LECCIONES DE HIDROITUANGO

LECCIONES DE HIDROITUANGO

Introducción. Sin ser ni pretender ser hidrólogo, ni geólogo ni ingeniero civil y menos hidroituangolo, nos permitimos emitir apreciaciones personales que faciliten entender las causas de la emergencia. Estas ideas se comenzaron a escribir en la siguiente semana de cuando se presentó la emergencia en el proyecto Hidroituango. Ahora complementadas con lo que en este último año se ha observado sobre el problema.

La mayoría basadas en eventos históricos, noticias, comentarios, observaciones personales directas en el río sobre sus laderas y otras por medio de los sobrevuelos de casi todo el cauce del río (unos mil kls.) que hemos efectuado durante varios años.

Guásimo. El deslizamiento de Guásimo y otros más, demuestran la inestabilidad de las laderas del cañón del Cauca, que es una de las principales causas del riesgo en Hidroituango. El último aconteció en mayo de 2018. En febrero de 2017 el profesor Luis Alberto Arias también advirtió del peligro de la falta de estabilidad, entre otros factores, como el económico, el financiero y los de ingeniería. En Colombia donde hemos dado más importancia a los primero que al último. Incluidos la falta de estudio de la contaminación y sismicidad, iniciado por ISA, cuando manejo el proyecto.

El profesor también advirtió 10 meses antes de la reactivación volcánica del nevado del Ruiz y que por ello debería tomares medidas de mitigación del daño y del peligro corridos. Eso lo sabía porque la red de microsismógrafos se lo estaba indicando. Pero no fue  escuchado. Eso también lo sabía, no solo los de Integral sino Jairo Jiménez de ISA. En ISA le pidieron que hiciera un estudio completo del fenómeno. Por medio del ministro de minas lo supo la Presidencia de la Nación quien intervino y se los asignó a INGEOMINAS. Ella no lo hizo y aconteció la prevista hecatombe durante el gobierno de Belisario Betancur. El ministro de minas y energía, Iván Duque Escobar, le dijo a BB que Ingeominas había dicho que no había ningún riesgo y de esa forma le hizo meter las patas a Duque y con ello al Presidente. No tomaron las prevenciones.

AVALANCHA DE ARMERO

Hace unos pocos años advirtió de la factible reactivación de deslizamientos en la cuenca del río Cauca. Similar al del Guásimo y problemas de erosión del suroeste antioqueño, que podrían acontecer con motivo de proyecto Hidroituango. Además de la característica inestable de las montañas en ese sector por la composición de los terrenos. No con la intenciones de ponerse al proyecto sino para que diseñar y operar con las debidas precauciones. Tanto durante le ejecución como para asegurar su posterior confiabilidad. Ya  sea por la saturación del macizo con el represamiento de aguas, debido a la naturaleza del terreno y los limos deslizantes hacia el río cauca. Y su composición de rocas antiguas muy fracturadas que no dan estabilidad a las altas pendientes a ambos lados del río. Y menos con los trabajos de socavación.

Lo que vimos. Los videos de la desviación del río por medio de un talud de tierra provisional para que ingresara a los dos primero túneles de derivación, de los cuatro disponibles, muestran un gran cambio de dirección. De un alto volumen de agua, llena de sedimentos pesados y con material en suspensión a alta velocidad. Circunstancias que demandaba un cambio de dirección progresivo desde mucho antes de llegar a las bocas. 

Eso hizo que el agua cortara el talud de desviación y su material se sumase al que ya trae el río en época de invierno provocando no solo alta erosión en los túneles sino vibraciones, turbulencias abrasivas y reducción de flujo que terminó causando el colapso con taponamiento total.

Las observaciones. Sobrevolando los embalses de las represas de Salvajina desde los años 70 y, luego, la de Betania en los 80, hemos podido observar cómo estas hacen un efecto decantador de los sedimentos transportados desde el nacimiento del río hasta la represa.

Y como el frente de esa sedimentación ha ido avanzando con los años. Siendo evidente que a pesar del corto recorrido de los rios, la sedimentación es de proporciones gigantescas debido a la contaminación tan alta del agua con lodos producto de la altísima erosión. Los que también han aumentado mucho con los años por el poblamiento y la deforestación de las cuencas.

Por ello es que ambos ríos han sido siempre de aguas pantanosas. Hasta el punto que en los primeros tiempos ese frente era bastante visible en sus comienzos cuando había poca turbiedad del agua. Y, luego, era poco observable debido a la cantidad de material en suspensión.

