Geomorfología y resistencia a la erosión fluvial de los suelos co

•

SIN SIGLA

Lusbin CABALLERO GONZALEZ

3/2/2024

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Ingeniería Civil

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería
2017
Geomorfología y resistencia a la erosión fluvial de los suelos Geomorfología y resistencia a la erosión fluvial de los suelos
conformantes del cauce del Río Magdalena Neiva Prado conformantes del cauce del Río Magdalena Neiva Prado
Jorge Alberto Suarez Ardila
Universidad de La Salle, Bogotá
Miguel Angel Sandoval Pinillos
Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada
Suarez Ardila, J. A., & Sandoval Pinillos, M. A. (2017). Geomorfología y resistencia a la erosión fluvial de
los suelos conformantes del cauce del Río Magdalena Neiva Prado. Retrieved from
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GEOMORFOLOGÍA Y RESISTENCIA A LA EROSIÓN FLUVIAL DE LOS SUELOS
CONFORMANTES DEL CAUCE DEL RÍO MAGDALENA (NEIVA-PRADO)

JORGE ALBERTO SUAREZ ARDILA
MIGUEL ANGEL SANDOVAL PINILLOS

TRABAJO DE GRADO COMO REQUISITO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL

DIRECTOR
INGENIERO ALEJANDRO FRANCO ROJAS

UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ
2017

Agradecimientos

Agradecemos al Ingeniero Alejandro Franco Rojas por el tiempo dedicado y su incondicional
guía, también a los habitantes, alcaldías y oficinas de planeación de los municipios de
Natagaima, Aipe y Villavieja por su amabilidad y generosidad con la información suministrada,
del mismo modo queremos agradecer a Cormagdalena y al Ingeniero Carlos Quiza por
brindarnos su apoyo.

Dedicatoria

A mi padre, por ser el apoyo a todos mis proyectos y el mejor ejemplo de vida.
Jorge A. Suarez.

A mis padres, por su apoyo incondicional durante toma la carrera
A los ingenieros que acompañaron mi formación, por su dedicación y paciencia.
Miguel A. Sandoval.

Resumen

Se determinó la correlación entre la resistencia relativa de los suelos a la erosión fluvial, la
geomorfología y la dinámica fluvial del cauce del río Magdalena entre la ciudad de Neiva y río
Prado, utilizando sensores remotos como imágenes satelitales obtenidas de Google Earth y
fotografías aéreas suministradas por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) que
abarcan un registro histórico de 10 años (1985-1995), las cuales fueron georeferenciadas y
superpuestas para evidenciar los cambios que ha sufrido el cauce y las geoformas en dicho lapso
de tiempo. Posteriormente se realizó una cartografía en ArcGIS donde por medio de una escala
de colores se clasificaron los suelos de acuerdo a su susceptibilidad a la erosión, finalmente se
realizó una visita de campo a las zonas urbanas que colindan con el río en el tramo de estudio
(Natagaima, Aipe, Villavieja, Neiva y Fortalecillas) para realizar un registro fotográfico de
afectación sobre obras de infraestructura por procesos morfológicos como socavación,
agradación o migración de lecho, llegando a la conclusión de que el proceso que más predomina
es la socavación de fondo y de las bancas justificado en la reducción de carga sólida por
retención de los mismos en el embalse de Betania.

Contenido
Introducción ............................................................................................................................................ 11
Objetivos ................................................................................................................................................. 14
Objetivo general .................................................................................................................................. 14
Objetivos específicos .......................................................................................................................... 14
Marco teórico .......................................................................................................................................... 15
Geomorfología .................................................................................................................................... 15
Dinámica Fluvial ................................................................................................................................. 15
Morfología Fluvial .............................................................................................................................. 16
Socavación .......................................................................................................................................... 17
Erodabilidad ........................................................................................................................................ 18
Equilibrio del fondo del cauce (balanza de Lane) ............................................................................... 20
Estabilidad de cauces .......................................................................................................................... 21
Erosión ................................................................................................................................................ 23
Tipologías de procesos morfológicos ................................................................................................. 23
Geomática ........................................................................................................................................... 26
Fotointerpretación ............................................................................................................................... 27
Marco conceptual .................................................................................................................................... 29
Marco legal ............................................................................................................................................. 32
Antecedentes ........................................................................................................................................... 33
Delimitación ............................................................................................................................................ 37
Descripción del tramo de estudio ........................................................................................................ 37
Poblaciones en área de influencia. ...................................................................................................... 39
Caracterización del tramo de estudio. .....................................................................................................40
Geología. ............................................................................................................................................. 40
Morfología del cauce .......................................................................................................................... 41
Patrones de cauce ................................................................................................................................ 41
Metodología ............................................................................................................................................ 47
Fase 1. Revisiones bibliográficas y antecedentes: .............................................................................. 48
Fase 2. Identificación de unidades geomorfológicas y dinámica fluvial: ........................................... 48
Fase 3. Validación en campo .............................................................................................................. 57
Fase 4. Resultados: .............................................................................................................................. 57

Resultados ............................................................................................................................................... 58
Análisis de la dinámica fluvial y resistividad en el tramo de estudio ................................................. 58
Clasificación de erodabilidad .............................................................................................................. 61
Caracterización por tramos ................................................................................................................. 68
Clasificación por patrones de estabilidad relativa. .............................................................................. 85
Porcentaje de suelos afectados por socavación. .................................................................................. 88
Análisis en campo ............................................................................................................................... 90
Análisis de resultados ............................................................................................................................. 97
Conclusiones y recomendaciones ......................................................................................................... 101
Bibliografía ........................................................................................................................................... 103

LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Resistencia relativa de materiales litológicos a la erosión fluvial. ................................ 19
Tabla 2. Tipos de procesos morfológicos ..................................................................................... 25
Tabla 3. Resumen de cuerpos geológicos encontrados en el área de estudio. .............................. 40
Tabla 4. Características de los ríos según patrones de cauce. ...................................................... 46
Tabla 5. Ficha técnica de las imágenes satelitales consultadas. ................................................... 50
Tabla 6. Ficha técnica de las fotografías aéreas actuales consultadas. (Anexo 2) ........................ 52
Tabla 7. Fotografías aéreas históricas adquiridas en el IGAC. ..................................................... 55
Tabla 8. Resumen de categorización de patrón de colores por vulnerabilidad. ............................ 62
Tabla 9. Planchas de Ingeominas utilizadas para el análisis. ........................................................ 62
Tabla 10. Abscisado de las secciones para el tramo de estudio. ................................................... 68
Tabla 11. Caracterización del tramo río Loro (Neiva) - quebrada Seca. ...................................... 69
Tabla 12. Caracterización del tramo quebrada Seca - río Bache. ................................................. 71
Tabla 13. Caracterización del tramo río Bache - río Villavieja. ................................................... 73
Tabla 14. Caracterización del tramo río Villavieja - río Aipe. ..................................................... 75
Tabla 15. Caracterización del tramo río Aipe - río Pata. .............................................................. 77
Tabla 16. Caracterización del tramo río Pata - río Cabrera. ......................................................... 79
Tabla 17. Caracterización del tramo río Cabrera - quebrada Tiurco. ........................................... 80
Tabla 18. Caracterización del tramo quebrada Tiurco- Natagaima. ............................................. 82
Tabla 19. Caracterización del tramo Natagaima - quebrada Yabi. ............................................... 83
Tabla 20. Caracterización del tramo quebrada Yabi - río Prado................................................... 84
Tabla 21. Estabilidad relativa del tramo río Loro (Neiva) - quebrada Seca. ................................ 86
Tabla 22. Estabilidad relativa del tramo quebrada Seca- río Bache. ............................................ 86
Tabla 23. Estabilidad relativa del tramo río Bache - río Aipe. ..................................................... 86
Tabla 24. Estabilidad relativa del tramo río Aipe - río Cabrera.................................................... 87
Tabla 25. Estabilidad relativa del tramo río Cabrera - quebrada Yabi. ........................................ 87
Tabla 26. Estabilidad relativa del tramo quebrada Yabi - río Prado. ............................................ 88
Tabla 27. Análisis de socavación en las bancas. ........................................................................... 89

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1. Tipos principales de cauce y propiedades de la morfología fluvial.
FIGURA 2. Analogía de la balanza de Lane.
FIGURA 3. Clasificación del cauce según su estabilidad relativa.
FIGURA 4. Geoformas fluviales.
FIGURA 5. Esquema de etapas para el desarrollo de un SIG.
FIGURA 6. Resistencia natural del río Sinú a la erosión fluvial.
FIGURA 7. Distribución porcentual de los puntos críticos del municipio.
FIGURA 8. Tramo de estudio.
FIGURA 9. Abscisado local en el tramo de estudio.
FIGURA 10. Poblaciones aledañas al tramo de estudio.
FIGURA 11. Medición de la sinuosidad.
FIGURA 12. Cambio en la cantidad de canales.
FIGURA 13. Meandros abandonados en el tramo de estudio.
FIGURA 14. Generación de meandros abandonados.
FIGURA 15. Cambios de forma en la vegetación.
FIGURA 16. Cambios de alineamiento.
FIGURA 17. Metodología.
FIGURA 18. Parámetros de resolución de las imágenes satelitales.
FIGURA 19. Imágenes satelitales georeferenciadas. (Anexo 1)
FIGURA 20. Algunas de las aerografías consultadas en el IGAC.
FIGURA 21. Identificación de unidades geomorfológicas.
FIGURA 22. Planos de estudio de “navegabilidad del río Magdalena”.
FIGURA 23. Comparación de imágenes satelitales contra fotografías aéreas.
FIGURA 24. Cambios en el uso del suelo de la cuenca del río Magdalena 1980 - 2000.
FIGURA 25. Producción energética Betania.
FIGURA 26. Layer de polígonos.

