COLEGIO FEDERADO DE INGENIEROS Y DE ARQUITECTOS

DE COSTA RICA

COMISIÓN SOBRE LA PROBLEMÁTICA DE

INUNDACIONES EN LA

VERTIENTE ATLÁNTICA

REALIZADO POR:

ING. ALFREDO GRANT ING. RAFAEL OREAMUNO ING. ALBERTO SERRANO

ING. OMAR VARGAS

MAYO DE 2004

Índice 1 Introducción ........................................................................................1

1.1 Consideraciones Generales ......................................................1

2 Problemas detectados en la Vertiente Atlántica .................................3

2.2 Descripción de los problemas observados................................3

3 Climatología e Hidrología de la Vertiente Atlántica .........................28

4 Mecánica de Ríos y Medidas de Corrección ...................................30

4.1 Zonas de un río .......................................................................30

4.2 Variables morfológicas y estabilidad de un río ........................31

5 Consideraciones de Diseño.............................................................35

5.1 Creciente de Diseño................................................................35

5.2 Período de retorno de la creciente de diseño..........................36

5.3 Consideraciones de diseño .....................................................38

6 Conclusiones y Recomendaciones..................................................39

6.1 Conclusiones...........................................................................39

6.2 Recomendaciones...................................................................40

7 Bibliografía.......................................................................................42

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1 Introducción En diciembre del 2002 el diputado E. Patterson envía una carta a la Junta Directiva del Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos donde solicita se investigue la situación de la infraestructura que es afectada continuamente por el aumento del caudal en los ríos de la vertiente del Caribe. Para atender dicha solicitud se nombra una comisión compuesta por los ingenieros R. Oramuno, A. Serrano, A. Grant y O. Vargas. El objetivo principal de la comisión es establecer posibles acciones que se pueden llevar a cabo en la Vertiente del Caribe para mitigar el impacto de las inundaciones en la zona. El presente informe es el resultado de la investigación realizada.

1.1 Consideraciones Generales Las inundaciones son procesos naturales que ocurren cuando el nivel de aguas de un río sobrepasa el nivel de los bancos. Tradicionalmente, las inundaciones se han asociado con las planicies que se encuentran en las partes bajas de las cuencas hidrográficas. Hay dos razones fundamentales para que este concepto se haya desarrollado de esta manera: 1. en las partes bajas de las cuencas es más fácil identificar el canal principal de un río y,

por lo tanto, los bancos que señalan las márgenes del río quedan mejor definidos y; 2. los seres humanos, a lo largo de la historia, se han establecido en las planicies de las

partes bajas de las cuencas, por la facilidad que esta zona ofrece para el suministro de agua y para el desarrollo de infraestructura y de actividades económicas.

Sin embargo, las inundaciones se presentan también en las partes medias y altas de las cuencas hidrográficas. En estas partes de las cuencas los ríos fluyen por los cañones que el agua forma entre las montañas y los bancos de las márgenes del río, que definen el canal principal, se confunden con el cañón del río. En las partes altas de las cuencas, la pendiente de fondo del cauce es muy fuerte, generalmente superior al 10 %. El cañón del río está conformado por laderas con pendientes superiores a 350 % y tiene una profundidad de 100 metros o más. Cuando se presenta una inundación en esta parte de la cuenca, el nivel del agua sube sin que se presenten desbordamientos, produciéndose una onda de creciente que fluye a lo largo del cañón del río. El cauce presenta muy poco o ningún desplazamiento lateral, aunque pueden ocurrir grandes deslizamientos de tierra que pueden llegar a obstruir el cauce del río. Este proceso de obstrucción es uno de los fenómenos potencialmente más destructivos que se pueden presentar. Al obstruirse el cauce del río se remansa el agua hacia aguas arriba formando un embalse. Al ceder la obstrucción que lo contiene, la masa de agua remansada se pone súbitamente en movimiento, produciendo una avenida de agua y sedimentos de gran poder destructivo. En la parte media de la cuenca, tanto la pendiente de fondo del río como la pendiente de las laderas, disminuye. Así mismo, la profundidad del cañón del río se hace menor. Al disminuir la pendiente de fondo del cauce se produce acumulación del sedimento en el cauce y el nivel medio del fondo aumenta. En esta parte de la cuenca se presentan ríos trenzados, con cauces pobremente definidos e islas. En las áreas bajas que se forman

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por los procesos de sedimentación en esta parte de la cuenca, se presentan problemas de inundación si se sobrepasa la capacidad hidráulica del cauce. La parte baja de la cuenca es la zona con mayor potencial de desarrollo. En esta zona el río presenta las menores pendientes de fondo. El río fluye a lo largo de una planicie formada por los sedimentos finos que el mismo río ha arrastrado en el transcurso del ciclo geológico. Esta zona es relativamente plana, lo que facilita el desarrollo de la infraestructura y presenta condiciones propicias para la agricultura, por la fertilidad del suelo debida a los sedimentos que arrastra el río. Las inundaciones en esta parte de la cuenca se presentan cada vez que el volumen de agua que escurre desde las partes altas de la cuenca sobrepasa la capacidad hidráulica del cauce. El agua se desborda y fluye sobre la planicie. Por la poca pendiente de la planicie, generalmente inferior al 5/1.000, ésta actúa como un gran embalse amortiguador. El agua se almacena en la planicie y drena hacia el sistema fluvial, al bajar el nivel en el río, se evapora o se infiltra. Históricamente, por la fertilidad de la tierra, el fácil acceso al agua y la facilidad para el desarrollo de infraestructura, los seres humanos han preferido asentarse en las cercanías de los ríos en las partes bajas de las cuencas y no en las partes altas de las cuencas. Esto ha hecho que, al presentarse el desbordamiento de los ríos, se de una alteración del orden social con grandes pérdidas económicas. Por este motivo, las inundaciones se han tratado de definir en función del costo social y económico que producen y no en función de las características hidráulicas de la inundación. El desarrollo económico y social de las planicies de la parte baja de las cuencas hidrográficas requiere del conocimiento de las características hidrológicas e hidráulicas de las partes alta, intermedia y baja de la cuenca. De esta manera, las políticas para el desarrollo económico de la parte baja de la cuenca contemplará la infraestructura necesaria para la protección de ésta contra las inundaciones y las estructuras que se construyan para el aprovechamiento económico y social de las planicies se ubicarán en las áreas más estables y seguras y contemplarán las obras necesarias para la protección contra inundaciones. En Costa Rica, el desarrollo económico y social de las planicies de las partes bajas de las cuencas hidrográficas, se ha llevado a cabo sin contemplar las características hidrológicas e hidráulicas de las cuencas y sin conocer la dinámica de la red fluvial. Esto ha traído como consecuencia que el desbordamiento de los ríos no sólo afecte el orden social, sino que también destruya infraestructura vital como carreteras, puentes, viviendas, sistemas de transmisión eléctrica y comunicación telefónica, escuelas y centros de salud, entre otros. En el presente trabajo se señalan los parámetros hidrológicos e hidráulicos que, como mínimo, se deben contemplar en el diseño de todas aquellas obras que se construyan en las planicies de las partes bajas de las cuencas, sean estas obras de protección contra inundaciones u obras de infraestructura pública o privada necesaria para el desarrollo de las actividades económicas y sociales de la planicie.

