque al ser muros masivos se requiere gran cantidad de 
concreto llegando a incrementan los costos (Suárez, 2009). 
Figura 11 
Esquema de muros de contención en concreto 
 
Nota. Adaptado de Deslizamientos: Técnicas de Remediación (p.110) por Suárez, 2009. 
 
Muros de escollera cementada. Es una estructura de contención constituida por bloques 
de roca rellenos de concreto. En la guía propuesta por JICA (2007) se establecen los criterios que 
deben cumplir estas estructuras en cuanto a los materiales y su construcción. Por ejemplo, se debe 
26 
 
proveer de rocas resistentes y de una capa de filtro para evitar que los materiales finos del talud 
pasen a través de los orificios de drenaje. Además, la relación de cemento- agregado debe ser de 
1:3 por volumen proporcionando agua suficiente para obtener la consistencia requerida. 
Tabla 1 
Especificaciones de las rocas y del filtro de geotextil 
Table 11.5 Classification of Stones for Riprap 
Class of 
Stones 
Weight (kg) 
Minimum Maximum 
More than 50 % of stones 
must weigh more than: 
A 15 25 20 
B 30 70 50 
C 60 70 50 
D 100 200 150 
Table 11.6 Standard Requirements for Geotextile Filter Fabric 
Property Required Values Test Method 
Min. Weight g/m2 130 ASTM D3776 
Min. Strip Tensile Strength 
kN/m 
8 ASTM D4595 
Max. Elongation at Failure 
% 
50 ASTM D4595 
Min. CBR Puncture Strength 
N 
1,000 ASTM D4833 
 
Nota. Adaptado de The study on risk management for sediment-related disaster on selected 
national highways in the republic of the philippines. Chapter 11 (p.37,40) por JICA, 2007 
 
De igual forma, debe tener una buena fundación por lo que se debe excavar por debajo de 
la profundidad de socavación y rellenarse con piedra de la misma clase que en el resto del muro 
(Ver Figura 12). El espesor mínimo de la escollera depende de la clase de roca (Clase A:30 cm, 
Clase B:50 cm, Clase C:60 cm, Clase D:80 cm) y no debe variar en más de 10 cm en ningún 
27 
 
punto. Por otra parte, el espesor del mortero debe ser de mínimo 2.0 cm, el cual debe llenar todos 
los huecos entre las rocas dejando la superficie de la cara de las piedras expuesta y por último, 
todo el muro debe estar provisto de lagrimales para drenaje en PVC espaciados a 2.0 m o menos 
con un diámetro de al menos 50 mm (JICA, 2007). 
Figura 12 
Esquema de muro de escollera 
 
Nota. Adaptado de The study on risk management for sediment-related disaster on selected 
national highways in the republic of the philippines. Chapter 11 (p.38,39) por JICA, 2007. 
 
Gaviones. Están conformados por mallas de alambre galvanizado rellenas de cantos de 
roca. Se emplean normalmente para formar muros de gravedad, recubrimientos o colchones, 
espigones o combinaciones de estructuras (Suárez Díaz, 2001). Se puede decir que por su 
variabilidad de formas y aplicaciones han sido los elementos más utilizados en estabilización de 
deslizamientos de pequeña escala, en la protección de riberas y en el control de cauces. Además, 
se caracterizan por ser permeables y de fácil construcción. 
El muro de gaviones tiene gran flexibilidad, lo que le permite adaptarse a las condiciones 
del terreno a medida que va ocurriendo un fenómeno; pueden flectarse hasta el 5% de la altura sin 
que esto ocasione su volcamiento (Suárez Díaz, 2001). 
28 
 
Figura 13 
Algunas aplicaciones de los gaviones 
 
 
 
Nota. Adaptado Obras de sistematización fluvial en torrentes y ríos con Espigones. Manual 
Técnico. Maccaferri (p.22,40,69,77) por Fracassi, 2012. 
 
Para la elaboración del gavión existen tres tipos de mallas: hexagonales o de triple torsión 
que permitan tolerar esfuerzos en varias direcciones, malla electrosoldada que es más rígida y 
malla eslabonada simple que brinda mayor flexibilidad. La resistencia de los alambres a la tensión 
varía entre 30 y 50 kg/mm2. Por otra parte, las unidades de gaviones para muros deben tener un 
ancho de 1.0 m, altura entre 0.30 y 1.0 m y largo entre 1.5 y 4.0 m y su densidad depende del 
tamaño del canto, la porosidad y la gravedad específica (Suárez Díaz, 2001). 
 