FIGURA 27. Exportación de polígonos por nivel de resistencia a la erosión.

FIGURA 28. Asignación de color a los shapefiles.

FIGURA 29. Shapefiles con colores asignados según su nivel de resistencia.

FIGURA 30. Plano de sección terminado.

FIGURA 31. Cartografías de clasificación en ArcGIS.
FIGURA 32. Porcentaje de bancas socavadas por resistencias de los suelos.
FIGURA 33. Estructuras de contención Natagaima.
FIGURA 34. Cambio en el alineamiento del río (Aipe).
FIGURA 35. Canal de estiaje del río Magdalena cerca Aipe.
FIGURA 36. Viviendas en zona de riesgo, estructuras inclinadas yestructuras de contención
Aipe.
FIGURA 37. Cambio en el alineamiento del río (Villavieja).
FIGURA 38. Panorámica sobre los canales de estiaje en Villavieja.
FIGURA 39. Erosión en Villavieja.
FIGURA 40. Estructuras de protección y entrega de acueducto fluvial (Villavieja).
FIGURA 41. Puentes de Neiva. Santander y nombre del otro.
FIGURA 42. Panorámica sobre el río Magdalena en Neiva.
FIGURA 43. Zonas de cultivos en Fortalecillas – Neiva.
FIGURA 44. Erosión en Fortalecillas y cárcamo de bombeo sobre el río Magdalena.
FIGURA 45. Socavación en bancas (Villavieja).
FIGURA 46. Evidencia de erosión en bancas compuestas de suelo de baja resistencia.

LISTA DE ANEXOS
ANEXO 1. Imágenes satelitales extraídas de Google Earth

ANEXO 2. Fotografías aéreas históricas adquiridas del IGAC

ANEXO 3. Plano de AutoCAD con mosaicos del material visual y limitaciones

ANEXO 4. Planos en ArcGIS por secciones de resistencia a la socavación

ANEXO 5. Plano de resistencia a la socavación de los suelos conformantes del cauce del río
magdalena Neiva - Prado.

ANEXO 6. Planos de la Universidad Nacional “Estudio de navegabilidad del río Magdalena
Geomorfología, Sector Puerto Salgar – Betania”

ANEXO 7. Estudio de navegabilidad del rio Magdalena
ANEXO 8. Planos de amenazas de los municipios de Aipe y Natagaima.
ANEXO 9. Registro fotográfico y video realizado por la alcaldía de Aipe

Introducción

La intervención humana sobre la cuenca del río Magdalena ha modificado los suelos que la
conforman durante los últimos 30 años, en donde las principales acciones que afectan el cauce
del río son el cambio de las coberturas vegetales. Zonas donde antes había bosques fueron
taladas para abrirle paso a la agricultura, además de la puesta en marcha de la hidroeléctrica
Betania en año 1981. Estos cambios generan un desequilibrio entre el caudal líquido y sólido del
río, que desencadena procesos de dinámica fluvial, puesto que por un lado en la cuenca aumenta
la producción de sedimentos por erosión mientras que el embalse genera una reducción en la
energía del flujo lo cual provoca una decantación de los sedimentos más gruesos, permitiendo
sólo la salida del agua con menor carga de sedimento, en otras palabras, con alta capacidad de
erosión; una vez el flujo se encuentra aguas abajo del sitio de presa, se irá socavando el material
que compone el fondo del lecho y sus paredes, con cambios simultáneos en la pendiente, ancho
de la sección transversal y alineamiento en planta.
Cualquier cambio sobre el sistema fluvial, sobre todo en lo referente al caudal, altera la
estabilidad y conduce a que el sistema comience acciones tendientes a restablecerlo,
ajustando su pendiente, características y dimensiones mediante la erosión o deposición.
(Ordoñez, 1988, pág. 29)
Por otro lado, la pérdida de vegetación en el área de cuenca genera que el suelo pierda
cohesión lo cual hace más propenso que las capas superiores del suelo se erosionen a mayor
velocidad y las partículas separadas sean transportadas por la escorrentía o viento hacia el lecho
del río. Este nuevo volumen de caudal sólido genera la acumulación en zonas de baja velocidad
provocando como resultado la aparición de barras de sedimentos y la agradación del lecho.

De acuerdo con el estudio global de cuencas fluviales del Instituto Mundial de los
Recursos, la cobertura de bosques en la cuenca del Magdalena era del 90 % antes de los
asentamientos humanos y según datos del Instituto Humboldt, hoy esa cobertura no
supera el 10 %. (Restrepo, 2015)
La erosión y la deposición además de afectar el río también tienen incidencia dentro de las
estructuras hidráulicas y obras de urbanismo, como los son las pilas de puentes, entrega de
colectores, obras de captación y cimentaciones de muelles. Donde la socavación deja expuesta la
cimentación de las estructuras al remover el material que las recubre, permitiendo al flujo
moverse debajo de los puntos de apoyo y posteriormente provocando el volcamiento de las
mismas. Este fenómeno puede dejar a las captaciones obsoletas al socavar el fondo del lecho y
forzar al nivel de la lámina de agua a descender. Así mismo, la deposición de sedimentos cerca al
área de las estructuras puede dejar inutilizadas ciertas obras de captación de caudal, al
colmatarlos de material arrastrado por el flujo e interrumpiendo el ingreso de agua para el cual
fueron diseñadas.
Por los aspectos mencionados anteriormente se realizó el estudio en el tramo Neiva-Prado,
con el fin de identificar el grado de estabilidad del río y la ocurrencia de procesos dinámicos en
el río justo después de la presa de Betania a la altura de Neiva y cómo responde el río para volver
a buscar el equilibrio de caudal sólido y líquido que el flujo ha venido perdiendo desde hace más
de 30 años.
Sabemos que el río se encuentra en constante cambio y es necesario conocer la dinámica que
está siendo adoptada por el flujo de agua; esto es posible por el análisis geomorfológico
multitemporal de la zona, donde los suelos conformantes del cauce se clasifican por su
vulnerabilidad a la socavación; la vulnerabilidad se mide por los cambios geomorfológicos que

hayan ocurrido en un periodo de tiempo, involucrando criterios de intensidad y velocidad de
cambio. Así pues, las zonas que mantienen su morfología constante, son zonas donde los suelos
son menos vulnerables a la socavación o en otras palabras tienen mayor resistividad, mientras
que los suelos que muestran un cambio significativo son suelos más susceptibles a ser
erosionados. Seguidamente se le asigna una calificación a cada suelo conformante del cauce en
grados de susceptibilidad. Esta información será de gran importancia para la prefactibilidad de
proyectos de infraestructura que se deseen ejecutar en la zona, para estructuras ya existentes e
incluso para la adopción de medidas de gestión del riesgo.

Objetivos
Objetivo general
Determinar, a partir de sensores remotos y observación en campo, la correlación entre la resistencia
relativa de los suelos a la erosión fluvial, la geomorfología y la dinámica fluvial del cauce del río
Magdalena (Neiva-Prado).
Objetivos específicos
1. Analizar la dinámica fluvial del río Magdalena entre Neiva y Prado, para evidenciar los
cambios geomorfológicos del cauce por medio de la comparación de imágenes satelitales y
fotografías aéreas históricas.
2. Clasificar los suelos conformantes del cauce del río Magdalena según las características de
litología y geomorfología para determinar su grado de erodabilidad. – tramo: Neiva-Prado.
3. Elaborar un plano en ArcGIS que correlacione la dinámica fluvial y la clasificación de los
suelos elaborada previamente, sirviendo como herramienta para futuros estudios acerca del río
Magdalena.