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2 Problemas detectados en la Vertiente Atlántica Para observar el efecto del aumento en el caudal de los ríos se realizaron dos visitas a la vertiente atlántica. Durantes las visitas se contó con la participación de pobladores de la zona que aportaron sus experiencias e hicieron muy provechosos los recorridos. En la primera visita se observaron los ríos Chirripó, Barbilla, Pacuare, Pacuarito, Siquirres y Reventazón. En la segunda visita se visitaron los ríos Blanco, Banano, Bananito, Estrella y Sixaola. En esta sección del documento se describen los problemas observados en el campo y se incluyen fotografías para ilustrar claramente la situación descrita para cada río.

2.2 Descripción de los problemas observados El aumento del caudal en los ríos provoca el desbordamiento y la inundación de las planicies, la erosión de márgenes, daños en carreteras, puentes, alcantarillas, terrenos de cultivo y viviendas. A continuación se describen los efectos más importantes que tienen las avenidas en los ríos de la región. Los ríos Chirripó y Barbilla se desbordan y provocan el flujo del agua sobre las planicies. Durante dichos eventos la población de Matina queda incomunicada. La carretera Limón – Matina se ve interrumpida en varios tramos por el desbordamiento del río Chirripó. La foto 1 muestra uno de estos tramos. A la derecha en la foto se encuentra el río Chirripó. La foto 2 muestra un efecto similar pero causado por el río Barbilla en la carretera Batán – Matina.

Foto 1. Inundación de la carretera Limón – Matina.

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Foto 2. Inundación de la carretera Batán – Matina.

Los ríos mencionados también provocan la inundación de algunos sectores donde existen viviendas. Antes de la confluencia de ambos ríos se observan algunas viviendas abandonadas. La foto 3 muestra un ejemplo en la planicie de inundación del río Chirripó.

Foto 3. Casa abandonada en la planicie de inundación del río Chirripó.

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Algunos habitantes de la zona construyen un segundo piso para huir del ascenso de las aguas y otros cuelgan sus muebles de las cerchas del techo. Se observó erosión en las márgenes de los ríos y daños en plantaciones de banano. En la foto 4 se muestra una planta de banano flotando en el río Chirripó, después de la confluencia con el río Barbilla. Como se puede observar la planta ha sido removida completamente, lo que indica que se da un proceso de destrucción de las márgenes, debido a la fuerte erosión que se presenta en éstas.

Foto 4. Planta de banano arrastrada por el río Matina.

El río Chirripó también provoca daños a la población de Zent. En este sector el río muestra migración lateral hacia dicho poblado que se encuentra en la planicie de margen derecha. Aguas arriba de Zent existe un dique de aproximadamente 2 Km de longitud que data de los años 70 y que está siendo minado por la acción del río. La foto 5 muestra el final de dicha obra actualmente, pero según se nos informó, el dique continuaba por aproximadamente 1 Km hacia aguas abajo y cerraba el brazo que se observa a la derecha de la foto.

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Foto 5. Final del dique de Zent, vista hacia aguas abajo.

El río Siquirres está erosionando aceleradamente el dique que protege la ciudad que lleva el mismo nombre. Dicho dique data de los años 70 y ha sido reparado en varias ocasiones. Obsérvese en la foto 6 como la ciudad ha crecido hasta invadir la cresta del dique de margen izquierda y el avance de la erosión del mismo.

Foto 6. Dique que protege la ciudad de Siquirres, vista hacia aguas arriba.

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El dique de Siquirres se prolongaba hacia aguas abajo hasta el plantel del MOPT, sin embargo en ese tramo el dique fue destruido en mayo del 2002 por la acción del río. En la foto 7 se muestra como el río ha dañado el dique de margen izquierda en el tramo mencionado. La estructura tenía una altura de aproximadamente 2 m. Mucho del material del dique se ha depositado en barras de sedimento aguas abajo.

Foto 7. Dique destruido por la acción del río Siquirres.

El río Siquirres presenta erosión en ambas márgenes y amenaza algunas viviendas en el caserío conocido como La Amelia. Estos efectos se muestran en las fotos 8 y 9.

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Foto 8. Caserío afectado por el avance de la erosión en la parte externa de la curva.

Foto 9. Erosión en la parte externa de la curva que afecta una plantación

y deposición del material en la parte interna. Según se nos informó, el río Siquirres se dragó hace dos años unos 2 m bajo su cauce a lo largo del dique que protege la ciudad de Siquirres y actualmente ya recuperó el nivel

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del cauce que tenía anteriormente. En el fondo del cauce se encuentra gran cantidad de sedimento grueso, en tamaños que varían entre grava gruesa y bolones.

Foto 10. Daños por erosión en el bastión del puente de acceso a Siquirres.

El río Pacuarito destruyó a finales del 2002 el puente del ferrocarril y el dique de protección que existía aguas abajo. En la foto 11 se muestra la cantidad y el tamaño del sedimento arrastrado por el río en las cercanías del poblado de Pacuarito. Obsérvese en la foto el estado en que se encuentra el dique de margen derecha. En la foto 12 se muestra el sitio donde estaba el puente del ferrocarril.

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Foto 11. Río Pacuarito en las cercanías del poblado con el mismo nombre, vista hacia aguas

arriba.

Foto 12. Sitio donde estaba el puente del ferrocarril.

El río Pacuarito también afectó viviendas en el caserío de Pacuarito ubicado en la margen derecha del mismo. El río presenta una cantidad significativa de sedimento almacenado

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en su cauce y actualmente amenaza con inundar los caseríos cercanos con mayor frecuencia. El río Pacuare presenta erosión en las márgenes y está dañando el dique que se encuentra en la margen izquierda aguas abajo del puente de la carretera a Limón, ruta 32. Se observó gran cantidad de sedimento almacenado en el cauce y la existencia de barras inestables de sedimento dentro del canal. El río Reventazón provoca inundaciones frecuentemente hacia aguas abajo del puente de la ruta 32. En la margen derecha del mismo, aguas abajo del puente del la carretera a Limón, existen varios diques que han sido construidos y reconstruidos desde 1968. Se visitaron tres diques: 1) Dique ubicado a la entrada de la finca Carmen, en un tramo conocido como Sube y

Baja. Esta estructura consiste en un dique de arcilla que según se nos dijo ya fue sobrepasado por el río en noviembre de 2002. Este dique se muestra en la foto 13;

Foto 13. Dique a la entrada de finca Carmen, brazo del río Reventazón

viendo hacia aguas abajo.