29 
 
En la Figura 13 se muestra una combinación de elementos empleando gaviones, donde 
primero se tiene un espigón en T y un espigón recto escalonado, ambos están colocados sobre un 
manto anti-socavación de colchones “Reno”. Luego se tiene un muro de gaviones escalonado y 
por último se muestra un revestimiento de la orilla en colchoneta Reno con espigones de gaviones 
anclados a esta. 
Según JICA (2007) las rocas deben tener una gradación en tamaños de 10 cm a 20 cm y la 
unidad de gavión debe tener una densidad mínima de 1400 kg/m3. Así mismo, se recomienda 
colocar las rocas de mayor tamaño en la periferia y el resto hacia la parte central para minimizar 
vacíos, obtener un gavión bien gradado y evitar que alguna de estas atraviese la malla (p.11-44). 
En cuanto a la unión entre gaviones, se emplean alambres con calibre BWG del 12 al 15 y 
se recomienda que la unión posea una resistencia menor que la de las mallas (75%) para evitar la 
rotura de estas, teniendo en cuenta que se debe garantizar una estructura monolítica (Suárez Díaz, 
2001). 
Para el diseño de muros, se debe tener en cuenta que funcionan como muros de gravedad 
teniendo en cuenta los criterios de la mecánica de suelos. Se pueden diseñar muros de tipo integral, 
muro inclinado y muro con tierra de relleno. Un factor que es clave tanto en los muros de gaviones 
como en otras estructuras es que se debe cimentar a una profundidad suficiente para proteger el pie 
del muro de la socavación que puede causar la corriente de los ríos. Por lo general, en los muros 
para protección de riberas se recomienda colocar un colchón de cimentación en dirección hacia el 
río (Ver Figura 13) con una longitud que dependa de la socavación calculada. Además, se pueden 
colocar contrafuertes para brindar mayor resistencia y estabilidad (Suárez Díaz, 2001). 
 
30 
 
Colchoneta Reno. Son elementos prismáticos rectangulares elaborados para la 
construcción de revestimientos de canales y orillas de corrientes y para protección de socavación. 
Está conformada por la base y la tapa con malla hexagonal de doble torsión. El interior de los 
módulos es llenado con piedras de diámetros ajustados en función de la dimensión de la malla 
hexagonal y las dimensiones de los huecos de la malla son de 6 x 8 cm. “La red es producida con 
alambres de acero con bajo contenido de carbono, revestido con una aleación de zinc (95%), 
aluminio (5%) y tierras raras (revestimiento Galfan®)” y eldiámetro de los alambres metálicos de 
la red es de 2,2 mm y de los bordes es de 2,7 mm. Cuando están en contacto con el agua, los 
alambres se deben revestir con material plástico para brindar una mayor protección contra la 
corrosión. En cuanto a sus dimensiones, el largo varía de 4 m a 6 m, el ancho es siempre de 2 m y 
el espesor puede variar entre 0,17 m, 0,23 m y 0,30 m (Maccaferri, 2017). 
Estas estructuras son de fácil construcción pues se puede hacer el llenado de rocas dentro 
de las mallas en el lugar donde se realiza el proyecto formando estructuras monolíticas flexibles y 
permeables. 
Figura 14 
Aplicaciones de la colchoneta Reno 
 
Nota. Adaptado Obras de Control de Inundaciones del Río Jiboa (p.1-2) por Maccaferri, 2016. 
31 
 
Enrocados (Riprap). Consiste en la colocación de rocas sueltas unas sobre otras para 
proteger un talud contra la erosión. La capacidad para resistir las fuerzas erosivas del flujo del 
canal depende de la interrelación de factores como la forma, tamaño, peso y durabilidad de la 
piedra; gradación y espesor del enrocado; y alineación de los canales, sección transversal, 
pendiente y distribución de la velocidad. Así mismo, es esencial colocar un filtro detrás del 
revestimiento y diseñar una cimentación adecuada para dar mayor estabilidad a la estructura (U.S. 
Army Corps of Engineers, 1994). 
Características de las piedras. La forma de estas debe ser angular en forma de bloque y no 
alargada, ya que tienen mejor empalme y por ende representan mayor resistencia a la fuerza de 
arrastre de la corriente. El peso unitario varía entre 150 y 175 pcf y todas las piedras deben estar 
contenidas dentro del espesor de la capa de Riprap para proporcionar la máxima resistencia contra 
las fuerzas erosivas. Las fuerzas que resisten el movimiento son el peso sumergido de la piedra y 
cualquier componente de fuerza hacia abajo y lateral causada por el contacto con otras piedras en 
el revestimiento por lo que es importante escoger los pesos y tamaños de rocas adecuadas. De esta 
forma, U.S. Army Corps of Engineers (1994) dispone de una tabla de gradaciones estandarizadas 
“Table 3-1 Gradations for Riprap Placement in the Dry, Low-Turbulence Zones” que tienen un 
rango de tamaños relativamente estrecho con una relación D85/D15 de 1.4 a 2.2 (p.3-3). 
Taludes laterales. La estabilidad de la escollera o enrocado se ve afectada por la pendiente 
de los taludes laterales, por lo que normalmente no deben tener una inclinación superior a 
1V:1.5H. El análisis de estabilidad debe abordar adecuadamente las características de los suelos, 
las aguas subterráneas, las condiciones de los ríos y los posibles mecanismos de falla. 
Diseño de protección del pie del revestimiento. Existe el método A que es cuando la 
excavación se puede hacer en seco y el enrocado se puede extender por debajo de la profundidad 
32 
 
de socavación. El método B es cuando el fondo del canal es material no erosionable y el enrocado 
normal debe introducirse al nivel del lecho del río. El método C se aplica cuando la escollera se 
debe colocar bajo el agua y se espera socavación, el pie se puede colocar en el fondo existente con 
una altura a y un ancho c igual a 1.5T y 5T, respectivamente. Esto compensa las incertidumbres de 
la ubicación bajo el agua. Por último, se tiene el método D, que consiste en una sección lanzada en 
el pie del banco cuando los niveles de agua no permiten la excavación del pie (U.S. Army Corps of 
Engineers, 1994). 
Figura 15 
Esquemas de los métodos de protección del Riprap contra la socavación 
 