Marco teórico

Geomorfología
La geomorfología es la ciencia encargada de estudiar las formas que toma la superficie de la
tierra, abarcando propiedades como: tamaño, forma y volumen, enfatizando en el origen
geológico de cada material componente y el comportamiento de las geoformas. El análisis de la
forma del relieve permite entender las variaciones en sus propiedades producto de la interacción
con las condiciones climáticas, topográficas, cursos de agua, escorrentía y la vegetación. Para los
fines de esta investigación, se hace énfasis en la morfología fluvial, la cual se encarga de estudiar
las geoformas ocasionados por la acción del agua además de los procesos dinámicos que lleva a
modificar las características del flujo del cauce con el paso del tiempo.
Además, es encargada de la clasificación del río los cuales son evaluados según: periodo de
actividad, morfología, su edad, estabilidad,grados de libertad, material componente de las bancas
y fondo, transporte de sedimento e incisión del cauce.
Dinámica Fluvial
Como se mencionó anteriormente los ríos son estructuras dinámicas condicionadas por el
transporte de sedimentos, los estudios de dinámica fluvial están soportados por registros
fotográficos, cartográficos y satelitales del cauce del río en un periodo de tiempo de por lo menos
30 años, del mismo modo es importante tener en cuenta que este proceso también depende de la
geología del cauce particularmente con énfasis en la caracterización litológica, estructural y
textural de los materiales del lecho del cauce y sus orillas con el objeto de valorar su resistencia
relativa a proceso erosión. (Vargas, 2012. p. 8).

Morfología Fluvial
La morfología de ríos estudia la estructura y forma de los mismos incluyendo la configuración
del cauce en planta, la geometría de las secciones transversales, la forma del fondo y las
características del perfil (Gracia & Maza, 1997. p. 1-2), aunque está bien reconocido que el
proceso mediante el cual se forman los cauces depende de características como tipo de suelos,
geología, hidráulica, hidrología y capacidad de transporte, la mayoría de las teorías acerca de ríos
se han elaborado con base en canales idealizados, con periodos de análisis cortos y simplificando
variables externas como la vegetación, razón por la cual resulta conveniente analizar los ríos
como un proceso dinámico donde el cuerpo de agua constantemente deposita o arrastra
sedimentos en las orillas o en su lecho.
Es necesario aclarar que varios autores consideran que para facilitar el estudio de los ríos es
importante generar una clasificación de estos por medio de variables como edad, estabilidad,
grados de libertad, tipo de material en su lecho y geometría. Las aplicaciones de la morfología
fluvial se pueden dividir en dos ramas importantes: en primer lugar, desde el punto de vista
ecológico estas variaciones pueden condicionar un ecosistema por lo que es necesario restaurar
la morfología original para evitar degradaciones; en segundo lugar, se busca restringir o
estabilizar el cauce para el emplazamiento de proyectos de ingeniería.

Figura 1. Tipos principales de cauce (izquierda). Propiedades de la morfología fluvial (derecha).

Fuente: Suárez, J (2001). Control de erosión en zonas tropicales.

Socavación
La socavación consiste en la profundización del nivel del fondo del cauce de una corriente
causada por un aumento del caudal, incremento de la pendiente del cauce por alteración del canal
o corte de meandros, remoción de sedimentos del flujo por la construcción de una presa o por
extracción de materiales del fondo del cauce, o por la disminución de la rugosidad del cauce por
obras de regulación del canal. (Suárez, 2001. p.135-141). Se pueden encontrar diferentes tipos de
socavación, como: a largo plazo, por migración lateral de la corriente, general por contracción y
local. (Guevara, 1998. p.5).

Los materiales se socavan en diferentes proporciones: los suelos granulares sueltos se
erosionan rápidamente mientras que los suelos arcillosos son más resistentes a la erosión. Sin
embargo, la socavación final de suelos cohesivos o cementados puede ser tan profunda como la
socavación en suelos arenosos, variando el tiempo en el cual se produce. En los suelos granulares
la profundidad máxima de socavación se alcanza en cuestión de horas, en tanto que en suelos
cohesivos puede tardar varios días, meses en piedras areniscas, años en piedras calizas, y siglos
en rocas tipo granito. En consecuencia, es posible que se requieran varias crecientes para que se
produzca la máxima profundidad de socavación según el tipo de material. (Guevara, p.1).
Existen sistemas para el control de la socavación como lo son: estructuras de protección del
fondo de los canales, recubrimiento del cauce, construcción de cimentaciones más profundas y
fabricación de estructuras flexibles (Suárez, p. 160).
Erodabilidad
Se entiende como la resistencia a la erosión fluvial de los suelos que conforman las cuencas de
los ríos. Generalmente, los materiales depositados recientemente presentan mayor erodabilidad
que los materiales antiguos. Cada formación geológica o manto de roca o suelo presenta
condiciones específicas de erodabilidad, lo cual equivale a una dinámica particular de los ríos o
corrientes al pasar por materiales diferentes. (Suárez, p. 119)
Existen varias aproximaciones para establecer la resistencia de los suelos a la erosión fluvial,
una de estas es el establecimiento y mantenimiento de parcelas de escorrentía bajo condiciones de
lluvia natural, por un período de 3 a 5 años como mínimo, resultando un método costoso y
prolongado en el tiempo. Sin embargo, se dispone de métodos indirectos a partir de modelos
computacionales y métodos empíricos (ecuaciones), además se han utilizado simuladores de
lluvia para evaluar la resistencia relativa del suelo a la erosión. Estas metodologías en conjunto

han permitido establecer diferentes categorías, desde suelos muy resistentes a la erosión (como
aquellos derivados de cenizas volcánicas) hasta suelos altamente susceptibles (como los
derivados de rocas sedimentarias). (Ramírez, 2009. p. 59-60).
Tabla 1. Resistencia relativa de materiales litológicos a la erosión fluvial.
.
Fuente: Vargas, G. (2012) Geología, geomorfología y dinámica fluvial aplicada a hidráulica de ríos.1

1 Es necesario aclarar que la tabla 1 no cumple con la norma APA en cuanto al uso de líneas verticales ni la tipología
de letra, ya que se presenta de forma original.

Equilibrio del fondo del cauce (balanza de Lane)
En 1955 Lane propuso una relación para analizar el equilibrio de un río, en la que involucra
cuatro variables: caudal sólido (qs), caudal líquido unitario (q), pendiente del fondo (i) y
diámetro característico del material del lecho (D50). Lane plantea una ecuación para medir la
condición de equilibrio (1).
qs × D50 = q × i (1)
La alteración de alguna de estas variables ocasionará un desequilibrio en el río provocando
erosión o sedimentación, las cuales pueden profundizar el lecho del río y disminuir su pendiente.
Esta relación está perfectamente representada por la analogía de la Balanza de Lane.

Figura 2. Analogía de la Balanza de Lane.

Fuente. Rocha, F. (1998).

Estabilidad de cauces
La forma de la sección transversal depende de variables como el sitio del canal, de su
geometría en planta y del tipo de canal, por ejemplo, en una curva tiende a ser más profunda en
el lado exterior mientras que en las rectas el canal tiende a ser trapezoidal o rectangular
dependiendo de la condición en las orillas, aunque siempre existe un sitio con mayor
profundidad donde se localiza el thalweg (Suárez, 2001. p. 100-102).
Se puede afirmar que un cauce es estable cuando en el tiempo este no cambia su tamaño, forma o
posición significativamente, sin embargo, los ríos de lecho aluvial son muy dinámicos e
inestables, siendo frecuente los cambios por erosión lateral de las orillas y las variaciones en la
elevación del lecho. Para Tomás Ochoa en su libro “Hidráulica de ríos y procesos morfológicos”
existen 6 pasos a realizar en un análisis de estabilidad geomorfológica del cauce.
1. Definición de las características del cauce: identificar las características del cauce de
acuerdo con los principales factores geomorfológicos.
2. Evaluación de los cambios en el uso del terreno: La presencia o ausencia de capa
vegetal puede tener influencia significativa en la escorrentía y en la respuesta erosiva de
un sistema fluvial.
3. Evaluación de la estabilidad general del cauce: Loscanales rectilíneos son relativamente
estables cuando las velocidades del flujo y las cargas de sedimento son bajas, conforme
estas variables aumentan lo hacen el desarrollo de curvas, formación de barras y un patrón
meandro. El transporte de material en el fondo está relacionado con la potencia de la
corriente y la estabilidad relativa disminuye a medida que está aumenta.