2) El dique construido en la propiedad de un señor de apellido Murillo. Este dique data de 1968 y fue reconstruido en mayo del año en curso, el dique se muestra en las fotos 14 y 15;

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Foto 14. Dique en propiedad del señor Murillo, visto desde la planicie de inundación.

Foto 15. Dique en propiedad del señor Murillo. Vista hacia aguas arriba.

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3) El dique que cierra un canal antiguo del río, conocido como el brazo del Guayacán. Este dique se puede observar en las fotos16 y 17.

Foto 16. Vista del dique del brazo del Guayacán, hacia aguas arriba.

Foto 17. Dique del brazo del Guayacán, vista hacia aguas abajo.

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A pesar de la existencia de dichos diques se observó que hay algunos tramos que requieren la construcción de diques adicionales. Un ejemplo de esta situación se presenta en las cercanías del caserío El Cocal, donde el río se desborda y está erosionando significativamente la margen derecha (ver foto 18). El almacenamiento de material grueso es claro también en el cauce del río Reventazón.

Foto 18. Brazo del río Reventazón cerca del caserío El Cocal.

El río Blanco presenta una deposición de sedimento muy importante aguas arriba del poblado La Victoria, al punto que su cauce prácticamente desaparece. Lo anterior se ilustra en la foto 19, donde no existe un cauce definido sino varios canales temporales dentro de una banda de acción.

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Foto 19. Cono de deposición del río Blanco.

Se observó erosión en las márgenes del río Blanco desde el poblado La Victoria hasta el puente del ferrocarril ubicado aguas abajo de este poblado. En la foto 20 se observa la erosión activa en las márgenes de uno de sus afluentes.

Foto 20. Erosión en las márgenes de afluente río Blanco.

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Cerca del poblado La Victoria, el río Blanco se desborda en su margen izquierda afectando varias viviendas. En la foto 21 se muestra arena depositada por el río sobre la planicie y en la foto 22 se observan daños causados en una vivienda afectada por la inundación de mayo de 2003.

Foto 21. Deposición de arena en la margen izquierda del río Blanco.

Foto 22. Daños en vivienda en La Victoria.

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En el puente del ferrocarril sobre el río Blanco, se produce la acumulación de troncos arrastrados por el río, obstruyendo el flujo y produciendo el ascenso anormal del nivel del agua hacia aguas arriba. El remanso que provoca esta condición, inunda también las instalaciones de Hogares CREA y afecta el puente de la carretera a Limón y la toma de aguas que abastece la Planta Térmica de Moín.

Foto 23. Limpieza de troncos acumulados bajo el puente del ferrocarril.

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Foto 24. Inundación aguas arriba de la obstrucción 2 semanas antes de la limpieza de

troncos. El río Banano está erosionando ambas márgenes, principalmente desde la Bomba hacia la desembocadura, en la foto 25 se observa dicho proceso.

Foto 25. Proceso de erosión en ambas márgenes del río Banano.

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Se ha intentado controlar la erosión en la margen izquierda usando espigones, sin embargo, como se observa en la foto 26, estos han sido destruidos por la corriente.

Foto 26. Restos de espigones en la margen izquierda del río Banano.

El camino hacia Aguas Zarcas ha sido afectado por la erosión en la margen derecha del río Banano. En el tramo de Aguas Zarcas a la Bomba el río almacena una gran cantidad de material grueso en su cauce. El almacenamiento de material grueso disminuye la capacidad hidráulica del río y aumenta la frecuencia de inundaciones de los caseríos cercanos al mismo. Además, produce deposición en afluentes como el río Aguas Zarcas y finalmente el movimiento lateral de los ríos (ver foto 28).

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Foto 27. Almacenamiento de sedimento grueso en la parte media del río Banano.

Foto 28. Procesos de deposición y erosión en el río Aguas Zarcas.

El río Bananito daña frecuentemente la carretera hacia Cahuita, en la ruta 36, debido al desbordamiento y a la erosión de la margen izquierda. En la foto 29, se puede ver un punto de erosión ubicado aguas arriba del puente de la ruta 36.

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El CONAVI ha construido varios diques para tratar de contener el río dentro de su cauce pero dichas estructuras han tenido poco éxito y actualmente están siendo minadas por el flujo. En la foto 30 se muestra la parte final de unos de los diques de protección y se puede observar que el material del dique se desliza hacia el río por efecto de socavación en la base. El río también amenaza con cortar un meandro y dejar seca la captación de agua ubicada en el poblado de Bananito Sur, que abastece la ciudad de Limón. Se observó como el flujo en este río se ve controlado por la barra de sedimento en la desembocadura. Además, se da un arrastre importante de troncos y objetos flotantes que producen la obstrucción del flujo durante avenidas y elevan el nivel del agua hacia aguas arriba. Los troncos son efecto de la erosión activa en las márgenes de la parte baja de la cuenca del río.

Foto 29. Erosión margen izquierda río Bananito.

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Foto 30. Erosión al final del dique de protección, margen izquierda.

El río Casas Amarillas es un afluente del río Estrella. Este río presenta erosión significativa en las márgenes y un gran almacenamiento de sedimento grueso en su cauce, como se muestra en la foto 31. El río provoca inundaciones en el poblado que lleva el mismo nombre.

Foto 31. Vado en el río Casas Amarillas.

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El río Estrella inunda frecuentemente las plantaciones de banano que existen en sus planicies. Recientemente se han construido diques de tamaño significativo en ambas márgenes a lo largo de dichas plantaciones. El dique data del año 1996 y fue reconstruido a principios del año en curso. Las obras de canalización más recientes se muestran en la foto 32.

Foto 32. Canalización y diques en el río Estrella.

En diciembre del 2002 los habitantes de Finca 9 tuvieron que ser desalojados en helicóptero y actualmente las casas en dicha finca están siendo demolidas como se puede observar en la foto 33.

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Foto 33. Casas abandonadas en finca 9 después de la última inundación.

En el río Sixaola se producen inundaciones con mucha frecuencia tanto por efecto directo del mismo como por las quebradas que se desbordan por el efecto de remanso. El río presenta erosión activa en ambas márgenes. Según un habitante de la zona, la margen izquierda que es lindero de la finca a su cargo, se ha movido unos 75 m en los últimos 10 años. En la finca en mención se observó deposición de arena fina dejada recientemente por el último desbordamiento del río.