El Cauca tiene 4 tramos hidrológicos característicos, 2 de cañones de montaña y 2 planos. Experiencia que debió tenerse en cuenta en Hidroituango por lo idéntico.

Descarga de Salvajina

Los tramos son: Nacedero-Salvajina, cañón raudaloso contaminado. Salvajina CHS -El Valle, plano y calmado, decanta aguas y fertiliza. El Valle-Caucasia, cañón turbulento y rápido que arrastra detritus y troncos. Caucasia-La Mojama, plano y lento donde el suelo es rico por el humus depositado.

Algo similar a las fertilizaciones que producen las crecientes del río Nilo en sus riberas planas cuando fluye en el tramo egipcio. Por ello ese factor fue tan importante en la construcción de la represa de Asuán   

FOTO DE SALVAJINA

Un accidente de obra, similar al de la CHI, ocurrió a principios de la década de los 80 del siglo pasado, durante la construcción de la Central Hidroeléctrica de Salvajina (CHS), localizada sobre el río Cauca a la altura del municipio de Suárez, norte del Departamento del Cauca. Este mismo taponamiento se dio en Salvajina, a la salida del primer tramo con corriente rápida, contaminada y de mucha erosión

La presa de la CHS es una estructura de tipo enrocado, similar a la de la CHI, pero con una altura de sólo 110 metros. mientras que la CHI, cuando se termine, se levantará 280 metros sobre el lecho del río. La operación de contingencia adoptada por EPM para atender la emergencia de la CHI es similar a la que se practicó en la CHS en los años 80, pero, obviamente, no es posible anticipar, con base en la experiencia de la CHS, las afectaciones que en nuestro caso puedan sufrir la estructura de la casa de máquinas y los equipos de generación y transformación ya instalados, observación que también es válida para los túneles de conducción y descarga, utilizados temporalmente como túneles de desviación de la CHI.

LA PALIZADA

La contaminación orgánica natural. Durante el trayecto por el Valle del Cauca, los sedimentos naturales, que le aportan los afluente, más los agregados por los grandes cultivos de arroz y caña en el sector, la contaminación humana de las poblaciones ribereñas, en especial las industriales, se detienen ligeramente debido a la lentitud del caudal por ser un largo terreno plano. Pero al llegar a la altura donde confluye el río Risaralda, la corriente acelera y se hace turbulenta por el estrechamiento del cañón. Debido a lo cual no hay ningún efecto sedimentador. En especial en los periodos de  invierno. Cuando no solo aumentan los detritos aportados por los muchos afluentes de montaña con altas pendientes, sino los que se detuvieron en los pocos remansos que se formaron durante el verano. Por esa razón la presencia de material arrastrado en invierno es considerable.

REPRESA DE BETANIA

Este ciclo de crecientes del río, simultáneo con altos niveles de contaminación, especialmente con material orgánico de bosque, incluidos grandes piezas de árboles, ha aumentado debido a la ingente deforestación de las riveras. Pero en especial en las cuencas de los afluentes.

Mucho de este material es perfectamente visible, al menos el flotante, durante las épocas de alto nivel y rápida flujo en los periodos invernales. Un buen punto de observación, arriba del proyecto, es en el puente del corregimiento de Bolombolo en el suroeste de Antioquia. Siclos muy bien conocido por los moradores y pescadores del caserío.

La contaminación industrial. Además de la gran presencia de material de graba y canto rodado arrastrado por la corriente de muchos tamaños por fenómeno natural. Pero que se han incrementado en el último medio siglo, con las operaciones de extracción y clasificación de aluvión como materia prima para la construcción. Como los son las areneras que se encuentran en el tramo del rio entre la Virginia y Caucasia.

En este proceso mucho material, en especial el más pesado que no tiene tanta demanda comercial, como si lo tiene el mediano y el liviano y por ello de mayor valor, es regresado al río. Que por su peso se va a lo más profundo del lecho donde hay la mayor presión hidráulica y por ello mayor acción de flotación. La que aunada a la alta fuerza de arrastre viaja de continuo hasta donde las aguas se aquietan. Lo que solo sucede en la parte conocida como el Bajo Cauca, donde encuentra terrenos planos y amplios. Algo que sucede después de salir de la montaña, a la altura del municipio de Caucasia. Porque allí la velocidad disminuye por la ampliación de cauce y, por ello, los detritus se acumulan.

Mientras que en la parte estrecha del cañón, en el trayecto montañoso, esos sedimentos muy pesado viajan a alta velocidad golpeando con fuerza y ocasionando muy alta erosión del cauce. A ello se debe el que en ese trayecto es donde más se encontraban las mayores, por lo valiosas, piedras de moler. Un claro indicio de la gran capacidad de desgaste de la roca.