Nota. Adaptado de Engineer Manual. Hydraulic Design Of Flood Control Channels (p.116) por 
U.S. Army Corps of Engineers, 1994. 
 
33 
 
Figura 16 
Enrocado en el río Cravo Sur 
 
Nota. Obtenido de Las chivas del llano por Barrera, 2018 (https://laschivasdelllano.com/wp-
content/uploads/2018/05/Cinco-obras-sobre-el-r%C3%ADo-Cravo-Sur2.jpeg) 
Existen otras alternativas para proteger un talud como por ejemplo los muros criba, muros 
en tierra reforzada y en elementos reciclados como llantas y revestimientos en bloques de concreto 
o mampostería. Además, se deben tener en cuenta estructuras enterradas como las tablestacas, 
pilotes y muros con cimentación en caisson y estructuras ancladas como los “Soil Nails” y 
pantallas ancladas. Por último, si las condiciones de la zona lo permiten, se pueden incluir como 
complemento el uso de geotextiles y las técnicas de vegetalización. Sin embargo, al tratarse de 
taludes en riberas, se deben escoger medidas que mitiguen la socavación producida por las 
corrientes. 
Reubicación del canal. Esta es una alternativa o complemento para mitigar el efecto de la 
erosión del río en las carreteras. JICA (2007) establece que se debe considerar la erosión y 
https://laschivasdelllano.com/wp-content/uploads/2018/05/Cinco-obras-sobre-el-r%C3%ADo-Cravo-Sur2.jpeg
https://laschivasdelllano.com/wp-content/uploads/2018/05/Cinco-obras-sobre-el-r%C3%ADo-Cravo-Sur2.jpeg
34 
 
capacidad del canal, registros de desastres ocurridos y la importancia social y económica. También 
es importante considerar los efectos que se pueden generar aguas abajo del río. 
Figura 17 
Ejemplo de reubicación del cauce 
 
Nota. Adaptado de The study on risk management for sediment-related disaster on selected 
national highways in the republic of the philippines. Chapter 8 (p.4) por JICA, 2007. 
Marco Conceptual 
Socavación General 
“Se define como el descenso del fondo de un río cuando se presenta una creciente debido al 
aumento de la capacidad de arrastre del material sólido de la corriente, a consecuencia del aumento 
de la velocidad” (Rodríguez, 2010, p. 237) 
Erosión 
“La erosión es el resultado de la acción de las fuerzas de fricción de gases o fluidos en 
movimiento”. La erosión causada por el agua hace referencia al impacto de las gotas de lluvia y el 
proceso de escorrentía que generan desprendimiento y transporte de partículas hacia la corriente. 
Además, la fuerza tractiva del agua en el río produce erosión lateral y profundización. Por lo 
general, pueden ocurrir varios procesos simultáneamente (Suárez Díaz, 2001). 
35 
 
Avenida Torrencial 
Aumento del caudal en un cauce por el que fluye una mezcla de agua con escombros 
consistentes en suelo, roca y material vegetal que arrasan todo lo que encuentran a su paso, hasta 
llegar a zonas planas donde comienzan a depositar el material. Esto genera desprendimiento de 
material en las laderas. 
Permeabilidad del suelo 
Es la capacidad que tiene el suelo de permitir el paso del agua a través de su estructura interna. 
“Generalmente, los suelos tienen permeabilidades suficientes para disipar las presiones de poros 
en exceso y se comportan en condiciones drenadas” (Suárez D, 2009). 
Fuerza Tractiva 
“Es la fuerza tangencial por unidad de área que se aplica sobre la superficie del canal. Cada 
material tiene una fuerza tractiva máxima a la cual se produce erosión” (Suárez Díaz, 2001) 
Número de Curva 
Es un parámetro hidrológico que permite estimar la capacidad o potencial de una cuenca 
hidrográfica para generar escorrentía y depende de características físicas del territorio como el uso 
y tratamiento de coberturas, tipo hidrológico de suelo y condiciones previas de humedad (Diaz 
Carvajal & Mercado Fernández, 2017). 
Software HEC- RAS 
Este software permite realizar cálculos de flujo constante unidimensional, flujo variable 
unidimensional y bidimensional, cálculos de lecho móvil/transporte de sedimentos y modelado de 
temperatura/calidad del agua (US Army Corps of Engineers, s.f.). 
 