Figura 3. Clasificación del cauce según su estabilidad relativa.
Fuente: Schumm, 1981. Tomado de RODRÍGUEZ Héctor, “Hidráulica fluvial fundamentos y aplicaciones,
socavación”

4. Evaluación de la estabilidad lateral: La evaluación de la estabilidad lateral se puede
realizar a partir de datos históricos de la posición de un tramo en curva en dos o más
tiempos diferentes por medio de fotografías aéreas o mapas, medir la erosión de una
orilla con una fotografía aérea requiere identificar puntos de referencia comunes a ambas,
así como también sitios de potencial cambio a un nuevo alineamiento.
5. Evaluación de la estabilidad vertical: El análisis de la estabilidad vertical de un cauce
se compone de dos fenómenos principales, la socavación y la deposición, para detectar
estos problemas generalmente se necesitan datos históricos de varios años ya que estos
cambios se producen en largos periodos de tiempo y es importante diferenciar los
cambios importantes a los producidos durante una variación de caudal momentáneo,

como es el caso de una creciente súbita.
6. Evaluación de la respuesta del río a los cambios
El análisis y posterior evaluación de las condiciones históricas anteriormente nombradas
además de la aplicación de relaciones geomorfológicas de predicción sencilla pueden
ayudar a entender la respuesta potencial del río respecto a los impactos o cambios que se
quieran proponer.
Erosión
La erosión comprende el desprendimiento, transporte y posterior depósito de materiales de
suelo o roca por la acción de la fuerza de fricción de un fluido en movimiento, generalmente agua
o viento. Las partículas son erosionadas cuando las fuerzas de tracción, levantamiento y abrasión
exceden las fuerzas de gravedad, cohesión y fricción, que tratan de mantener las partículas en su
sitio. En el proceso de erosión ocurre una profundización y ensanchamiento del cauce.
La resistencia a lo largo del contacto de la corriente de agua con el suelo se le llama fricción
hidráulica, la cual forma una zona de turbulencia en la corriente. El espesor y características
dinámicas de esta capa dependen de la rugosidad de la línea del suelo y de la velocidad, dirección
y tipo de flujo. La turbulencia está caracterizada por un flujo irregular en todas las direcciones.
Las fuerzas generadas pueden desprender las partículas de suelo por fenómenos de arrastre,
cavitación, etc. (Suárez, p.13 y 43).
Tipologías de procesos morfológicos
El instituto Hidráulico de Moscú describe que existen 3 grandes grupos de clasificación de
formas típicas obtenidas en el cauce de un río como producto de diferentes procesos
morfológicos, en primer lugar están las microformas cuya distribución es masiva en los cauces
pero de pequeñas dimensiones generalmente su aparición está ligada a el grado de rugosidad del

fondo y diferentes grados de turbulencia por lo que varían rápidamente, en segundo lugar están
las mesoformas como por ejemplo dunas de tamaño considerable que determinan el aspecto del
cauce en gran medida por la acción de velocidades medias y determinados regímenes de
caudales, finalmente están las macroformas que determinan el aspecto externo del cauce y de las
barras están condicionadas por procesos morfológicos, el caudal y condiciones específicas de
cada uno de los ríos se caracterizan por poseer ciclos anuales de deformación. (OCHOA, 2011)
1 2 3
4 5
Figura 4
Figura 4. Geoformas fluviales.1) terraza 2) barras de sedimento 3) lomeríos 4) playón 5) islote.

Fuente: Apuntes de clase Hidráulica Fluvial, docente Franco A.

Tabla 2. Tipos de procesos morfológicos
Fuente: Elaboración propia

Geomática
El concepto de geomática fue definido en el año de 1969 por el topógrafo y fotogrametrista
francés Bernard Dubuisson como “Disciplina que tiene por objeto la administración y
estructuración de los datos a referencia espacial e integra las ciencias y las tecnologías ligadas al
almacenamiento, el tratamiento y la difusión” a su vez el Instituto Canadiense de Geomática lo
define como “Ciencia y tecnología de la captura, análisis, interpretación, distribución y uso de
datos geoespaciales” La geomática comprende un amplio abanico de disciplinas, que incluye la
topografía, los sistemas de posicionamiento global, el mapping, la teledetección y la cartografía.
Es una ingeniería cuya labor es importante en actividades como monitoreo ambiental, manejo de
recurso terrestres y marinos, transacciones de bienes raíces y monitoreo de campos petrolíferos
por medio de sensores remotos tales como satélites, ecosondas, sensores en bases aéreas e
instrumentos de mediciones terrestres es decir integra las mediciones, el análisis, el manejo, el
almacenamiento y el despliegue de descripciones y localización de datos geoespaciales.
(Vásquez, 2009)
Una de las disciplinas más usadas de la geomática en la dinámica fluvial es la teledetección
esta se basa en el registro de la radiación electromagnética utilizando sensores remotos de
diferentes tipos que no están en contacto físico con los objetos que emiten la energía y que son
portados por diferentes vehículos de navegación aérea, unos ubicados en la atmósfera y otros
fuera de la misma. (Ardila, 2013)

Figura. Esquema de etapas para el desarrollo de un proyecto con SIG.

Fuente: Principios Básicos de Cartografía Temática. IGAC.

Fotointerpretación
El término fotointerpretación puede ser definida como una técnica de extracción de
información a imágenes o fotografías de un área de interés. Con el propósito de reconocer y
ubicar elementos o patrones que se encuentren en la representación. El material a examinar, debe
ser fiel al terreno donde se captura la imagen y tener cierta distancia vertical que permita
visualizar la zona de forma escalada. El amplio abanico de usos que tiene esta técnica incluye la
fotointerpretación morfodinámica de un área. Rodríguez (2010, p. 59) propone varias etapas
básicas para el correcto uso de esta herramienta para la obtención de resultados adecuados y
útiles para el análisis de procesos en los cauces:

● Fotointerpretación preliminar: localización espacial de los elementos involucrados en el
estudio. Ejemplo: infraestructura vial y urbana.
● Fotointerpretación preliminar: identificación de geoformas y procesos dinámicos.
● Análisis multitemporal por sectores: identificar la evolución de las geoformas y predicción
de la evolución del sistema fluvial en base al análisis de los procesos dinámicos observados.
El producto deseado con el anterior proceso es la generación de planos donde se localicen
procesos dinámicos, tal como la socavación de las bancas o la deposición en barras y playones de
sedimento; permitiendo clasificar sectores o puntos según los procesos que presente y resaltar
zonas críticas. No obstante, la información obtenida por la fotointerpretación no es infalible, por
lo cual en zonas con procesos dudosos o de mayor importancia deben estar respaldados por
estudios más detallados y/o información más minuciosa.
Como las características a estudiar dependen de la composición de la zona, es necesario tener
presentes ciertos aspectos que deben estar en la fotointerpretación morfodinámica como:
litología, geología, topografía, vegetación, antiguos movimientos en masa, incisión del plano
aluvial, bifurcación del río y cauces abandonados.

Marco conceptual● Abanicos aluviales: Son depósitos de sedimento cuya forma asemeja un segmento de
sección cónica, se presentan normalmente en áreas áridas y montañosas con pendientes
fuertes. (Maza, p. 31).
● Barras: Las barras son depósitos de sedimentos junto a la orilla o dentro del cauce del río
(Suárez, p. 104).
● Delta: Están formados por el depósito de material generalmente fino. Ocurren donde la
velocidad se reduce repentinamente por la entrada de la corriente a un gran cuerpo de agua
como puede ser un lago, un embalse o el mar. (Maza, p. 12).
● Depositación: Es la fase final del proceso erosivo, se define dinámicamente como la
inhabilidad del agua para transportar sedimentos por encima de una cierta capacidad límite.
(Ordóñez, 1983. p.6)
● Erosión: Proceso de denudación de la corteza terrestre está compuesto en general de tres
partes diferentes: la meteorización de la roca, la remoción del material meteorizado y su
transporte hacia lugares distintos al origen. (Ordóñez, p. 5)
● Erosión fluvial: Erosión generada debido a las fuerzas tractivas de la corriente
generando desprendimiento, transporte y deposición de las partículas de suelo o sedimentos
tanto en el fondo como en la ribera de la corriente. (Suárez, p. 78).
● Estabilidad dinámica: Un cauce tiene estabilidad dinámica cuando las variaciones de la
corriente, los materiales de la plantilla y de las orillas y los sedimentos transportados han
formado una pendiente y una sección que no cambian apreciablemente. (Gracia & Maza, p.
2).
● Estabilidad estática: Un cauce tiene estabilidad estática cuando la corriente es capaz de