TRAMO EN EL VALLE DEL CAUCA

Diseño y maniobra. Presencia y efecto natural muy importante para considerar en el diseño y construcción de los túneles de desviación, el direccionamiento de las bocas y la manera de efectuar la maniobra de encausamiento al momento de puesta en funcionamiento. Factores que de no ser los adecuados harían los túneles vulnerables a la obstrucción, a la caída de sus bóvedas y al colapso, como así aconteció.  

TALUD DERRUMBADO ARRIBA DE LOS PORTALES DE LOS TÚNELES QUE LOS BLOQUEARON

Por tal razón el diseño de los túneles tiene que tener las características que admitan el tránsito libre por ellos de esas dos clases y cantidad de material arrastrado por la corriente. Lo que se agravó con la rotura del dique provisional que se construyó para direccionar la corriente  hacia la boca de entrada al túnel intermedio. Esa maniobra fue el momento crítico y crucial en la falla en la desviación del río.

Porque a todo lo explicado se agregó el material de esa provisional ataquía cuando se rompió por el empuje del alto caudal invernal y el brusco cambio de dirección de la corriente. Fenómeno que se aprecia claramente en los videos que de ese momento fueron registrados. Fue tanto el material que el túnel no puedo absorberlo con seguridad y se deterioró. Además de que la roca desprotegida del túnel no tenía la dureza apropiada para lo que acontecía en ese proceso y se derrumbó. Tipo y característica de roca que habían evidenciado los estudios geológicos y los eventos presentados durante los trabajos preliminares de obras civiles durante la inicial adecuación para la posterior ejecución del proyecto.        

Secuencia de eventos para planificación de alternativas:

El plan A. Inicialmente el proyecto fue calculado para trabajar con dos túneles de desviación suficientes para absorber los máximos flujos históricos y sus respectivas tolerancias para cualquier caso de una creciente máxima atípica.

El plan B. Después, debido a factibles daños en estos túneles, malas planificaciones de ejecución o presiones políticas, cualquiera combinación de ellas o todas ellas, un túnel fue obturado. Se confió en que sería suficiente para lo requerido, pero a mayor riesgo de que se presentara algo imprevisto y no se lograra lo demandado. Quedó temporalmente uno solo.

El plan C. Entonces se recurrió a construir un tercero túnel para suplir la peligrosa deficiencia.

Plan D Con la grave contingencia que cualquiera de esos dos túneles o los dos, se colapsaran, por los diversos motivos expuestos. Entonces el proyecto se viera obligado a permitir el paso de aguas por la Casa de Maquinas como.

Plan F. En caso de que la vía de aguas por Casa de Maquinas fuese insuficiente o también se colapsara, debido a que no estaba diseñada para ese tipo de flujos y, además de la costosa pérdida de equipos, quedaba la opción del vertedero. Con el grave conveniente que no estaba terminado y no apto  para evacuar esa cantidad de agua de manera segura, y sin control, porque las compuertas del vertedero no estaban operacionales. Podría producirse rotura del vertedero perdiendo su capacidad de desaguar en forma seguro y derivando en daños a la presa con las demás consecuencias.

El final es que el embalse alcanzase la cresta de la presa, que aún no estaba concluida. La que sería una situación ya extremadamente peligrosa, pues no habría ninguna alternativa de control.

DESVIACIÓN DEL RÍO

Caída de túneles. Y fue precisamente en el periodo de invierno, con alto caudal y volumen de material arrastrado, que se causaron los taponamientos de los túneles. Además de la obstrucción que causó el posterior desprendimiento de los taludes sobre los portales de entrada a los desviadores.

De esa forma se produjo una poderosa caída de presión hidráulica. Porque la gigantescas columna de agua que bajaba por dentro de los tubos no pudo recibir más agua para llenar el espacio que dejaba detrás de ella ni aire. Porque estos túneles no fueron diseñados con fosos de ventilación. Ya fuese para inspiración o para expiración. Se suponía que nunca se necesitarían basados en el tamaño y la cantidad de tubos. Pero que luego se demostró que fueron completamente insuficientes los cálculos.

Esa falta de precaución en la respiración lo confirmó, en sentido contrario y pocos días después, la poderos ráfaga de aire que salió de una de las bocas de descarga, cuando se rompió la obstrucción natural, ya mencionada.

Se generó una altísima succión instantánea (golpe de ariete negativo). Además de que tenía que soportar el peso de la roca sobre ellos. Con el agravante del saturamiento de agua, por ser una obra sin hermeticidad y sin tener un refuerzo indispensable para su autosostenimiento para las condiciones previstas, las poco factibles o hasta las completamente imprevistas. Escenarios bajos los cuales debieron ser diseñados los túneles.