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Foto 34. Espigones en la margen panameña del río Sixaola.

Foto 35. Erosión en la margen izquierda, río Sixaola.

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Foto 36. Deposición de arena durante el último desbordamiento del río Sixaola.

De lo observado durante las dos giras realizadas se puede hacer un resumen de los problemas detectados. Los problemas que se han venido presentando desde hace mucho tiempo o que se han ido agravando en los últimos años se pueden agrupar en cuatro tipos característicos:

1) desbordamiento; 2) erosión de márgenes; 3) deposición o almacenamiento de sedimento y 4) obstrucción o restricción del cauce.

Los problemas mencionados se deben no sólo a la inestabilidad de los cauces, sino también a la ausencia de estudios y diseños adecuados de las estructuras de protección y control y a la falta de mantenimiento de la infraestructura construida. La ausencia de estudios, diseños adecuados y la falta de mantenimiento han producido el incremento en daños y el desperdicio de recursos. En la tabla 1, se resumen los problemas que presentan los ríos en la Vertiente Atlántica y los sitios que afectan.

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Tabla 1. Resumen de los problemas encontrados en los diferentes ríos de la Vertiente Atlántica.

Problema Río Sitos

Reventazón Cocal, Cairo, Sube y Baja, brazo Guayacán Siquirres Plantel MOPT, Amelia Barbilla Carretera Matina-Batán Chirripó Carretera Limón-Matina, Matina

Desbordamiento Sixaola Sixaola

Reventazón El Cocal Siquirres dique Siquirres, Amelia Chirripó Margen izquierda cerca de Matina y Zent Pacuare Dique margen izquierda Blanco Margen izquierda Victoria y otros Banano Carretera La Bomba-Asunción Bananito Bananito Sur, carretera Limón-Cahuita

Erosión

Sixaola Fincas en Sixaola Reventazón Brazo Guayacán, Cocal, Sube y Baja

Siquirres Siquirres Chirripó Zent Blanco La Victoria Banano Aguas Zarcas – La Bomba Bananito Bananito Sur

Deposición

Estrella Paso Gavilán-Gicas Blanco Puente de ferrocarril

Bananito Puente, desembocadura Obstrucción Estrella Puente

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3 Climatología e Hidrología de la Vertiente Atlántica Según la clasificación de Koppen el clima de la zona es del tipo Afw o clima tropical lluvioso. En este tipo de clima las lluvias son intensas de mayo a enero y la temperatura media durante todo el año es superior a 18ºC. La variación estacional de la temperatura y la lluvia es pequeña. El régimen de precipitación de la zona no presenta una época seca claramente definida. El máximo de lluvias coincide con el aumento de velocidad de los vientos alisios que transportan humedad de las zonas del litoral. Este incremento de los alisios está asociado con los empujes de masas de aire polar provenientes del interior de Norteamérica y que se desplazan hacia el sur hasta alcanzar el mar Caribe, en donde se cargan de humedad antes de llegar al Istmo Centroamericano. En el caso de la Vertiente Caribe de Costa Rica, estas masas nubosas interactúan con la pronunciada orografía, produciendo lluvias que persisten por varios días y afectan toda la vertiente del Caribe. En la tabla 3.1 se encuentran algunas características físicas de las principales cuencas de la Vertiente Atlántica.

Tabla 3.1. Principales cuencas de la Vertiente Atlántica.

Río Área (Km2)

Longitud del río (Km)

Elevación Máxima

(m.s.n.m.)Índice de

Compacidad

Pendiente promedio

del río (%)

Perímetro (Km)

Sixaola 2333,8 146 3820 1,49 1,9 276 La Estrella 1005,0 52 2050 1,73 3,3 196 Banano 207,2 34 2025 1,57 5,0 80 Bananito 208,2 24 950 1,19 3,3 61 Moín y otros 364,5 20 400 1,38 1,99 94

Matina 1418,5 92 3820 1,73 3,8 232 Madre de Dios y otros 246,0 37 600 1,78 1,62 99

Pacuare 886,3 108 3125 1,34 2,4 206 Reventazón - Parismina 2953,4 145 3491 1,57 2,1 305 Fuente: Boletín Hidrológico No. 18, Instituto Costarricense de Electricidad. En los meses de diciembre a enero la precipitación se ve incrementada por temporales característicos de esos meses. Dicho temporales se producen por:

• Cuñas de alta presión: Los sistemas de alta presión están asociados con masas de aire frío; cuando estos sistemas se desplazan del norte hacia el golfo de México, mueven las masas de aire caliente y la humedad existente formando prolongaciones del sistema anticiclónico el cual produce fuertes vientos con componentes del Este (Alisios), que se asocian con precipitaciones tipo orográfico en las regiones montañosas.

• Frentes fríos: El frente frío al pasar por las aguas calientes del Golfo de México

pierde la mayoría de sus propiedades formando una zona de transición entre la masa de aire frío y la masa de aire caliente, el paso de estos frentes se manifiesta

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con un aumento en la velocidad del viento que se asocia con precipitaciones de tipo orográfico.

Durante los meses de mayo a noviembre la precipitación predominante es de tipo convectivo, caracterizándose por ser muy intensa, de corta duración y muy localizada. El mes más caliente es mayo y el más frío es enero, la oscilación de temperatura media anual es de 6,9ºC. La humedad relativa mínima es 83% y el máximo es 93% que corresponden respectivamente al mes menos lluvioso (abril) y el más lluvioso (julio). El valor medio anual de la humedad relativa es de 90%. La evaporación media anual más alta se presenta en abril y coincide con el mes menos lluvioso, el mínimo se presenta en diciembre y se asocia al efecto de frentes fríos que afectan a todo el país y en especial a la vertiente del Caribe. Las inundaciones en la zona se producen cada vez con mayor frecuencia debido a temporales de 2 ó 3 días que son efecto de frentes fríos. El fenómeno del Niño aumenta la frecuencia de dichos eventos. A finales del año 2002 se registraron 300 mm de lluvia en un solo día en la ciudad de Limón. La cantidad de lluvia acumulada hasta el mes de noviembre del año pasado ha sido la mayor en los últimos 50 años. Existen zonas que son afectadas por inundaciones hasta tres veces al año. Aparentemente las emergencias se presentan con mayor frecuencia después del terremoto de Limón. En la tabla 3.2 se encuentra los datos de caudal promedio y escorrentía para algunas estaciones ubicadas en los ríos que conforman la red fluvial de la Vertiente Atlántica.

Tabla 3.2. Caudales promedios para diferentes ríos de la Vertiente Atlántica.