arrastrar sedimentos, pero no puede mover y arrastrar las partículas o elementos de las orillas
(Gracia & Maza, p. 2).
● Fuerzas de erosión: Fuerza que ejerce el flujo sobre las partículas o sedimentos en el
perímetro del cauce, son básicamente fuerzas de tracción y levantamiento. (Suárez, p. 42).
● Inestabilidad dinámica: Se presenta cuando el desplazamiento lateral de los meandros
es muy intenso y por lo tanto el corte natural es frecuente. (Gracia & Maza, p.2)
● Meteorización: Fenómeno Físico-Químico de desgaste mediante el cual la roca parental
se fractura y separa mecánicamente y/o se descompone químicamente en algunos elementos
primarios. (Ordóñez, p. 4).
● Morfología de ríos: Estudia la estructura y la forma de los ríos, incluyendo la
configuración del cauce en planta, la geometría de la sección transversal, la forma y las
características del perfil. (Gracia & Maza, p. 1)
● Río: Elemento del sistema de drenaje de una cuenca, encargado de evacuar los excesos
de precipitación de la misma, así como los residuos del proceso de intemperización.
(Ordóñez, p.3).
● Sinuosidad: Es la relación entre la longitud total del thalweg en el tramo de corriente y la
longitud en línea recta. (Suárez, p. 104).
● Socavación General: Descenso del fondo de un río cuando se presenta una avenida,
debido a la mayor capacidad que tiene la corriente de transportar partículas en suspensión
que toma del fondo del lecho. (Maza, p. 38).
● Terrazas: Antiguos planos de inundación, los cuales fueron abandonados al profundizar
el valle (Suárez, p. 98).
● Thalwehg: Es la línea central de la corriente en la cual el cauce es más profundo y el

flujo posee una mayor velocidad. (Suárez, p. 104).
● Transición: Se localizan entre las curvas donde el flujo cambia de una margen opuesta y
son de sección casi rectangular en contraste con la forma triangular o trapecial en las curvas
(Maza, p. 22).
● Transporte de sedimentos: Es función de los materiales, la velocidad y la turbulencia de
la corriente del río, el agua interviene en el proceso de dos maneras, primero como simple
mecanismo de transporte y otra más dinámica, como agente removedor de las partículas
depositadas en el lecho y en las bancas. (Ordóñez, p. 6).

Marco legal

DECRETO 2811 DE 1974 Por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales
Renovables y de Protección al Medio Ambiente. En el artículo 8 donde estipula la contaminación
se entiende como cualquier elemento, combinación de elementos, o forma de energía que actual
o potencialmente puede producir alteración ambiental. La contaminación puede ser física,
química, o biológica entre ellos se considera la erosión y en el artículo 314, donde se estipula que
la administración pública debe velar por prevenir la erosión y controlar y disminuir los daños
causados por ella.
DECRETO 1449 DE 1977. En el artículo 7, el cual dicta: En relación con la protección y
conservación de los suelos, los propietarios de predios están obligados a proteger los suelos
mediante técnicas adecuadas de cultivos y manejo de suelos, que eviten la salinización,
compactación, erosión, contaminación o revenimiento y, en general, la pérdida o degradación de
los suelos.
DECRETO 1541 DE 1978. Por medio del artículo 68 se ordena a las concesiones para uso
agrícolas y silvicultural, deberán incluir la obligación del usuario de construir y mantener
sistemas de drenaje y desagüe adecuados para prevenir la erosión de los suelos.
LEY 99 DE 1993. Por la cual se decreta que las corporaciones autónomas regionales deben
incorporar dentro de sus inversiones actividades de análisis, seguimiento, prevención y control
de desastres además de adelantar con las administraciones municipales o distritales programas de
adecuación de áreas urbanas en zonas de alto riesgo, tales como control de erosión, manejo de
cauces y reforestación.

Antecedentes

Juan D. Restrepo en su publicación “Causas naturales y humanas de la erosión en la cuenca
del río Magdalena” logra sintetizar los resultados de múltiples estudios realizados en torno a la
erosión y navegabilidad del río Magdalena, identificando con claridad una serie de responsables
de dicho fenómeno, como por ejemplo la deforestación, la agricultura y las obras de
infraestructura que intervienen directa e indirectamente el cauce, dentro de este documento se
explica detalladamente como investigadores de la Universidad Eafit con el apoyo de la
Universidad de California y Nasa, analizaron las tendencias entre 1970-2002 encontrando una
tasa de erosión (710 ton km2 año) de las más altas del continente (Restrepo, 2015). También
señala que la deforestación es la causa más importante de la erosión pues en los últimos años se
han perdido casi un 43% de árboles que aportan al sostenimiento del cauce para dar paso a la
agricultura y la ganadería; por otro lado el estudio también señala que esta erosión también es
acelerada por el efecto de la lluvia como puede ocurrir durante fenómenos como el de la Niña
pues estos suelos al perder su capa vegetal quedan expuestos y no realizan un proceso de
filtración y canalización de adecuado; por estas razones se pudo determinar que el transporte de
sedimentos medidos en la estación Calamar ubicada en cuenca baja del río Magdalena,
departamento de Bolívar, ha aumentado de manera proporcional a la tasa de deforestación anual.
Como se mencionó anteriormente, la deforestación es uno de los factores que ha contribuido
en la variación de transporte de sedimentos en el río Magdalena, sin embargo, otro factor que ha
contribuido con este fenómeno ha sido la construcción de presas como se demostró en el trabajo
de grado “Evaluación del impacto de los embalses por retención de sedimentos sobre la
morfología del cauce del río Magdalena” de Laura Laverde; en donde se encontró por ejemplo
que hubo una reducción de hasta 71%, adicionalmente en los ríos Miel y Samaná Norte se

observó una reducción del 20.18% y 68.05% respectivamente asociada a la construcción del
embalse La miel y la cadena Nare-Guatepe (Laverde, 2016).
Por lo anterior se ve la necesidad de realizar nuevas investigaciones que aporten a determinar
el nivel de resistencia a la erosiónde los suelos que conforman el cauce del río Magdalena así
como también su influencia en posibles cambios geomorfológicos, para ello se deben
interrelacionar disciplinas como hidrología, hidráulica, geología, económica ambiental e
ingeniería ambiental, detectando áreas críticas para dar mayor factibilidad a futuros proyectos o
intervenciones que se piensen realizar. (Restrepo)
Para generar esta clasificación existen varias metodologías que son expuestas al detalle en el
documento “Geología, geomorfología y dinámica fluvial aplicada a hidráulica de ríos” de
Germán Vargas; para estudios geológicos de zonas fluviales es importante tener conocimiento de
la geomorfología del cauce y sus orillas dado que la composición de los materiales está
generalmente asociada a geoformas (Vargas). De acuerdo con lo anterior el documento presenta
una tabla (tabla 3) donde se relacionan las principales litologías que en función al tipo de
material que la conforman establecen un nivel de resistencia a la erosión.
Un trabajo similar se puede encontrar en el “Informe sobre las amenazas de erosión fluvial e
inundaciones en la cuenca del río Sinú” elaborado por el grupo de gestión del riesgo del
departamento de Córdoba en donde se realizó un monitoreo completo de toda la trayectoria del
río para identificar condiciones actuales de sus riberas como resultado de la alteración de su
dinámica fluvial, tanto por la operación del embalse de Urrá como por actividades antrópicas
(CVS, 2014). La metodología de trabajo de esta investigación se dividió en 9 fases de trabajo.

1. Revisión de puntos críticos identificados en el año 2013
2. Trabajo de campo para la identificación de puntos críticos
3. Recopilación de información
4. Análisis de información
5. Elaboración de mapas
6. Cuantificación de puntos críticos
7. Categorización del estado del punto críticos
8. Análisis de resultados
9. Conclusiones y recomendaciones.
Dando como resultado un mapa de vulnerabilidad a la erosión de los suelos que se muestra en la
Figura 6 así como también lograron determinar cuáles municipios se encontraban en un mayor
riesgo por su proximidad a un mayor porcentaje de puntos críticos.

Figura 5. Resistencia natural del río Sinú a la erosión fluvial.
Fuente: Grupo de gestión del riesgo del departamento de Córdoba.

Con este trabajo se llegó a la conclusión de que los puntos más predominantes en el río Sinú
son los que representan una amenaza media, mientras que los puntos que requieren una atención

inmediata mediante acciones de reducción de riesgo son 23, de los cuales 13 se encuentran en el
municipio de Lorica. (CVS, 2014) También se concluye que los asentamientos han afectado la
dinámica natural del río por medio de actividades antropogénicas como la mala disposición de
residuos sólidos, captaciones de agua ilegales, estructuras para control de erosión realizadas por
los habitantes sin estudios adecuados entre otros.

Figura 6. Distribución porcentual de puntos críticos por municipio.
Fuente: Grupo de gestión de riesgo de departamento de Córdoba.