Así fue imposible que los arcos de los túneles soportaran y se colapsaron. El material caído desde cúspide de los túneles, que generó un cráter abierto circular sobre ellos y que llegó hasta la superficie formando una tronera, a su interior en el primer tramo del túnel terminó por obstruirlos aún más.

Fenómeno que fue en cierta forma afortunado. Pues actuó de cárcava, por donde el agua que se filtró desde la represa por el taponamiento del portal, trató de salir y actuó cual dársena de amortiguación, aliviando el golpe de ariete. Lo que mucho convino. Pues no se rompió la obstrucción con violencia y se contuvo la gran descarga que corrió aguas abajo hacia el cauce del río. Pero como consecuencia negativa el que el embalse comenzase a llenarse sin control.

Taponamiento natural que contuvo el flujo por el túnel algunos días. Pero en la medida en que el nivel del embalse subió, la presión aumentó y las filtraciones saturaron el material, se produjo su apertura espontánea. Pero con un gran riesgo de que se produjese una catástrofe humanitaria y ambiental aguas abajo, como en mucha parte sucedió.

Colapso de los túneles

El factible colapso. La presa puede contener la presión del embalse acumulado aguas arriba. Pero no  es diseñada para tolerar que el agua la rebase. Si el agua corre por arriba de la presa, la erosiona completamente, porque el enrocado que cubre sus taludes de tierra no se sostiene. Es solo una protección contra la intemperie y lastre para estabilizar los taludes, más no para contener una corriente de agua de ese volumen. De tal forma que la presa se rompe produciéndose una avalancha similar a la que liberó el deshielo del Nevado de El Ruiz. Con las consecuencias ya conocidas.

Por eso todo terminó en una carrera contrarreloj entre los que debían subir altura de la presa y terminar el vertedero y el embalse que comenzó a llenarse por no tener por donde drenar. Había que concluir las dos obras antes de que el nivel de las aguas llegara hasta ellas sin haberlas terminado. Así lograr que siempre estuviesen más abajo. Por supuesto que lo prioritario y factible era concluir el vertedero. Pues el llenado de una presa, con volúmenes de acarreo de materiales y compactación, es descomunal. Y sin detrimento en las calidades que demanda esa clase obras, que tanto para ese momento como para después, debe ser altamente confiable para contener el gigantesco volumen de agua represada.

Era una situación extremadamente peligrosa. Pues la erosión podría destruir todo el vertedero y con ello toda la presa. Por último estaba el hecho de que el agua podría terminar sobrepasando el nivel de la presa, terminando con consecuencias de daños colosales en todos los sentidos.

Caída del talud sobre los portales de los  túneles

Así se veían, el 15 de marzo de 2014, los túneles de desviación del río Cauca en Hidroituango. Meses después se hicieron obras, entre ellas el taponamiento de dos de ellos.

Palizada que se taló de las riveras y no se retiró.

Cuando el nivel subió la reflotó y la arrastró hacia las bocas de los túneles. 

Los hechos. No se obligó al flujo a formar un remanso de aquietamiento de la turbulencia donde flotara el material liviano y se decantara el pesado. Para que el liviano se pudiera recoger y no saturara las bocas de ingreso. Mientras que el pesado no erosionara los túneles. Con una piscina de amortiguación estos se habrían detenido antes de llegar a la infraestructura evitándose la abrasión de los recubrimientos de concreto a la entrada y las paredes internas de los túneles.

La fuerza con que la corriente acometió, cargada de materiales y turbulencias, rompieron el dique provisional a la entrada el túnel 3 y comenzaron a fluir hacia la boca del túnel 2 las paredes cedieron y, con ello, se perdió la estabilidad cupular del arco y colapsó.

Al obturarse el agua buscó el túnel 1. Pero como estaba taponado, el agua se represó y al subir de nivel hizo que el talud de la entrada de los túneles 3 y 4 se desprendiera y serrara también estas vías, generando una subida de nivel rápida hasta llegar a la presa. En este caso ya solo quedaba esperar que subiese hasta los túneles de la casa de máquinas. Y si esa vía no fuese funcional, seguiría hasta el rebosadero. El cual no estaba terminado y por ello no era fiable usar de opción para controlar el paso de aguas.  Para que no llegase a superar la cima de la presa, donde ya no había nada que hacer para contener el río.

Todo este indeseado comportamiento hidráulico debió evitarse con las siguientes medidas.