Estación Río Área de Drenaje (Km2)

Elevación (m.s.n.m.)

Caudal promedio

(m3/s) Escorrentía

(mm)

87-01-01 Bratsi Telire 2120,5 35,00 172 2309 87-01-02 Sixaola Sixaola 2705,7 1,51 232 2705 85-02-02 Pandora La Estrella 634,5 14,80 41,1 1924

83-03-03 La Nueva Bomba Banano 178,4 10,00 16,3 3755

81-05-03 Blanco Blanco 50,0 15,00 3,67 2309 79-06-02 Barbilla Barbilla 212,0 30,00 24,4 3689 79-06-06 Quebrador Chirripó 1044,5 15,00 121 3568 75-08-01 Pacuare Pacuare 367,4 581,94 33,0 2407

75-08-03 Dos Montañas Pacuare 651,8 69,47 58,2 2151

75-09-12 Pascua Reventazón 1673,2 247,23 135,0 2264 Fuente: Boletín Hidrológico No. 21, Instituto Costarricense de Electricidad (datos hasta el año 1993).

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4 Mecánica de Ríos y Medidas de Corrección Los cambios en un canal natural como: dragado, rectificación, construcción de diques, cambios en la vegetación y en la calidad del agua; pueden ir en el detrimento del sistema del río, causando inestabilidad o afectando negativamente la ecología y las características ambientales del canal. Por lo anterior, antes de diseñar una acción el canal natural de un río, se debe estudiar el efecto que tendrá dicha acción sobre la dinámica del sistema fluvial. Es de suma importancia identificar los controles sobre la erosión y deposición de sedimentos y la respuesta del río a estos procesos. En esta sección del documento se presenta una descripción básica de la morfología de un canal natural y se discute la efectividad de las medidas de corrección conocidas.

4.1 Zonas de un río A lo largo de un río se pueden distinguir tres zonas: zona alta (cabecera de la cuenca), zona intermedia y zona baja (figura 1). Esta clasificación permite señalar algunas características de los ríos y así acortar las regiones donde suele ocurrir algún problema en particular. 1. Zona alta: también llamada de montaña, se caracteriza por las fuertes pendientes que

tienen los cauces, el gran tamaño de partículas de los sedimentos del fondo y la carencia de zonas apropiadas para la agricultura. Puesto que los cauces se forman entre montañas, al presentarse una avenida los niveles del agua suben sin que haya desbordamientos, en la mayoría de los casos. En esta zona, por lo general, las márgenes son rocosas. En esta zona un fenómeno que llega a producir inundaciones, es cuando se dan deslizamientos de los terrenos aledaños al río. Esto se debe a que los cañones son muy profundos. El producto de este fenómeno es primero al remansar el agua hacia aguas arriba y posteriormente, hacia aguas abajo, cuando la obstrucción de roca y tierra es rebasada y se produce su arrastre y destrucción provocando con ello una avenida de agua y sedimentos. En esta parte de la cuenca se da la producción de sedimentos.

2. Zona intermedia: en esta zona disminuyen tanto la pendiente de fondo de los cauces como el tamaño de partículas de los sedimentos. Estos últimos están constituidos principalmente por arena y grava. La disminución de la pendiente reduce la capacidad del flujo para transportar sedimentos, por lo que éstos se depositan y el nivel medio del fondo de los ríos se eleva año con año. Dependiendo de los volúmenes de sedimentos depositados anualmente, de sus propiedades físicas y de los caudales líquidos escurridos, los ríos podrán ser trenzados o tener numerosas islas. Los cauces se forman entre cerros y existen áreas disponibles para la agricultura. Las áreas bajas que se forman debido a procesos de sedimentación quedan sujetas a inundaciones cada vez que se sobrepasa la capacidad hidráulica del cauce. La frecuencia con que ocurren las inundaciones dependerá de muchos factores, entre los que se puede señalar el clima en la cuenca, las características físicas y el uso de la tierra de la misma.

3. Zona baja: esta zona se caracteriza por tener las menores pendientes de fondo y por estar constituida por los sedimentos finos que el río ha arrastrado y depositado en otras épocas. Son zonas más o menos planas, de gran extensión y generalmente

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propicias para la agricultura, excepción hecha de las zonas pantanosas. Igualmente sufren inundaciones, aunque éstas pueden durar más tiempo que las que ocurren en las zona intermedia, ya que los caudales son mayores y hay menor capacidad de drenaje. La frecuencia de las inundaciones dependerá de lo señalado al tratar la zona intermedia.

Fig. 1. Río esquematizado (de Vries, 1985).

Cuando las montañas se encuentran muy cerca del mar los ríos no han tenido tiempo de desarrollar la última zona y carecen de planicie, incluso algunos llegan a carecer de zona intermedia. Cuando la planicie de inundación es reducida las inundaciones duran poco, debido a que las pendientes son grandes y existe una capacidad suficiente de drenaje. En cambio, cuando las planicies de inundación son grandes, las inundaciones cubren grandes extensiones y duran más tiempo, ya que las planicies tienen menor pendiente y los caudales son mayores.

4.2 Variables morfológicas y estabilidad de un río En los ríos como los existentes en la vertiente del Caribe se identifican dos variables independientes que son el caudal y el arrastre de sedimento. Cambios en las variables anteriores producen ajustes en las variables dependientes que son: ancho del canal, profundidad del flujo, pendiente, forma en planta y tamaño del sedimento. Se dice que un río es estable cuando éste puede transportar el sedimento producido en su parte alta, sin implicar un cambio significativo en las variables morfológicas independientes.