Por último, concluyen que el porcentaje más alto de los puntos críticos se encuentran sobre la
parte externa de las curvas que presenta el cauce natural, en las curvas se generan fuerzas
centrífugas que producen sobreelevación del nivel del agua que a su vez provoca un mayor
arrastre de partículas del fondo generando una erosión en la parte exterior de la curva y un
depósito en el interior de la misma (CVS, 2014).
Finalmente, otro antecedente importante para el desarrollo de este trabajo y que sirve de
referencia para ver cómo por medio de la Geomática y el empleo de sensores remotos se puede
llegar a conclusiones importantes es la tesis titulada “Geomática en el análisis de la dinámica

fluvial del río Magdalena” del ingeniero forestal Jorge Armando Hernández que demuestra con
el uso de fotografías aéreas históricas como se ha visto afectada la dinámica fluvial del río
Magdalena en relación a de los cambios en la vegetación y tipo de cultivos cerca al cauce.
Delimitación

Descripción del tramo de estudio
El tramo de estudio consiste en la cuenca alta del río Magdalena, entre el área urbana del
municipio de Neiva (Huila) y la confluencia con el río Prado en el departamento del Tolima; el
recorrido del río abarca 76.4 Km en el departamento de Neiva y 72.38 Km en el departamento de
Tolima. Para facilitar la ubicación de puntos claves dentro del flujo del río se toma como punto
de inicio del abscisado local, la sección más cercana a la entrada al municipio de Neiva, por la
vía Neiva - Plata (N 467754.31- E 318911.67), y como punto final la entrega del río Prado al
Magdalena (N 506327.02 - E 420227.89) (figura 9), con una longitud de 148.78 km de tramo en
total. (figura 8)
El tramo del río Magdalena entre la ciudad de Neiva y río Prado se delimitó por 3 razones
principales, en primer lugar la importancia del embalse de Betania en cuanto constituye el primer
gran embalse de la cuenca alta del río Magdalena interrumpiendo su cauce por completo, en
segundo lugar por la influencia significativa de esta estructura en el transporte de sedimentos,
evidenciando una reducción de carga sólida cercana al 70% (Laverde, 2016) y en finalmente, la
existencia de importantes centros poblados como son Neiva, Aipe, Natagaima, Fortalecillas y
Villavieja.

Figura 7.Tramo de estudio

Fuente: Google Earth.

Figura 8. Abscisado local en el tramo de estudio.
Fuente. Elaboración propia.

Poblaciones en área de influencia.

Como parte del trabajo realizado se tuvo en cuenta las poblaciones aledañas al río en el tramo
de estudio para concluir si de alguna manera se han visto afectadas por erosión del cauce. Las
poblaciones que se tuvieron en cuenta fueron; Neiva con una población de 345.086 habitantes,
Fortalecillas corregimiento de la ciudad de Neiva con 5.152 habitantes, Villavieja con 7.314
habitantes, Aipe con 26.219 habitantes y Natagaima con 22.574 habitantes. Como parte del
trabajo realizado se recopiló información sobre las principales actividades económicas de estas
poblaciones y en general de los departamentos del Huila y Tolima cerca del cauce del río
Magdalena.

1 2 3
4 5
Figura 9. Poblaciones aledañas al tramo de estudio. 1) Fortalecillas, 2) Neiva 3) Aipe, 4) Villavieja, 5) Natagaima.

Fuente: Google Earth.

Caracterización del tramo de estudio.
Geología.

Haciendo uso de las cartografías geológicas disponibles en el geo portal de Ingeominas se
clasifican las formaciones geológicas que conforman el cauce en el tramo de estudio en el río
Magdalena. A continuación, se presenta una tabla resumen (tabla 3) de las formaciones
geológicas encontradas en el tramo de estudio.
Tabla 3. Resumen de cuerpos geológicos encontrados en el área de estudio.

Fuente: elaboración propia.

Morfología del cauce
Por las formaciones geológicas de la zona se puede clasificar como un río con cauce aluvial
ya que las paredes y el fondo de su canal se componen de material transportado por el mismo
flujo, lo que permite que el río tenga la libertad para alterar sus dimensiones, pendiente, patrón y
forma en respuesta a los cambios que se produzcan sobre él (Rodríguez. H, 2010, p. 71).
Mantiene un cambio constante entre ser un río trenzado y uno sinuoso, muestra frecuentemente
varios canales, con tramos donde las secciones meandricas mantiene un solo canal y otras donde
por el contrario se da lugar a un canal trenzado con presencia de islotes de gran tamaño.
Patrones de cauce

Los patrones de evaluación se toman con base en la opinión del ingeniero Héctor Alfonso
Rodríguez Díaz, los cuales son expuestos en su libro “Hidráulica fluvial fundamentosy
aplicaciones socavación”, estos son: sinuosidad, alineamiento del canal y cantidad, ancho del río,
presencia de barras de sedimento, presencia de madre viejas, forma de las volutas y morfología
de la vegetación en el cauce.
Se realizó la respectiva medición del eje del cauce y el valle en el que se encuentra. Donde el
eje en el tramo de estudio tiene una longitud (Lt) de 148.78 Km y el valle (Lv), una medida de
108.74 Km; al realizar la relación de longitudes (Lt/Lv) se encontró con la sinuosidad (S) de 1.37
(figura 11), con este valor se puede clasificar el río Magdalena en el tramo de estudio con una
sinuosidad media.

Figura 10. Medición de sinuosidad.
Fuente: Google Earth.
A lo largo del área de estudio se puede notar el cambio de ancho de la sección transversal, el
tramo muestra una continuidad de islas y barras aisladas además de barras en punta y playones
en la banca interior de los algunos meandros. Algunas secciones el caudal del río generan canales
múltiples en donde la corriente es dividida por islas las cuales se encuentran rodeadas por barras
múltiples de sedimentos, ejemplos claros de este tipo de deltas se pueden ver al inicio del tramo
en Neiva y en la entrega del río Prado al río Magdalena. En todas las divisiones de canal
presentes en el área de estudio se ve como el río vuelve a su estado de canal simple aguas abajo.

Figura12. Cambio en la cantidad de canales.
Fuente. Google Earth.
La cantidad de meandros abandonados que se encuentran en el tramo son muy pocos, unos de
los más notables tienen forma de herradura y se encuentra justo al frente de la ciudad de Neiva
en la abscisa Km 2.34 y en la banca derecha en el Km 148.

Figura 13. Meandros Abandonados en el tramo de estudio.
Fuente: Google Earth.

Se encontró la presencia de un par de canales que fueron abandonados por el flujo de agua en
la abscisa Km 42.09, donde es notoria la presencia de nueva vegetación dentro del canal aguas
abajo, mientras que la presencia de sedimento se hace más notable donde antes se conectaban
con el canal principal.

Figura 14. Generación de meandros abandonados.
Fuente: Google Earth.
Mientras que la vegetación presente en las bancas del río varía durante todo el trayecto del
caudal, desde cinturones angostos y densos (sobre todo sobre las antiguas orillas del río),
presencia densa en islas y playones, y vegetación densa solo al interior de los meandros.
Obviamente, la vegetación de la zona ha sido alterada por los lotes colindantes al cauce del río al
talar la vegetación nativa para dar paso a cultivos y ganadería.

Figura 15. Cambios de forma en la vegetación
Fuente: Google Earth.

Además, se pudo observar que el cauce varía de alineamiento en tramos muy cortos, como se
puede evidenciar en la Figura 16 donde el flujo inicia trenzado, cambia a sinuoso y termina con
un alineamiento sinuoso con barras.

Figura 16. Cambios de alineamiento
Fuente: Google Earth.

Por último, se observó que las volutas (marcas que deja la migración lateral en las bancas) en los
meandros del río se encuentran en zonas donde el flujo ha cedido terreno a las orillas, pero la
mayoría son no desarrolladas e irregulares ya que se encuentran en secciones trenzadas al interior
de los meandros, donde la presencia de barras e islas se hacen más evidentes. Según las
características anteriormente enunciadas se puede clasificar como un río trenzado tipo T4
(Culbertson y otros, 1967).

Tabla 4. Características de los ríos según patrones de cauce.

Fuente: Cuberston y otros 1967. Tomado de RODRÍGUEZ Héctor “Hidráulica fluvial fundamentos y
aplicaciones, socavación”

Metodología
El trabajo se llevó a cabo en 5 fases principales que aparecen descritas al detalle en el
siguiente gráfico

Figura 17. Metodología.
Fuente: Elaboración propia.