 
36 
 
Software Slide 
Es un programa de análisis de estabilidad de taludes en 2D para evaluar el factor de 
seguridad o la probabilidad de falla. Incluye métodos de equilibrio límite y análisis de filtración de 
agua subterránea por elementos finitos en estado estable o variable (rocscience, 2021) 
Factor de Seguridad deun Talud 
“Es el valor resultante de dividir la resistencia al corte disponible del suelo, a lo largo de 
una superficie crítica de deslizamiento, por la resistencia al corte requerido para mantener el 
equilibrio” (Bishop, 1955, citado por Hernandez González & Najar Guzman, 2018). 
Gestión de Riesgos 
 “Proceso social de planeación, ejecución, seguimiento y evaluación de políticas y acciones 
para el conocimiento del riesgo. . ., evitar que se genere, controlarlo cuando ya existe y para 
prepararse y manejar las situaciones de desastre, así como para la posterior recuperación” (Ley 
1523, 2012) 
Mitigación 
Según la Ley 1523 de 2012 son medidas de intervención para disminuir los daños y 
pérdidas que se puedan presentar a través de reglamentos y proyectos cuyo propósito es reducir las 
condiciones de amenaza y la vulnerabilidad existente. 
 
Antecedentes 
El Consejo de Cuenca del POMCA del Río Humea (2019), desarrolló la formulación del 
POMCA en el que se establece la caracterización de Gestión de Riesgo para la cuenca del río 
Humea a la que pertenece la subcuenca del río Gazaunta. Allí se reporta la identificación de las 
zonas que son susceptibles a diferentes amenazas como los fenómenos de movimientos en masa, 
37 
 
inundaciones, avenidas torrenciales e incendios y se establecen los escenarios tendenciales de 
riesgo para cada amenaza. De acuerdo con la información revisada, la subcuenca del río Gazaunta 
tiene un 96,18% de su área en amenaza alta y media ante movimientos en masa siendo una de las 
unidades hidrográficas más afectadas. Además, la ronda del río presenta niveles altos de amenaza 
por avenidas torrenciales e inundación. De esta forma, la zona de estudio se vió involucrada en 
estas amenazas y es crucial realizar acciones de prevención y mitigación. 
Para la realización del proyecto fue importante tener en cuenta estudios realizados 
previamente relacionados con el tema a tratar en este proyecto para complementar la información 
y ayudar a establecer estrategias para mitigar el proceso de socavación e inestabilidad de taludes. 
De esta forma, en el proyecto “Análisis de flujo de Río Negro en el Km 20+100, vía Pacho 
La Palma para establecer alternativas que mitiguen la socavación mediante la elaboración de un 
modelo hidráulico” se tuvo como objetivo determinar cuál de las estructuras de disipación de 
energía, permitió controlar la socavación en la vía Pacho - La Palma utilizando un modelo 
hidráulico a escala. En este trabajo se propuso realizar ensayos implementando las siguientes 
estructuras: gaviones solos, gaviones y espigos combinados, bolsacretos únicamente y bolsacretos 
y espigos combinados. Comparando los resultados de los ensayos de flujo, a caudal medio y 
máximo, la estructura que, por su comportamiento y construcción, resulta más económica, es el 
muro en gavión, ya sea con espigos para manejo de flujo o no, alejando la línea de flujo principal 
de la orilla del río Negro colindante a la vía municipal (Alvarez et al., 2007) 
Así mismo, en el proyecto “Análisis de la influencia de la variación de la lámina de agua 
sobre un medio poroso utilizando Slide Rocscience en el km 21+900 vía Pacho Talauta” se tuvo 
como finalidad analizar e identificar la influencia del caudal del río Negro en un tramo afectado 
por la socavación y erosión del talud de la vía. Para lograr este objetivo, se realizó la 
38 
 
caracterización de los parámetros del suelo requeridos para la modelación en el software Slide, se 
determinó la lámina de agua utilizando HEC-RAS y se evaluó mediante el factor de seguridad del 
talud si el tramo evaluado es afectado por la variación de la lámina de agua. Se concluyó que la 
variación de la lámina de agua no es el principal problema que genera el deslizamiento en la banca 
de la vía, siendo la fuerza actuante del agua en periodos de precipitación altos un factor adicional 
que incrementa la inestabilidad del talud (Hernandez & Najar, 2018). 
Por otro lado, Aguirre Alonso & Fajardo Ortiz (2020) presentaron su proyecto 
“Susceptibilidad ante socavación de la vía Aguazul Maní por dinámica fluvial del río Unete”. Este 
hace énfasis en determinar la susceptibilidad del suelo a la socavación en puntos críticos de la vía 
Aguazul Maní mediante ensayos de laboratorio, identificación de geoformas y un análisis 
multitemporal. Teniendo en cuenta la ausencia de información de estudios en el río Unete, se 
generó un muestreo en el sitio para caracterizar los suelos presentes en el tramo permitiendo 
identificar su comportamiento físico-mecánico y por tanto tomar decisiones acertadas con respeto 
a obras de mitigación. Se tomaron cuatro puntos críticos concluyendo que el punto crítico 1 es 
altamente susceptible siendo un suelo arcilloso de baja plasticidad. Además, el río presentó una 
importante tendencia de desplazamiento hacía la vía en este punto. 
En el “Estudio de amenaza por fenómenos de remoción en masa derivados de la 
socavación lateral del río Negro y la quebrada Perdices en el municipio de Guayabetal, 
Cundinamarca” se contempla una de las problemáticas que ha sido constante a lo largo de los años 
y actualmente sigue estando latente en la vía Bogotá- Villavicencio. Esta consiste en los 
deslizamientos a causa de condiciones geológicas y geomorfológicas inestables que han afectado 
principalmente al sector de Guayabetal dejándolo en condición de vulnerabilidad ante estas 
amenazas. En este proyecto se definieron los puntos más críticos en el margen izquierdo del río 
39 
 