·       Hacer que las entradas de los túneles estuviesen aguas más arriba para diseñar una embocadura más orientada a la corriente, evitando el fuerte cambio de dirección del flujo en la entrada.

·       Con un diseño de embudo para impedir la acometida brusca.

·       Tener en cuenta la contaminación para tomar medidas de mitigación.

·       Haber apreciado las contingencias en las obras civiles preliminares que fueron advertencia de la baja estabilidad del terreno.

·       Haber dado la suficiente importancia a los antecedentes históricos de la cuenca del río como Chirapotó, Guásimo, la avalancha en Concordia, el comportamiento del ferrocarril y los estudios geológicos del lugar.

·       Haber aprendido de la experiencia de la represa Salvajina y el comportamiento en la de Betania.

·       Reforzar los túneles con un fuerte encofrado

TÚNELES EN OPERACIÓN

El aspecto geológico. Las características geológicas del cañón del río Cauca se remontan a épocas muy antiguas que demandan un estudio especial si se quieren desarrollar proyectos de gran magnitud. Por eso es necesario saber el comportamiento geológico de esa cuenca con más detalle y no centrase solo en los asuntos de diseño, ingeniería civil, hidrología y financieros y otros.

Es sabido que el choque de la placa tectónica del Pacífico y la Suramericana crearon, y sostienen, actualmente, las cordilleras. Que son como olas de tierra que se forman por la compresión entre las dos. Pero mantienen un avance continuo donde la continental se levanta y la oceánica se sumerge.

El avance envolvente de ese oleaje hizo que las masas rocosas de las cordilleras, sean demasiado meteorizadas. En especial en las profundidades de los valles intracordilleranos, por donde fluyen los rios Cauca y Magdalena. Característica que se hace bastante notoria, por haber sido afectadas por los efectos hidrográficos y los deslizamientos, en sus laderas de alta pendiente.

La progresiva caída de grandes volúmenes de tierra desde las cuestas de las cordilleras hacia el río Cauca, en tiempos antiguos, creó una larga garganta en el trayecto del Cauca antioqueño. Razón por la cual es un cañón profundo y estrecho. Lo que generó un extenso lago por represamiento en el trayecto del alto cauca. Con esa agua estancada se creó un fondo plano por acumulación de sedimento. En especial orgánicos saturado de minerales, que son la explicación de los fértiles y ricos suelos agrícolas del actual Valle del Cauca.

El profesor. José Hilario López, geólogo de la Facultad de Minas, tiene carácter regañón y bravucón que disgusta a las personas e incomoda a todos. Y más a sus compañeros de trabajo y colegas. Pero ha mostrado tener razonamientos acertados en sus conceptos. Y aunque por ello no se debe aceptar su comportamiento inamistoso y algo asocial, sus ideas no dejan de ser válidas, y se deben tener en cuenta.

Como sus acertadas advertencias sobre las muy extrañas e inquietantes deformaciones, vibraciones, ruidos y fumarolas del volcán nevado del Ruiz. Las que detectó con suficiente antelación y puso en evidencia a las autoridades competentes. No solo locales sino a nivel nacional, como fueron los señores Ministro de Minas y el Señor Presidente de la época, y que produjo el gran desastre de Armero. Que de habérsele dado la importancia debida se habría evitado la avalancha que arrasó la población causando miles de muertes. Y las que se habrían evitado si se efectúa la oportuna evacuación que José Hilario sugirió.

En el proyecto de construcción de la Central Hidroeléctrica de Hidroituango CHI, es inconcebible que durante la construcción de la presa se haya dejado en operación sólo uno de los cuatro túneles de desviación originales. Más grave aún es que los sistemas de refuerzo que aseguraría la estabilidad de los mismos fuesen deficientes, como lo demuestra el colapso de dos de ellos.

Esa inundación, posteriormente se drenó por el corte, que la misma agua hizo, sobre el taponamiento en el tramo antioqueño. Algo similar  al profundo y amplio Cañón del Colorado. Pero esa actividad geológica e hidráulica dejó sus huellas evidentes en la composición del suelo, próximo al lecho del río. Donde se caracteriza la roca fracturada, suelta, y meteorizada en el trayecto del suroeste antioqueño.

Esta vertiente tiene una larga historia de inestabilidad por su forma y consistencia del terreno. Algunos otros de los detectados son bastante antiguos como el deslizamiento del Guásimo en el costado izquierdo del río a unos kilómetros CHI. 

La reactivación del deslizamiento de Guácimo, ubicado al margen izquierda del río Cauca, y los problemas de erosión que se vienen registrando en Hidroituango, Antioquia, podrían ocasionar un desastre que afectaría al proyecto hidroeléctrico más grande del país.