Fase 1. Revisiones bibliográficas y antecedentes:
Se realizó la revisión de diferente material bibliográfico, en primer lugar se investigó acerca
de las principales fuentes de erosión del cauce del río en el tramo de estudio, se identificaron
diversos cambios en el uso del suelo para agricultura, así como también aumentos en la
escorrentía y la construcción de la presa de Betania, en segundo lugar se consultó el grado de
erodabilidad que puede presentar un tipo de suelo determinado en función de su composición
litológica y la geomorfología que represente, finalmente se profundizó sobre los principales
conceptos de la hidráulica fluvial.
Fase 2. Identificación de unidades geomorfológicas y dinámica fluvial:
● Se realizó la búsqueda de material que permite identificar la geomorfología del tramo de
estudio, como fotografías aéreas, imágenes satelitales (anexo 1) y planos de estudio de
navegabilidad elaborados por la Universidad Nacional, titulados “Estudio de
navegabilidad del río Magdalena Geomorfología, Sector Puerto Salgar - Betania”.
Haciendo énfasis en la fecha donde el material fue tomado, dando una margen de 30 años
donde permite evidenciar cómo se han modificado las geoformas en el cauce desde antes
de la tala de bosques en la cuenca y la construcción de la hidroeléctrica Betania hasta
imágenes actuales.
● En primer lugar, se realizó la búsqueda de las imágenes satelitales del software gratuito
Google Earth ®, en donde es necesario que las imágenes permitan la visualización con
mayor claridad posible del tramo de estudio, para eso se precisa hacer uso de las
imágenes con una resolución máxima (4800 x 2835 pixeles).

Figura 18. Parámetros de resolución de las imágenes satelitales
Fuente: Google Earth ®

● Se utiliza una altura de vuelo para la captura de las imágenes de aproximadamente 10.8
km. Cada imagen comprende aproximadamente 11.4 km de manera longitudinal y 23.8
km transversal al flujo del río.
Las imágenes seleccionadas se encuentran centradas en la cuenca del río y permiten
observar con el mayor detalle sus orillas y geoformas dentro del cauce. Además. de
permitir una vista clara a los alrededores del cauce a puntos de interés como los afluentes,
poblados e infraestructura vial, lotes colindantes, etc.
Las imágenes no necesitaron de ninguna modificación ya que el producto del Google
Earth ® es un mosaico que cubre toda la superficie mundial, en donde alinea las
imágenes y elimina las deformaciones angulares que se presentan en las serie de
fotografías aéreas, por otro lado algunas imágenes tomadas para este estudio, muestran la
unión de dos o más series de fotos en una misma zona, donde la diferencia de colores o
de definición de las imágenes son la evidencia de una frontera entre las series de fotos.

Tabla 5. Ficha técnica de las imágenes satelitales consultadas.

Fuente: Elaboración propia.
● Para cubrir completamente el área de estudio se requirieron 22 imágenes, las cuales
fueron superpuestas generando un mosaico, el cual fue georeferenciado para su posterior
delimitación del tramo de estudio. Para este procedimiento se hizo uso del software
AutoCAD ®, dado que ArcGIS ® no soportaba el peso de las imágenes.

Figura 19. Imágenes satelitales georeferenciadas.
Fuente: Elaboración propia.

● Debido a que las imágenes satelitales de Google Earth del tramo de estudio entre el río
Cabrera y Natagaima no contaban con adecuada definición (imágenes que se desconoce
su año de toma), fue consultado el banco de imágenes disponible en internet del Instituto
Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) donde se hallaron algunas que comprendían dicho
tramo.

Tabla 6. Ficha técnica de las fotografías aéreas actuales consultadas. (Anexo 2)Fuente: Elaboración propia.

Figura 20. Algunas de las aerografías consultadas en el IGAC.
Fuente: Banco nacional de imágenes (IGAC).

● Se procede a alinear las últimas fotos aéreas al mosaico de las imágenes satelitales.

IDENTIFICACIÓN DE UNIDADES GEOMORFOLÓGICAS
● Una vez se tuvo cobertura total del área de estudio con imágenes de alta resolución, se
dio comienzo a la delimitación del cauce, para este proceso se utiliza la herramienta de
polilínea y se dibuja los límites siguiendo las formas de las bancas a lo largo del tramo de
estudio. De forma similar se delimitan las barras de sedimentos, playones e islotes que se
encuentran dentro del flujo del cauce y los canales de estiaje.

Convenciones

Figura 21. Identificaciones de unidades geomorfológicas
Fuente: Elaboración propia

● Para la identificación de las geoformas componentes de las bancas se hace por medio de
la comparación de la vegetación presente en las zonas colindantes al río, dado a que la
tonalidad de las manchas de vegetación permite saber si el flujo de agua es constante
sobre el área; al ser más oscuro el tono de verde de las hojas, la humedad del suelo es
mayor. De esta forma se identifican las vegas de inundación. De manera similar se
identifican terrazas, donde se nota una zona más o menos planas separadas del flujo del
río por bordes escarpados o cinturones de vegetación.
● La anterior identificación de geoformas se compara con los planos de navegabilidad de la
Universidad Nacional; en donde se verificó que la información extraída de las imágenes
satelitales coincidió o debió ser corregida. En las zonas donde la clasificación fue dudosa,
se utilizó la información de los planos de navegabilidad.

Figura 22...Planos de estudio de “Navegabilidad del río Magdalena”
Fuente: Extraído de “Estudio de navegabilidad del río Magdalena sector Puerto Salgar - Betania” Universidad
Nacional de Colombia (Anexo 6)

DINÁMICA FLUVIAL
● Para identificar puntos donde el río presenta cambios fue necesario adquirir material
histórico del tramo de estudio. Para eso se consultaron fotografías aéreas (Anexo 2)
disponibles en el IGAC
Tabla 7. Fotografías aéreas históricas adquiridas en el IGAC.

Fuente: Elaboración propia.
● Fueron seleccionadas 23 fotografías aéreas en total y se eligieron según la escala, la
cantidad de terreno de estudio que representa y el año de toma (1980-1990). Dado a que
algunas líneas de vuelo no cumplían con los anteriores parámetros, se optó por hacer uso
de líneas más recientes que si las cumplieran. Es necesario aclarar que en ciertas fotos
que cubren el tramo final, no cumplen con el parámetro de año de toma (tabla 5). A pesar
de todo, estas permiten identificar cambios en la alineación y morfología del río al igual
que el material más antiguo.
● Las fotografías fueron adquiridas de forma digital en formato TIFF. Con una resolución
de 15745 x 15847 pixeles cada una.
● Posteriormente estas fotografías fueron superpuestas al conjunto de imágenes satelitales

seleccionadas anteriormente, para evidenciar de mejor manera las variaciones del cauce y
los cambios de las unidades geomorfológicas,

Figuras 23. Superposición y comparación de imágenes satelitales contra fotografías aéreas.
Fuente: Elaboración propia.

● Se realizaron las comparaciones de los cauces actuales y de hace 30 años, encontrando
puntos con cambios notables en la geomorfología, esto se evidencio en la aparición o
desaparición de barras de sedimentos y canales de estiaje, el cambio en la posición de las
orillas del lecho y el cambio de las formas de los islotes, barras de sedimento y playones.
● Al realizar el análisis multitemporal de los puntos anteriormente localizados, fue posible
reconocer el tipo de cambio que presenta la dinámica del cauce en cada uno de ellos, de
esta manera se pudo llegar a concluir la tendencia que presenta actualmente el flujo y
sobre todo como se ven afectadas las estructuras hidráulicas, poblaciones y suelos
conformantes del cauce (10. Resultados).

Fase 3. Validación en campo
A partir de la identificación previa de zonas con procesos activos de dinámica fluvial se
realizó la priorización de zonas con baja resistencia a la socavación fluvial, las cuales se visitaron
para verificar las unidades geomorfológicas y el tipo de suelo. Entre los sectores priorizados se
consideró las estructuras fluviales (puentes, obras de protección de orillas, jarillones) y centros
poblados (Neiva, Fortalecillas, Villavieja Aipe y Natagaima).
Fase 4. Resultados:
Los diferentes tipos de suelos y sus grados de vulnerabilidad encontrados por la
identificación, se organizaron de la siguiente forma.
1. Tablas donde se muestre la abscisa, grado a la vulnerabilidad a la erosión y tipo de suelo.
2. Generación de cartografía por medio del software ArcGIS®, este permite organizar la
información de forma gráfica, asignado a cada geoforma una escala de colores según el
grado de erodabilidad del suelo.
3. Correlación entre presencia de procesos erosivos (alteración en planta de las geoformas)
y la resistencia relativa de los suelos a la erosión, con el propósito de verificar si
efectivamente la mayor dinámica tiene lugar en las geoformas con menor resistencia.
De esta forma la información arrojada será más práctica y de mejor comprensión.