Negro y el margen derecho de la quebrada Perdices teniendo presente factores como la socavación 
lateral, deslizamientos y flujo de escombros cuya amenaza se da en épocas de invierno. En 2018, 
las fuertes lluvias causaron la inestabilidad del talud del barrio Centro en la quebrada Perdices 
afectando las viviendas allí ubicadas, la solución fue la construcción de un muro de contención. 
Sin embargo, existe riesgo en otros puntos además de la ubicación de un estribo del puente de la 
vía en la mitad de la quebrada que lo hace vulnerable por la fuerza que lleva la corriente. Por tal 
razón se plantearon las siguientes medidas de mitigación: presa con tubos de acero, gaviones, 
muros de contención y una posible modificación del diseño del puente. Por otra parte, el río Negro 
va paralelo a la vía Bogotá-Villavicencio y su situación es más crítica tanto que en 2019 se declaró 
alerta roja debido a las crecientes del río y al deslizamiento ocurrido en el Km 58+000 sobre la 
margen izquierda. Como medida de mitigación se propuso estabilizar el talud con bancos 
(“escalones tallados en el suelo o en la pared de la roca”), modificar el diseño del puente 
perpendicular a la vía Bogotá-Villavicencio y realizar la evacuación de los habitantes en los 
sectores más vulnerables y como solución a largo plazo la concesionaria Coviandina propuso la 
construcción de un viaducto en el Km 58+000 dando a entender que los procesos de remoción en 
masa son permanentes y la solución es alejar la vía del talud. (Ruiz Rey, 2021). 
Por último, un estudio realizado en Perú por Gomez Gonzales (2019) propuso sistemas de 
contención utilizando anclajes y pilotes para estabilizar un talud expuesto a socavación por el río 
Rímac en la vía Panamericana Norte- Lima. La metodología a seguir fue hacer una caracterización 
geotécnica del talud y un análisis de estabilidad sin y con reforzamiento considerando el avance 
gradual de la socavación al pie del talud y en el lecho del río empleado métodos de equilibrio 
límite. Se evaluaron dos estructuras: “Pantalla de pilotes proyectada desde el lecho del río y muros 
anclados (Propuesta I), y Pantalla de pilotes proyectada desde la corona del talud provista de una 
40 
 
fila de anclajes (Propuesta II)”. Además, se tuvo en cuenta el modelo “Hadening Soil with Small 
Strain Stiffness” para simular el comportamiento del suelo pues según la autora, representa unabuena aproximación al comportamiento de la grava típica de Lima. Finalmente, se concluyó que el 
sistema conformado por una pantalla de pilotes provista por una fila de anclajes (propuesta II) es la 
mejor alternativa de estabilización del talud estudiado pues requiere un mantenimiento mínimo y 
es un 38% más económica que la propuesta I. 
Antecedente Local 
Como ya se había mencionado, en el año 2012 hubo gran afectación en la vía que 
comunica los municipios de Medina y Santa María en el sector de la vereda Choapal a la altura del 
K7+400. Se produjo la pérdida de la banca de la vía producto de la socavación lateral causada por 
las crecientes del río Gazaunta, que en su constante acercamiento al talud causó la disminución de 
su estabilidad mecánica hasta provocar su volcamiento. Este evento generó escenarios de riesgo 
para la población aledaña y pérdidas económicas, la zona se declaró en emergencia con riesgo 
inminente que debía ser mitigado lo más pronto posible. 
Figura 18 
Pérdida de la banca de la vía en el año 2012 
 