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La forma en planta se refiere al patrón de flujo que se observa en el río al verlo desde arriba y se divide generalmente en tres tipos: canal trenzado, canal con meandros y canal recto. En el canal trenzado el flujo se distribuye en varios canales entrelazados que pueden variar constantemente su posición. Los canales con meandros son aquellos que siguen curvas que, dependiendo de la estabilidad del río o los controles geológicos, pueden o no desplazarse. En las curvas la profundidad se incrementa de forma gradual hasta un máximo aguas abajo del vértice de la curva. Las curvas se caracterizan por tener un flujo en espiral y secciones triangulares, generalmente, con la máxima profundidad y velocidad en la margen externa y la máxima deposición de sedimentos en la margen interna. Por lo tanto, se presenta erosión en la parte externa de la curva y deposición en la parte interna, haciendo que el canal se desplace lateralmente. El canal recto es muy raro en la naturaleza porque el arrastre de sedimento hace que se produzca tarde o temprano un patrón de meandros. Los sedimentos, desde el punto de vista de la hidráulica fluvial, son todas las partículas de suelo y roca de la cuenca que llegan a una corriente natural y son transportadas por ella. Debido a su diferente comportamiento fluvial, se distinguen tres clases de sedimentos: carga de fondo; sedimentos en suspensión y sedimentos de lavado (wash load). El primero se refiere a las partículas cuyo movimiento es muy cercano al fondo del cauce y su desplazamiento se produce rodando, deslizándose y algunas veces saltando. El volumen transportando se puede estimar y depende de las características hidráulicas de la corriente, de la geometría del cauce y de las propiedades de las partículas, principalmente su diámetro y peso específico. Cuando las partículas transportadas están completamente rodeadas por el fluido, se dice que las partículas se mueven en suspensión. Usualmente el sedimento en suspensión se compone de arenas y gravas finas. Las partículas de sedimento, en un momento pueden ser parte de la carga en suspensión, y en otro momento, pueden ser parte de la carga de fondo. Existe un activo intercambio entre la carga en suspensión y la carga de fondo. El tercer grupo corresponde a todo el sedimento fino representado por limos y arcillas, que es aportado por la cuenca durante las lluvias y por las márgenes al ser erosionadas. Para poder evaluar el caudal de lavado no existe otro procedimiento que medirlo directamente para crear una base de datos que se pueda correlacionar con las características climáticas y de uso de la tierra de la cuenca, ya que la aportación de este material al río es función de las características de las lluvias, del terreno, de la topografía y de la cobertura vegetal, entre otros, y no depende de las características hidráulicas del flujo. Tramos localizados en zonas de producción de sedimento donde ocurre almacenamiento temporal del sedimento, son muy susceptibles a cambios muy rápidos en la geometría del canal. Zonas de gran deposición se caracterizan por la presencia de ríos trenzados y abanicos aluviales.

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Durante crecientes, al producirse el desbordamiento del río, una gran cantidad de sedimento se sale del cauce principal arrastrado por la corriente. Las partículas más grandes se depositan rápidamente en cuanto disminuye la velocidad del agua. Al continuar el escurrimiento del agua sobre los terrenos adyacentes al río, y sobre todo en planicies de inundación, continúa la sedimentación de las partículas sólidas, ocurriendo los mayores depósitos en las zonas más bajas o en donde la densidad de la vegetación es mayor, ya que en esas zonas es menor la velocidad del agua, y por lo tanto la capacidad de transporte del agua disminuye. El movimiento de sedimentos – erosión, transporte, deposición – modificará el flujo, así como también el fondo del lecho del canal, su elevación, su pendiente y su rugosidad. La interacción entre el agua y los sedimentos conforman un solo problema. Por esta razón, los desbordamientos tienden a nivelar la planicie rellenando con sedimentos las partes más bajas y al mismo tiempo, tiende a sobreelevar la planicie y el fondo del cauce del río. Esas sobreelevaciones son mayores en las zonas de aguas arriba de la planicie y disminuyen lentamente hacia el mar. Un aspecto a resaltar es que al sobreelevarse el fondo del cauce del río, lo que produce es una disminución en la capacidad hidráulica del mismo. Esto provoca que para menores caudales el río se desborde, aumentando la frecuencia de las inundaciones. Adicionalmente, al estar el río rellenando su cauce aumenta los problemas de inestabilidad lateral, debido a que el río está cambiando de cauce continuamente. Para estimar los cambios en las variables dependientes se utilizan varios procedimientos empíricos y quizás los más simples son el balance de Lane y las ecuaciones de régimen. El balance de Lane se representa por la expresión:

os QSDQ ⇔ Qs es el caudal sólido; D es el tamaño representativo del sedimento; Q es el caudal líquido y So es la pendiente del canal. Por ejemplo, si hay un aumento en la pendiente al rectificar un cauce, esto implica un aumento en el caudal sólido para que el balance se mantenga. Un aumento en el caudal sólido se traduce en un proceso de erosión aguas arriba. Las ecuaciones de régimen son ecuaciones que se han calibrado a través de la medición de las variables dependientes en canales que muestran estabilidad y tienen su origen en el diseño de canales sin revestimiento. Para estudiar la estabilidad actual de un canal o estimar los efectos de un cambio en una de sus variables dependientes se usa el concepto del caudal dominante o formativo. El caudal a cauce lleno es generalmente reconocido como el flujo dominante que genera la misma forma y dimensiones del canal que una secuencia natural de caudales. Para canales estables se ha encontrado que el caudal que transporta más material en el tiempo tiene una frecuencia de ocurrencia igual a la del caudal a cauce lleno, que es de 1,5 a 2 años. La distribución de la velocidad en la sección transversal de un río es de gran importancia para determinar la estabilidad lateral del cauce. La resistencia al flujo en un canal, así como la erosión del fondo y de sus márgenes, son función de la velocidad del flujo. En ríos de planicie, la velocidad media en una sección transversal varía, desde cerca de

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0,5 m/s para caudales bajos, hasta 4,0 m/s o mayores, en inundaciones. En tramos de ríos de montaña, donde la pendiente de fondo del cauce presente valores superiores a 5 %, se pueden alcanzar velocidades promedio del orden de los 8 m/s o mayores. La velocidad del flujo, en una sección transversal, tiene la mayor magnitud en el canal principal. Conforme el agua abarque mayores extensiones de terreno y el flujo se aleje del canal principal, las velocidades disminuyen.

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5 Consideraciones de Diseño Toda obra de infraestructura, que necesariamente deba de construirse en el área de influencia directa del régimen de crecientes de un río, debe contemplar en su diseño las condiciones hidráulicas de flujo que presentan los hidrogramas de crecientes del río. Entre las obras más comunes que necesariamente se colocan en el área de influencia directa del régimen de crecientes de un río y que requieren de diseño hidráulico, se encuentran: puentes, tuberías, obras de conducción, obras de toma y obras de protección contra inundaciones. El diseño hidráulico de estas estructuras debe definir la creciente de diseño y el período de retorno de la misma, así como los parámetros hidráulicos de nivel, velocidad, resistencia al flujo y estabilidad del cauce para la creciente de diseño seleccionada. Todos los parámetros hidráulicos deben de evaluarse con las características del cauce antes de construir la obra y con las características que tendrá después de construida la obra. Los resultados obtenidos se deben de utilizar no sólo para el diseño de la estructura, sino también para analizar el impacto que la obra tendrá sobre la dinámica de la red fluvial. El impacto deberá evaluarse tanto hacia aguas arriba como hacia aguas abajo. Particular atención se debe prestar a la estabilidad lateral del cauce. Este parámetro debe analizarse históricamente y con los escenarios potenciales de uso de la tierra que se pueden presentar a futuro en la cuenca en estudio.