Así lo advirtió ingeniero Luis Hilario López. El estudio se retomó hace ocho años, pero la ingeniería se concentró en las obras civiles y se olvidó de la seria amenaza del deslizamiento, que sería cubierto, en parte, por el embalse de Hidroituango, indicó.

Aerofotografía de El Pedrero

Más al sur y en época más resientes, unos 100 años, el deslizamiento en la finca actualmente llamada El Pedrero, por la gran cantidad de piedras a la vista que dejó el desprendimiento. En la misma finca y en la parte alta de la montaña, actualmente puede verse un acantilado de unos cien metros  de roca vertical que dejó el deslizamiento mirando hacia el Cauca. Lo que da fe de su considerable magnitud. Más recientemente, unos cincuenta años, el de Chirapotó que obstruyo la vía hacia el Valle del Cauca y produjo un considerable represamiento del río. Evento mencionado por la gran cantidad de personas que perecieron con el suceso.

Actualmente se dan múltiples hundimientos en muchos sectores de la cuenca debido principalmente a la saturación del suelo por las fuertes lluvias. Ello es un indicador, sin haberse ejecutado pruebas de más precisión en laboratorio geológico, sobre la débil consistencia del suelo y su porosidad, permeabilidad y otras variables,  perdiendo su capacidad de soporte. Pero si son indicadores del comportamiento que se deben valorar cuando ejecutan obras de ingeniería consideran secas, por no tratarse de dominio de vías de agua, mucho más las húmedas. Como las que implican un manejo hidráulico de gran magnitud.

Todo esto indica también el comportamiento histórico del cañón del rio Cauca en su trayecto antioqueño. Eventos que dan fe de la naturaleza y consistencia geológica de la región. Lo cual no significa que no se puedan hacer obras que son indispensable y por ello inevitables. Pero que se deben ejecutar considerando con bastante minucia las condiciones tan específicas locales y altamente complejas de la región.

Lo anterior quiere decir que en la ejecución hay que luchar contra una corriente de agua de gran volumen, alta velocidad, llena sedimentos, aluviones y material en suspensión. Además de unos suelos inestables en taludes de alta pendiente. Material poroso, permeable y suelto que pierde capacidad de soporte ante ligeros niveles de saturación acuosa. Agravados con continuos movimientos del suelo por sismicidad y rodada.

Características primordiales, además de la hidrográfica, la topográfica, lo social, económico, financiero. La cubierta de suelos y los ecológicos, para diseñar apropiadamente los proyectos hidroeléctricos que en ese sector se pretendan desarrollar.

En especial el control de los derrumbes, las ataquias, canales, manejo de aguas freáticas y escorrentías. Los cambios de dirección de corrientes, embocaduras, direccionamiento, encofrados y forma de los túneles. En especial los de conducción de aguas. Los diques, las descargas, las piscinas de aquietamiento, las dársenas, los túneles de respiración y amortiguación. Los efectos del oleaje, la turbulencia, las cavitaciones y la sedimentación. Las canteras y las características de su material. Y en general toda la infraestructura de la presa.

Si el cronograma preveía la terminación completa de los generadores para mediados del 2020 no debió apresurarse el bloqueo de los túneles de desviación para el primer semestre del 2018, que es periodo de fuerte invierno.

El terraceo de taludes y estabilización sobre los portales de los túneles de desvío debió ser más arriba del rebose, para evitar que estos se derrumbaran taponando la entrada de los mismos.

La cadena del error que desencadenó el colapso es bastante larga. Antecedentes históricos, meteorología, hidrología, geología, ecología, diseño, construcción, administración, logística, planificación, rutas criticas (principal, periféricas, y colaterales),  factores legales, políticos, financieros, económicos, sociales y comerciales.

Es factible, también, que la presión represada levantase la bóveda del portal del túnel reventando su encofrado. Y cuando este ya fracturado no pudo sostener le terreno se produjo hundimiento y colapsó el túnel. Típico efecto cráter de volcán, que  cuando se alivia la presión tectónica, se hunde para formar el cráter apagado.  Idéntico a los cráteres formados por las detonaciones atómicas subterráneas.

No significa que no se puedan construir proyectos hidroeléctricos sino que demandan precauciones especiales que parten del conocimiento de los parámetros geológicos. Porque sus condiciones son demasiado particulares y decisivos en el éxito del proyecto. 