41 
 
Las medidas adoptadas para mitigar este suceso consistieron en la reconformación de la 
bancada de la carretera con material de relleno y posteriormente, a finales del año 2014 se 
construyó un muro de gaviones con el objetivo de brindar una solución temporal a la problemática 
asociada a la socavación por la acción del río. Según Corpoguavio (2014) constituyen una medida 
correctiva en atención inmediata a un evento de origen natural, razón por la que “carecen de los 
estudios técnicos suficientes y se sustentan en la experiencia de los profesionales”. Los gaviones 
se construyeron en malla de triple torsión galvanizada calibre 12 con dimensiones de 2x1x1 metros 
y el relleno se realizó con piedra rajoneada. Adicionalmente, se colocó un revestimiento de 
concreto de 2500 psi en la parte frontal del muro de gaviones y se empleó concreto ciclopeo para 
la cimentación del muro. Así mismo, se llevó a cabo el direccionamiento del cauce acomodando 
material hacia los lados utilizando la respectiva maquinaria para evitar el desbordamiento y 
permitir que se adelantaran las actividades en la construcción del muro. 
Figura 19 
Muro de gaviones construido en sector afectado 
 
Nota. Imagen satelital adaptada de Google Earth. 
42 
 
Esta estructura contribuyó a la estabilización del talud en la vía protegiéndolo de la fuerza 
de la corriente y permitiendo la proliferación de la vegetación a lo largo de la orilla del río. Sin 
embargo, durante el transcurso del tiempo, al presentarse fuertes crecientes, el rio nuevamente se 
encauzó hacia la margen derecha lo que ocasionó la socavación gradual en la obra hasta provocar 
su colapso y posterior arrastre a través de la corriente. 
 
Caracterización de la Zona de Estudio 
Localización 
El municipio de Medina se localiza en la región del oriente en el departamento de 
Cundinamarca con coordenadas geográficas 4º 35’ 46’’ de latitud y 74º 04’ 39’’ de longitud. Tiene 
una extensión de 1.915 Km2, se encuentra a una Altitud de 576 m.s.n.m y cuenta con una 
población aproximada de 10.974 habitantes en la parte urbana y rural. Se caracteriza por ser uno 
de los municipios con mayor riqueza hídrica en la región oriental pues a través de su territorio 
fluyen trece ríos importantes que drenan al departamento del Meta. En la cordillera oriental de 
Colombia nace el río Gazaunta que fluye desde el norte hacia el costado Este de casco urbano del 
municipio como se observa en la Figura 20 donde además se ubica la zona de estudio para este 
proyecto. 
Climatología 
La temperatura promedio en el municipio de Medina es de 25°C, los veranos se 
caracterizan por ser cortos, cálidos y nublados y los inviernos son calurosos, mojados y 
parcialmente nublados. Durante el transcurso del año, la temperatura generalmente varía de 19 °C 
a 32 °C y rara vez baja a menos de 15 °C o sube a más de 35 °C. Por otra parte, el mes con más 
días lluviosos es mayo con un promedio de 21.4 días con por lo menos 1.0 mm de precipitación y 
43 
 
el mes con menos días lluviosos es enero, con un promedio de 4.8 días con por lo menos 1.0 mm 
de precipitación (Cedar Lake Ventures, 2018). 
Figura 20 
Ubicación de la zona de estudio en el mapa 
 
Nota. Adaptado de Rio Gazaunta, Mapcarta, s.f. (https://mapcarta.com/es/19885138) 
Geología 
La cuenca del río Gazaunta se caracteriza por presentar diversidad en la composición de los 
suelos. Los que abarcan mayor área son el grupo de las calizas arenosas, limolitas, siliceas, 
cuarcitas y areniscas (CDf) que se encuentra en la parte alta de la cordillera, mientras que en la 
cuenca baja predomina el grupo de conglomerados, areniscas, arcillas y limolitas (Tmm) y en 
menor proporción se tiene el grupo de gravas, arenas, arcillas lacustres limosas y conglomerados 
(Qal) al que pertenece la zona de estudio de este proyecto (Alcaldía de Medina, 2007) 
 
Zona de estudio 
https://mapcarta.com/es/19885138
44 
 
Figura 21 
Geología de la zona de estudio 
 
Nota. Adaptado de Esquema de Ordenamiento Territorial del municipio de Medina Cundinamarca 
(p.79) por Alcaldía de Medina, 2007. 
 
Puntos Críticos 
Se realizó el recorrido por la vía en el sector de la vereda Choapal y se escogieron los 
puntos críticos teniendo en cuenta la proximidad del río con la vía, los procesos de socavación por 
dinámica fluvial y la inestabilidad de los taludes. Se seleccionaron dos puntos que representan 
riesgo para la vía cuya ubicación se muestra en la Figura 22, donde se puede observar que en el 
tramo que une a estos puntos es donde el cauce fluye de forma paralela y con mayor cercanía a la 
vía. Cabe resaltar que este proceso se realizó antes de que el río se llevara parte de la banca de la 
carretera, hecho que ocurrió a finales de agosto de 2021. 
 
Zona de estudio 
45 
 
Figura 22 
Puntos críticos de la zona de estudio 
 
Nota. Imagen satelital adaptada de Google Earth 
Debido a la dinámica que presentó el río en este sector durante el desarrollo de este 
proyecto, resulta propicio mostrar un seguimiento de lo ocurrido en cada punto crítico incluyendo 
la descripción de la estructura de contención construida. 
Punto Crítico No 1 
Se encuentra ubicado en las coordenadas 4°34’ 24.22517” N y 73°22’20.00591” W a la 
altura del K8+200 y se caracteriza por ser el punto más afectado en el transcurso del último año. 
Inicialmente, se tiene registro del mes de abril de 2021 donde el lecho fluvial ya había llegado a la 
banca de la vía pero el flujo de agua estaba encauzado hacia la margen izquierda del río. 
 