5.1 Creciente de Diseño La eliminación completa de todas las amenazas causadas por las crecientes de un río, es rara vez posible. El propósito del criterio de la creciente de diseño es la reducción racional del riesgo de inundación a un nivel compatible con la magnitud de la obra que se pretende construir y la responsabilidad pública y privada para con la sociedad que todo diseño implica. Se entiende por creciente de diseño el máximo evento extremo para el cual la obra de infraestructura tiene la capacidad de almacenar temporalmente el volumen de la creciente o evacuar el caudal máximo instantáneo, sin que la obra sufra ningún daño. Los proyectos de aprovechamiento de recursos hidráulicos, al igual que todos los proyectos de ingeniería, se diseñan con referencia a alguna amenaza natural, real o hipotética, que puede presentarse durante la vida útil del proyecto. Debido a que los fenómenos que generan inundaciones, generalmente, no tienen un límite superior definido, existe siempre la probabilidad de que se presente una inundación que sobrepase los criterios de diseño de la estructura. La creciente de diseño se encuentra, normalmente, entre los límites de lo posible, esto es, tiene una probabilidad no nula de ser excedida durante la vida útil del proyecto. Diseñar un proyecto para un evento extremo dado, implica que un evento mayor puede ocasionar la falla de la estructura o violar los criterios de operación establecidos en el diseño. Como criterio de diseño, utilizar solamente el riesgo de falla de la estructura no es suficiente. Deben considerarse también las consecuencias económicas y humanas que la falla de la estructura conlleva. La evaluación de las consecuencias potenciales de la falla con relación a la seguridad pública y a la integridad de la estructura hidráulica, debe ser parte integral de cualquier diseño. Aún cuando la evaluación de la falla no esté especificada como criterio de diseño, debe incluirse como buena praxis del diseño

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hidráulico. Esto quiere decir, que el diseñador debe analizar las consecuencias sobre la estructura si se presenta una creciente que supere la creciente de diseño. En algunos casos, la evaluación de las consecuencias de la falla de una estructura hidráulica, puede llevar al desarrollo de medidas no estructurales para reducir la amenaza sobre la seguridad pública, así como para reducir el daño potencial que la falla de la estructura pueda causar. Entre las medidas no estructurales que se encuentran frecuentemente, se pueden mencionar: los planes de emergencia, los pronósticos de crecientes, los sistemas de alerta y las restricciones sobre el uso de la tierra. Al considerar el nivel de protección requerido ante crecientes, para el desarrollo de las planicies de la parte baja de una cuenca, no se debe suponer en forma inmediata que el control de la inundación es la mejor opción o la única opción. Algunas veces es preferible aprender a vivir con la inundación. La construcción de obras de protección ante inundaciones tiende a generar en la sociedad un falso sentido de seguridad. La sociedad se convence de que la protección es total y que las inundaciones son cosa del pasado. Como resultado de las obras de protección, los patrones del uso de la tierra, en las zonas cubiertas por las obras de protección cambian, al punto que, cuando ocurre una inundación, el daño que ocasiona es mayor que el anticipado. A menos que la protección contra inundaciones pueda realmente darse en forma total, la reducción de daños por inundación debe complementarse con medidas no estructurales. En la fase de diseño de toda obra que se tenga que ubicar en el área directa de influencia del régimen de crecientes de un río o de todas aquellas obras que se construyan para protección contra inundaciones, se debe generar el hidrograma de la creciente de diseño. La creciente de diseño debe tener una probabilidad de ocurrencia del 65 %, o menor, durante la vida útil de la estructura.

5.2 Período de retorno de la creciente de diseño Las medidas estructurales para la protección contra inundaciones son obras diseñadas para que funcionen durante crecientes iguales o menores que una creciente preseleccionada. Esta creciente preseleccionada se denomina creciente de diseño y dependerá de un cierto período de retorno, que permite estimar la probabilidad de que la creciente de diseño sea sobrepasada durante la vida útil del proyecto. Dicha probabilidad es una medida del riesgo que tienen las estructuras y las planicies de inundación que estas obras protegen. La vida útil de un proyecto es lo que se conoce también como la vida económica del mismo. Esto se debe a que se compara su costo con los beneficios que aportará en un período de tiempo determinado, sin importar que la obra pueda mantenerse en operación por un período de tiempo mayor. Esto implica, desde el punto de vista económico, que puede resultar más ventajoso que la obra pueda ser destruida por una creciente, después de haber cumplido su vida útil, en lugar de construir una obra de mayores dimensiones, que soporte o controle caudales mayores y cuyo costo inicial sea mayor. Adicionalmente, durante la vida de la estructura existe la probabilidad de que el caudal de diseño sea sobrepasado y por esto la estructura sea dañada. Debido a que las dimensiones de la estructura son una función de la creciente de diseño, a medida que el

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período de retorno sea menor las dimensiones de la misma disminuyen y con esto su costo inicial. Por lo tanto, el escoger la vida útil de una estructura implica, indirectamente, acotar la vida de la obra y aceptar como más conveniente, desde el punto de vista económico, el que la obra tenga un riesgo mayor a ser destruida por una creciente que supere la creciente de diseño. Es importante recalcar que uno de los principales problemas cuando se desea analizar una obra para protección contra inundaciones, es la cuantificación de los beneficios intangibles. Entre estos beneficios se encuentran: la seguridad a las propiedades, la eliminación de amenazas a la salud pública, la interrupción de servicios básicos y las posibles pérdidas de vidas humanas, entre otros. Estos beneficios intangibles son difíciles de expresar en términos monetarios, pero deben ser tomados en cuenta a la hora de analizar una estructura de protección contra inundaciones. No necesariamente la obra de protección más barata, económicamente hablando, sea una solución adecuada y estable para el problema de las inundaciones para una zona determinada. Para disminuir el riesgo de falla de una estructura, se tiene que aumentar el periodo de retorno y con ello aumenta también la creciente de diseño. Por lo tanto, al seleccionar un período de retorno se debe tomar en cuenta las consecuencias económicas y sociales que puede tener la falla de la obra versus el costo inicial de esta. Por esta razón, el período de retorno es función del tipo de obra y de las características de la zona y las estructuras a proteger contra inundaciones. Algunos factores que siempre se deben de tener en cuenta para la selección del periodo de retorno son:

1. Las consecuencias económicas y sociales que la falla de la estructura implica. 2. La vida real esperada de la obra y no únicamente la vida útil económica. 3. El costo del incremento de la seguridad. En ocasiones al incrementar el periodo

de retorno, el aumento en el caudal de diseño es reducido. 4. La disponibilidad económica para llevar a cabo el proyecto.