Factores de planificación de proyectos. (Estudio geológico del 21 sept 2015). En un proyecto de grandes magnitudes, como en la guerra, se deben considerar algunos factores que se interpolan pero que conservan su autonomía como ciencias específicas. Por eso según el proyecto se han de tener en cuenta sin reducir su importancia pero tampoco sin ingresar a la competencia de los expertos.

Algunos de ellos, en cuanto a la ejecución o la parte operacional son: la topografía. La geología. La hidrología. La meteorología. La cubierta del terreno, la sismicidad. Todos ellos en su medida contribuyen a asegurar que no crezcan las falencias o las amenazas y se generen o potencien las fortalezas y las oportunidades.

Todos se combinan entre sí, no sólo para asuntos de diseño, obra, programación y ejecución, sino para tomar decisiones en contingencias imprevistas. 

En la zona se presentan en el año dos períodos climáticos de inviernos y veranos sucesivos. Que es como solemos llamarlos según la intensidad de las lluvias. Invierno es el tiempo lluvioso y el verano el tiempo de pocas lluvias. Ya que pero nuestra ubicación en la zona de confluencia intertropical no existen los inviernos hengelantes ni los periodos de otoño, típicos de los hemisferios septentrional y meridional.

El año inicia con el verano del trimestre enero, febrero, marzo. Seguido del invierno del trimestre abril, mayo y junio. Después el verano en Julio y agosto. Luego un invierno en septiembre, octubre, noviembre y diciembre. Que es la temporada de huracanes.

Aunque la meteorología y la hidrología están muy relacionados son factores separados según el e estudio de cada. Pero son interdependientes y definen los planes a seguir en los proyectos que dependen mucho de los comportamientos climáticos. Como lo suelen serla grandes campañas militares o las prolongadas obras de ingeniería civil. En especial las hidráulicas.

En cuanto a la meteorología, es la que determina los periodos hidrológicos de mayores y menores caudales del río. Dentro de los cuales están las crecientes que son la de mayor impacto en cuanto a obras. Los bajos niveles son a considera, sobre todo en los asunto de pesca, ictiológicos, extracción de materiales de aluvión y los militares.

En las operaciones militares se debe tener cuenta la meteorología, las épocas lluviosas y la hidrología. Porque el manejo ingente de recursos logísticos, usando medios de transporte pesado y los movimientos de tropas (por vía terrestre, fluvial o aérea), demandan vías secas, duras y ausencia de terrenos inundados. Lo que es también muy similar en el campo de obras civiles. Las maniobras terrestres son obstaculizadas por terrenos inundados y cruce de ríos. Si es en verano, la falta de agua para las tropas,  las nubes de polvo o arena que afecta la dotación personal, los equipos, las armas y los motores.

Lo anterior en cuanto a la movilización. En relación a las operaciones de combate se hace importante los dos factores: meteorológico  y el hidrológico. Muchas de la operaciones, en especial las aéreas de combate se ven bastante restringidas por la nubosidad, la visibilidad, la formación de hielo, la presencia de lluvias y las fuertes tormentas con descargas eléctricas que se paralizan o reducen las considerablemente. Los vientos predominantes, la humedad reinante, los ciclos de formación nubosa y el desplazamiento de los frentes meteorológicos, son de consideración para la navegación aérea.

El túnel se obturó a comienzo del invierno fuerte cuando los caudales eran crecientes. Y a la época seca (y diciembre a febrero). En el trimestre de Marzo. Abril. Mayo es de constante incremento de caudal siendo máximo en mayo, cuando comienza descender para ser mínimo en agosto.

La disponibilidad de las carreteras y puentes dependen mucho de la estabilidad de los taludes. Y esta de las lluvias que saturan los suelos según su composición geológica y su configuración topográfica. Eso determina el tipo de vehículos que la usarán y la maquinaria que se debe tener disponible para desbloquear carreteras por vehículos dañados, con reducción de caminos alternos, despeje de cubierta de vegetación,  disponibilidad de canteras de materiales apropiados,  

La cuña de la sedimentación a los 50 años estaría a 25 klm de la captación con una cota por arriba de la cota más baja de operación, 390 msnm. Siendo la captación a los 360 msnm. Y cresta de rebalse a los 435 msnm.

En la zona de estudio se tienen principalmente depósitos aluviales asociados al río Cauca, que se caracteriza por presentar intercalaciones de materiales de limos y arenas finas, con algunos depósitos de grava.

Los materiales no presentan buenas características de cohesión, por lo tanto la estabilidad de los taludes depende exclusivamente del ángulo y de la fricción interna por tratarse de un suelo donde el material fino-granular predomina en un porcentaje del 64 %. Además el material grueso el 36 %  corresponde a arena media.