Dirección de flujo 
46 
 
Figura 23 
Punto crítico No 1- abril de 2021 
 
Luego, en el mes de julio, hubo intervención de maquinaria en el lecho del río para colocar 
relleno de material aluvial a lo largo del talud expuesto de la vía y así proteger la banca de los 
procesos de socavación. Sin embargo, en el mes de agosto las lluvias fueron intensas y persistentes 
causando el aumento de caudal en el río, que debido a su divagación resultó encausado hacia la 
margen derecha. Su energía arrasó con el material de relleno y posteriormente causó la pérdida de 
la banca de la vía. 
Figura 24 
Punto crítico No 1- julio y agosto de 2021 
 
Para mitigar esta problemática, inicialmente se realizó el desvío del cauce por medio de 
maquinaria creando bancos de material aluvial en la margen derecha para evitar que el río fuese en 
Julio, 2021 Agosto 20, 2021 Agosto 28, 2021 
47 
 
dirección a la vía. Luego se llevó a cabo la construcción de la estructura de contención, para la 
cual se utilizó concreto de 3000 psi y consistió en un muro de 90 m de longitud constituido por 
seis módulos cuya cimentación está conformada por caisson de 1.5 m de diámetro y 5 m de 
profundidad. Cada módulo contiene dos caisson y están unidos por vigas sobre las que se apoya el 
muro de 3.3 m de altura formando una estructura monolítica.En cada extremo del muro se 
construyó un ala para evitar que la corriente erosione el material de relleno colocado detrás de este 
para reconformar la vía (Ver Anexo 4). 
Figura 25 
Muro de contención construido 
 
Punto Crítico No. 2 
Se encuentra ubicado en las coordenadas 4°34’7.48105”N y 73°22’0.96800”W a la altura del 
K7+400 y en este punto fue donde se había construido el muro de gaviones. En la Figura 26 se 
observa que el lecho del río se ha profundizado en comparación con la fecha en que aún se 
encontraban los gaviones. Esto se puede justificar en el sentido de que el talud de la vía toma una 
curvatura suave que lo hace más vulnerable a la socavación debido a que en la parte externa de las 
curvas hay aumento en la velocidad de la corriente y la capacidad de arrastre es mayor. Así, la 
profundidad de erosión es mayor, logrando el descenso del lecho y por ende el incremento en la 
altura del talud adyacente a la vía. 
48 
 
Figura 26 
Punto crítico No 2- abril de 2021 
 
En la Figura 27 se muestra que durante la semana del 20 de agosto este sector se 
encontraba en alto riesgo por la afluencia de la totalidad de la corriente hacia la base del talud. Sin 
embargo, días después cuando el río se llevó la banca de la vía, el cauce había tomado dirección 
hacia la margen izquierda aguas abajo del punto No 1, lo que alejó la corriente en el punto No 2. 
Figura 27 
Punto crítico No 2- agosto de 2021 
 
Luego, con la intervención antrópica para encauzar el río, este sector no se ha vuelto a ver 
afectado y en el talud ha ido recuperando la vegetación como se muestra en la Figura 28. Cabe 
Agosto 20, 2021 Agosto 28, 2021 
49 
 
resaltar que este punto no solo es susceptible a la socavación por parte del río sino también a 
erosión por las lluvias y a derrumbes en el talud de la margen derecha de la vía. 
Figura 28 
Punto crítico No 2- noviembre de 2021- abril 2022 
 
 Morfología del Río Gazaunta 
Para comprender mejor las etapas que atraviesa un rio a lo largo de su trayecto se presenta 
la Figura 29, a partir de la cual se puede clasificar el río dentro de una etapa de juventud, ya que la 
pendiente se encuentra en el rango de 2% a 10% y coincide con la descripción establecida por 
(Suárez Díaz, 2001) donde un río joven se caracteriza por tener “pendientes medianas y grandes 
velocidades del agua”, teniendo en cuenta que la pendiente es relativa según las demás etapas. 
Además, en el lecho hay gran presencia de gravas, arenas y cantos que provienen de la zona de 
formación o niñez. Más específicamente, el tramo de estudio se encuentra en una zona de 
transición entre una pendiente alta a una pendiente baja y debido a la velocidad con la que 
desciende el rio, al llegar a una zona con menor declive es muy común que presente divagación, es 
decir, que en una crecida por las fuertes lluvias puede tomar dirección hacia el margen izquierdo y 
en la siguiente crecida puede cambiar hacia el otro costado. Este comportamiento causa el 
ensanchamiento del lecho fluvial como sucede cuando llega a los puntos críticos. 
Noviembre, 2021 Abril, 2022 
50 
 