Resultados
Análisis de la dinámica fluvial y resistividad en el tramo de estudio
La cuenca del río Magdalena es el resultado de una gran variedad de eventos geológicos y
geomorfológicos; como por ejemplo fallas, sedimentación y erosión, hoy en día se puede
clasificar como una formación reciente, ya que el levantamiento de la cordillera central se
originó hace 60 millones de años, en cuanto a su formación geológica fue el producto de varios
sucesos ubicados entre la era Precámbrica y el periodo terciario de la era Cenozoica que
formaron rocas y que en el periodo cuaternario formaron depósitos inconsolidados
principalmente en los departamentos de Huila y Tolima con intercalaciones de material
volcánico expulsado. Por otra parte los suelos que conforman esta cuenca son el resultado de
procesos en los que interactúan rocas meteorizadas, el agua y diversos factores climáticos como
el calor y la humedad, estos procesos son relativamente recientes como se mencionó
anteriormente, esto sumado la intensa actividad tectónica produce inestabilidad en el terreno y
grandes movimientos de masa como el ocurrido en 1996 cuando una avalancha en el río Páez
arrastró una cantidad de material importante hasta el embalse de Betania afectando varios
municipios del departamento de Huila. (IDEAM, 2002)
Los suelos de la cuenca alta del río Magdalena se pueden caracterizar como una terraza fértil
con distintos niveles de desarrollo asociados en gran medida a los cambios climáticos que desde
la era cuaternaria han influenciado el régimen de los ríos, es decir, que la alteración de períodos
de erosión y sedimentación causó la formación de estas terrazas, por lo que no son terrazas de
tipo acumulación, sino que son de tipo erosión. Más hacia aguas abajo, en inmediaciones del
municipio de Aipe, el espesor de los sedimentos de estas terrazas ha aumentado de manera
considerable debido a condiciones especiales como la gran cantidad de lluvia en épocas

invernales y la alta evaporación en temporadas secas. (Van Der Hammen, 1959)
Los departamentos del Tolima y Huila son de alta vocación forestal cerca de su 55% de
extensión es apta para dicho propósito, las áreas más potenciales se ubican principalmente en la
zona de montaña de las vertientes medias donde existen suelos originados a partir de ceniza
volcánica, son suelos profundos bien drenados(CONIF, 1998), A pesar de tener dicha vocación
según datos del IGAC para 2014, el 54% del departamento presenta algún tipo de conflicto con
el uso del suelo debido principalmente a la deforestación, la ganadería y el uso excesivo de
suelos de ladera. (IGAC, 2014).

Figura 24. Cambios en uso del suelo en la cuenca del río Magdalena 1980-2000
Fuente: RESTREPO Juan. “Causas naturales y humanas de la erosión en la cuenca del río Magdalena”

En la cuenca del río Magdalena, así como en otros sistemas hidrográficos a nivel mundial, las
consecuencias de la erosión de los suelos incluyen efectos directos como la generación de
sedimentos, la reducción de la capacidad productiva del suelo, los deslizamientos y las
inundaciones. (Restrepo, 2015). Aunque el Estado conoce esta problemática poco o nada se ha
planteado a lo largo de los últimos años para darle una solución de fondo, ya que no se dispone

de muchos estudios sobre la erosión a nivel nacional, públicamente se han conocido en los
últimos 25 años solo 3 mapas nacionales de erosión elaborados por el IDEAM e IGAC en 1998 y
2000.
Por otro lado, es importante tener en cuenta que la dinámica fluvial del río Magdalena se ha
visto condicionada por la construcción de proyectos hidroeléctricos, como la presa de Betania,
que funcionan como un desarenador, reteniendo un gran porcentaje del caudal sólido que
transporta el río, por ejemplo en el tramo de estudio se pudo evidenciar que el ancho de
divagación ha presentado una disminución de hasta el 62%, así como también un aumento
significativo en el área de sedimentos lo cual se ve reflejado en el incremento de islas de
sedimentos que generan la obstaculización de cauces secundarios. (Laverde, 2016). De acuerdo
con lo anterior el impacto que ha generado este embalse es alto en relación al beneficio que
genera la central, pues como se ve en la figura 25, el coeficiente de producción (MW/m3/s) de
Betania es bajo debido a que el volumen del embalse es desproporcional a la energía que aporta a
la red eléctrica nacional.

Figura 25. Producción energética Betania.
Fuente: Unidad de planeación minero energética.

Clasificación de erodabilidad
En esta etapa se utilizó la tabla publicada en el documento Geología, Geomorfología y
Dinámica Fluvial Aplicada a Hidráulica de Ríos (Vargas, G.) en combinación con los planos de
la Universidad Nacional de Colombia. En donde se identifican las geoformas presentes en el
sector, de igual manera se hizo uso de las planchas suministradas por Ingeominas donde se
muestra los tipos de suelos y su origen. Con esta información se pudo comprobar que el suelo
cuaternario y de origen fluvial es el de mayor presencia alrededor del cauce. Con la información
anterior, se pudo dar un valor a la vulnerabilidad a la erosión a cada geoforma presentada en el
tramo de estudio. Se plantea un código de colores donde muestra el grado de vulnerabilidad de
cada geoforma, asignando color rojo a las geoformas más vulnerables y verde a las más

resistentes. A continuación, se presenta la tabla 8 resumiendo la geoforma, su vulnerabilidad y
su código de color correspondiente.
Tabla 8. Resumen de categorización de patrón de colores por vulnerabilidad.

Fuente: elaboración propia.

Tabla 9. Planchas de Ingeominas utilizadas para el análisis.

Fuente: elaboración propia.

Con el anterior código de colores se realiza un conjunto de planos en el software ArcGIS ® en
donde se muestra la clasificación de los suelos conformantes del cauce del área de estudio. Se
utilizaron como base los planos de la Universidad Nacional y a cada una de las geoformas
mostradas en estos se le otorga el color respectivo a su vulnerabilidad.

● Inicialmente se exportan los archivos de AutoCAD® a ArcGIS® de tal forma que los
layers de los planos mantengan su formato original y al igual que sus parámetros, como
por ejemplo, las áreas de los polígonos.
● Para iniciar con la generación de la cartografía, inicialmente solo se usa el layer de
polígonos (polygon.draw), de esta forma las limitaciones de las geoformas serán la única
información visible.

Figura 26. Layer de polígonos
Fuente: Elaboración propia

● Se seleccionaron las geoformas con el mismo nivel de vulnerabilidad a la socavación en
el layer de polígono, y se exportan como archivos Shapefile.

Figura 27. Exportación de polígonos por nivel de resistencia a la erosión
Fuente: Elaboración propia

● Según el patrón de colores mostrado anteriormente (tabla 8), fue asignado el respectivo
color a cada una de los shapefile.

Figura 28. Asignación de color a los shapefiles
Fuente: Elaboración propia

● Cada uno de los niveles de vulnerabilidad termina con un respectivo archivo shapefile y
su color correspondiente.

Figura 29. Shapefiles con colores asignados según su nivel de resistencia
Fuente: Elaboración propia

● Luego, los archivos de polyline, text y point son colocados sobre los shapefiles, de esta
manera generar un plano con divisiones por coordenadas, localización de municipios,
alineamiento de las vías, entre otros. De esta forma, los planos podrán ser interpretados
de forma más rápida y sencilla.

Figura 30. Plano de sección terminado
Fuente: Elaboración propia

Figura 31. Cartografía de clasificación en ArcGIS®.
Fuente: Elaboración propia

Caracterización por tramos
A continuación, se presenta la comparación del material multitemporal con el plano generado
en el software ArcGIS® sobre la vulnerabilidad de los suelos conformantes del cauce ante el
flujo del río Magdalena. Para que los análisis multitemporales sean más específicos es necesario
dividir el tramo de estudio en secciones, en donde las entregas de ríos y quebradas afluentes son
usadas como frontera entre cada sección. Las tablas se elaboran en énfasis a lugares puntuales
donde el cambio morfológico es evidente, de esta manera se puede evidenciar la alteración de
comportamiento que el río está presentando sin necesidad de prolongarse a toda la longitud del
área de estudio. Acompañando las imágenes se presenta un breve resumen de los movimientos y
cambios que ha tomado el río en cada uno de los puntos de análisis finalizando con el fenómeno
del ciclo sedimentario que predomina.
Tabla 10. Abscisado de las secciones para el tramo de estudio.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 11. Caracterización del tramo río Loro (Neiva) - quebrada Seca.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 12. Caracterización del tramo quebrada Seca - río Bache.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 13. Caracterización del tramo río Bache - río Villavieja.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 14. Caracterización del tramo río Villavieja - río Aipe.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 15. Caracterización del tramo río Aipe - río Pata.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 16. Caracterización del tramo río Pata - río Cabrera.