El material no presenta parámetro de cohesión, tal y como se planteó en la hipótesis de trabajo, por tanto la resistencia al corte del material, para condiciones largo plazo, depende únicamente del parámetro de ángulo de fricción interna. Y la estabilidad de taludes a largo plazo es crítica.

La resistencia al corte del suelo, a corto plazo, se ve muy afectada por la presencia de agua. Se observa una pérdida significativa de la cohesión de 128 kPa a 28kPa cuando se satura el suelo. El material húmedo presenta una resistencia alta por la combinación entre cohesión y  fricción. Sin embargo, al saturarse la resistencia por cohesión se pierde y con ello la resistencia.

Vista interior  de los túneles y tipo de recubrimiento

El socavón. Lo más factible es que el socavón (cráter cerrado u oquedad) detectado durante la perforación de los fosos de ventilación del túnel de captación dos, para el cierre de su compuerta, no sea una cavidad natural. De serlo, habría sido conocido durante la construcción del mismo. Además la fuerte descarga de aire por un de las galerías de servicio que se produjo un día después de la apertura de la descarga a través de máquinas, para evitar que la presa llegara al nivel del vertedero o, incluso, hasta el de la cresta de la presa, que aún no estaban tamarindos, es un infalible indicio que fue causado por violento fenómeno interno no identificado. Como puede haber sido el desprendimiento del techo de los túneles o de la casa de máquinas o algún otro evento catastrófico en la vía de agua. Colapso que pudo crear la ahora confirmada cámara de aire no conocida antes. A ello se debe el extremo cuidado y la forma tan lenta que se debe tener durante el proceso de cierre de túneles. Pues vibraciones fuertes, cambios de caudales repentinos, cavitaciones imprevistas, altas succiones, golpes de ariete, torbellinos impredecibles y turbulencias violentas, pueden provocar inestabilidades o desprendimientos adicionales que podrían hacer que el proyecto colapsase totalmente. Algo francamente de características catastróficas colosales.     

Conclusiones:

La emergencia se presentó por una confluencia de factores correspondientes a los dos aspectos primordiales de un proyecto. Los administrativos y los operativos.

En los administrativos:

A la falta de suficiente credibilidad al factor geológico.

Falta de planificación del manejo ambiental.

Deficiente diseño en la planificación de la maniobra. Rutas críticas.

Ambigüedad en definición de las responsabilidades y las fronteras entre contratante y contratista.

Inexistencia de un plan alternativo y de quienes (Quintiliano) lo asumirían para el caso de error en el proceso, que condujese a una situación de riesgos catastróficos.

Posible aceptación de la intervención de factores políticos en asuntos que son de prioritaria importancia en lo operativo. Se permito la intervención de lo económico sobre la importancia en lo operacional.

La adquisición de compromisos comerciales con otras entidades (clientes) sin el suficiente margen para atender imprevistos. Compromisos (ingresos) con propietarios.

En los operativos:

Poca valoración de los indicadores de inestabilidades en el aspecto geológico y a los observados durante las obras de preparatorias de ingeniería civil.

Ausencia de un programa de atención de desastres con los correspondientes planes alternos en caso de riesgo.

Mal cálculo de capacidad de los túneles de desviación no solo para una alta creciente atípica sino con alta presencia de contaminantes.

Ineficiente refuerzo a los túneles de desviación.

Mala programación para el cierre de túneles adelantada ignorando que no se habían terminado el vertedero ni la presa.

De estos factores causantes, de la cual ha de extraerse la causa principal. Las demás serán las contribuyentes. Pero sin ignorar que, en la cadena del error, es factible que de no haberse dado alguno de los contribuyentes, eso no impedirá el que no se produzca el fenómeno y los peligrosos riesgos que hasta ahora se han presentado.

Glosario. En obras de esta magnitud, que involucran fuerzas y altos peligros, es indispensable abordar estudios extraordinariamente bien previstos, medidos y asumidos. Hay que trabajar sobre el factor de riesgos cuantificables y aceptables. Ya que nunca se podrán eliminar ni amortiguar totalmente. Algo de amenaza tendrá que ser admitida y en lo posible contenida, aunque no eliminada.

Por eso es admirable el tesón y el valor de quienes han asumido el desarrollo de tales proyectos por el beneficio social. Méritos que son altamente reconocibles y que merecen la gratitud de la comunidad. A ellos es a quienes realmente se debe el progreso del país. De tal forma que les tenemos gratitud y estamos convencidos que con su dedicación y empeño, harán que esta gigantesca obra llegue a su feliz culminación.