Figura 29 
Etapas de formación de un río 
 
Nota. Adaptado de Control de erosión en zonas tropicales. (p.87) por Suárez Díaz, 2001. 
Por otra parte, por la fuerza que lleva la corriente se generan procesos de erosión y 
socavación en las laderas lo que conlleva a la pérdida de su estabilidad. Esto sumado a que la zona 
es susceptible a deslizamientos y derrumbes principalmente en la parte alta, donde el material es 
transportado por el río amentando la carga de sedimentos, razón por la que su tonalidad siempre 
tiende a ser más rojiza. 
En cuanto a su forma en planta, al analizar la Figura 22 se puede establecer que el río en el 
tramo de estudio presenta un patrón trenzado donde predominan las barras con un grado de 
trenzamiento mayor a 65% como se muestra en la Figura 30. Adicionalmente, Schumm (1985) 
menciona que numerosas relaciones empíricas demuestran que las dimensiones de un río se deben 
51 
 
en gran medida a la descarga de agua, mientras que la forma y el patrón están relacionados con el 
tipo y la cantidad de carga de sedimentos que transporta. Por lo tanto, en la Figura 31 se muestra 
una clasificación de ríos basada en el patrón y tipo de carga de sedimentos, mostrando los tipos de 
canales, su estabilidad relativa y algunas variables asociadas. 
Figura 30 
Tipos de patrones de canales (De Brice et al 1978) 
 
Nota. Adaptado de Patterns of Alluvial Rivers. (p.8) por Schumm, 1985. 
 
De esta forma, al ser un canal trenzado pertenece al patrón de canal número 5 que se 
caracteriza por tener carga de fondo con tamaños y carga de sedimentos grande. Posee velocidad 
alta y una fuerte potencia en la corriente lo que ocasiona que los sedimentos de los bancos se 
erosionen con facilidad. Así mismo, la relación ancho-profundidad es alta (> 40) y la pendiente del 
canal es relativamente alta. Se forman barras que junto con el “thalweg” se comportan de forma 
inestable. Esta descripción que establece Schumm (1985) se ajusta de forma adecuada a las 
características que posee el río Gazaunta en el sector de estudio, resaltando que estas condiciones 
se presentan durante las crecientes causadas por las olas invernales. 
52 
 
Figura 31 
Clasificación de ríos basado en el patrón en planta y el tipo de carga de sedimentos 
 
Nota. Adaptado de Patterns of Alluvial Rivers. (p.10) por Schumm, 1985. 
 
Estudio Hidrológico 
Delimitación de la Subcuenca de Estudio 
Para llevar a cabo este proceso se utilizó el software ArcGIS y se configuró para trabajar 
con la proyección de coordenadas con un único origen nacional CTM12 que es basada en la 
proyección Transversa de Mercator cuyas parámetros se muestran en la Tabla 2. 
 
53 
 
Tabla 2 
Parámetros de la proyección CTM12 
Parámetro Valor 
Proyección Transverse Mercator 
Elipsoide GRS80 
Latitud de origen 4.0 
Meridiano central -73.0 
Falso este 5,000,000 
Falso Norte 2,000,000 
Factor de escala 0.9992 
Unidades metros 
 
Nota. Adaptado de Proyección Cartográfica Origen Nacional (p.2) por IGAC, 2020. 
Procesamiento en ArcGIS 
Inicialmente, se obtuvo el Modelo de Elevación Digital (DEM) de resolución de 12.5 x 
12.5 del servidor geográfico Earthdata y el shapefile del municipio de Medina para realizar el 
recorte del DEM por medio de la herramienta Extract by Mask. 
Seguidamente se procedió a delimitar la subcuenca utilizando las funciones de la 
herramienta de análisis espacial Hidrology de la siguiente forma: primero, se utilizó la función Fill 
para rellenar las imperfecciones que pudiese presentar la superficie y así poder generar con mayor 
precisión la dirección (función Flow Direction) y la acumulación del flujo (función Flow 
Accumulation). Luego, se creó un shapefile para definir el punto de aforo teniendo en cuenta que 
quedara ubicado sobre una celda del flujo del río y así crear la subcuenca con la función 
Watershed. La capa se generó en formato ráster por lo que se realizó la conversión de la subcuenca 
a un polígono con la función Raster to Polygon. 
 
54 
 
Figura 32 
DEM y delimitación del municipio de Medina 
 
Posteriormente, para establecer la red de drenajes dentro de la subcuenca se realizó lo 
siguiente: se recortó la capa de acumulación de flujo según la subcuenca generada, luego se utilizó 
la herramienta Raster Calculator colocando el comando Log10 (“acumulación de flujo”) que 
permite identificar la red hídrica en una cuenca. Para limitar el número de ramificaciones se 
trabajó con el comando Con (“condicional que se requiera”). Nuevamente se emplearon las 
funciones de Hidrology, en este caso Stream Link para lograr una continuidad de la red y por 
último con Stream Order y Stream to Feature se definió el orden de las corrientes según el método 
de Strahler. En la Figura 33 se muestra la subcuenca y la red hídrica con su