Es importante tomar en cuenta que las inundaciones pueden ocasionar beneficios y daños, y que los ríos deben de estudiarse como elementos que aportan beneficios y daños. Entre los principales beneficios producto de las inundaciones se pueden mencionar (según Maza, 1997):

1. Humedecen y fertilizan los terrenos. Esto último porque los ríos transportan gran cantidad de materia orgánica, como limos y arcillas.

2. Recargan los acuíferos, sobre todo si los suelos son permeables y con poca pendiente.

3. El agua almacenada en las partes bajas forma pequeñas lagunas que contribuyen a la supervivencia de la fauna, principalmente en zonas semiáridas.

4. Un desbordamiento evita o reduce los desbordamientos e inundaciones en las zonas de aguas abajo que podrían estar más poblados o tener mayor riqueza, sea esta agrícola, ganadera, industrial o de servicios. Esto debido a que cada vez que se produce un desbordamiento, un cierto volumen de agua es sustraído del hidrograma de la creciente que transita a lo largo del río.

Por otra parte, las inundaciones también pueden provocar daños, no sólo debido a la elevación que alcanza el agua, sino también por la velocidad del flujo, principalmente en zonas donde se tienen pendientes fuertes, (según Maza, 1997). Entre los principales daños que pueden ocasionar las inundaciones, se tienen:

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1. Pérdidas de vidas humanas. 2. Pérdidas de ganado y animales de granja, entre otros. 3. Destrucción de cultivos (banano, granos, entre otros). 4. Deterioro y destrucción de casas, muebles, víveres, obras de arte, tesoros

arqueológicos y archivos, entre otros. 5. Deterioro y contaminación ambiental. 6. Interrupción y destrucción de vías de comunicación. 7. Interrupción de servicios eléctricos, telefónicos, de agua potable y drenaje. 8. Aumento en el riesgo de propagación de enfermedades. 9. Social y económico de la zona afectada.

5.3 Consideraciones de diseño El diseño de obras de protección contra inundaciones y el de aquellas obras que necesariamente se tienen que construir en las áreas de influencia directa de las crecientes de los ríos debe contemplar, como mínimo, los siguientes aspectos:

1. Estudio hidrológico. El estudio hidrológico debe incluir, como mínimo, los siguientes puntos:

a. Características físicas b. Características climáticas c. Uso de la tierra d. Características de la escorrentía e. Análisis de eventos extremos f. Producción y transporte de sedimentos g. Determinación de la granulometría del sedimento en suspensión y del

sedimento de fondo

2. Información topográfica. La información topográfica debe incluir secciones transversales para definir apropiadamente la geometría del cauce y el área de influencia de inundación sobre la planicie

3. Estudio hidráulico. El estudio hidráulico debe definir, como mínimo:

a. Forma en planta b. Condiciones de estabilidad lateral del río antes de la construcción del

proyecto y después de la construcción del proyecto c. Caudal a cauce lleno d. Niveles de agua máximos alcanzados por la creciente de diseño, antes de

la construcción del proyecto y después de la construcción del proyecto e. Distribución de velocidades en la sección transversal, antes de la

construcción del proyecto y después de la construcción del proyecto f. Distribución de esfuerzos cortantes en la sección transversal, antes de la

construcción del proyecto y después de la construcción del proyecto g. Determinación de la capacidad de arrastre de sedimentos, antes de la

construcción del proyecto y después de la construcción del proyecto

4. Diseño hidráulico de la estructura.

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6 Conclusiones y Recomendaciones

6.1 Conclusiones La zona Atlántica está sujeta a la influencia directa de los vientos alisios. Esto hace que en esta zona no se tenga una época seca claramente definida, por lo que frecuentemente se presentan precipitaciones de tipo orográfico, que pueden prolongarse hasta por 72 horas y dejar una profundidad de precipitación superior a los 200 mm. Los niveles de precipitación que se alcanzan en la zona Atlántica hacen que continuamente se presenten crecientes en los ríos, produciendo inundaciones que afectan las partes bajas de las cuencas hasta tres veces en un año. La problemática de inundación que se presenta con las crecientes de los ríos en la vertiente Atlántica, se ha visto agravada en los últimos diez años, debido al incremento en la producción de sedimentos que se dio en las cuencas de esta vertiente, como consecuencia del terremoto de Limón de 1991. Esta condición ha reducido la capacidad de transporte de los ríos generando desbordamientos e inestabilidad lateral de los cauces. En la vertiente atlántica se han identificado cuatro tipos de problemas que se presentan en todos los ríos de la zona. Estos problemas son:

1) desbordamiento; 2) erosión de márgenes; 3) deposición o almacenamiento de sedimento y 4) obstrucción o restricción del cauce.

Los problemas mencionados se deben no sólo a las características climáticas de la vertiente atlántica y a la inestabilidad de los cauces, sino también a que las estructuras de protección y control se han construido, con muy pocas excepciones, sin los estudios y diseños adecuados, a la falta de mantenimiento de la infraestructura construida y a la falta de políticas para el desarrollo económico y social de la zona. La ausencia de estudios, diseños adecuados y la falta de mantenimiento han producido el incremento en daños y el desperdicio de recursos. Debido a la falta de políticas para el desarrollo económico y de infraestructura en la vertiente atlántica, algunas obras no están ubicadas en los lugares apropiados para garantizar la seguridad y la operación de la estructura. De igual forma, los sistemas productivos y las poblaciones de la vertiente atlántica se ven afectados constantemente por los desbordamientos de los ríos, generando problemas de deterioro ambiental, de inestabilidad laboral, de salud y de producción. Algunas de las obras de protección contra inundaciones y de estabilidad de márgenes se han construido en forma aislada y, con pocas excepciones, sin diseño alguno. Las poblaciones y las empresas se han tratado de proteger individualmente, elevando las márgenes de los ríos, dragando el fondo del cauce o desviando el río, sin tomar en cuenta las características hidrológicas de la cuenca, las condiciones hidráulicas del flujo y las consecuencias que dichos cambios provocan en el comportamiento hidráulico del río. Esto refleja la falta de soluciones integrales y la falta de políticas que ordenen el desarrollo sostenible de esta zona.

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Ante la falta de criterios técnicos y de políticas claras para el desarrollo sostenible, las obras de infraestructura de la vertiente atlántica se han ubicado tratando de resolver problemas puntuales sin tomar en cuenta el impacto que estas obras puedan tener sobre las condiciones de flujo y la dinámica de la red fluvial. Esto hace que la infraestructura para la protección contra inundaciones opere descoordinadamente sin ningún control sobre las condiciones de flujo durante crecientes. En repetidas ocasiones, el impacto de la infraestructura para la protección contra inundaciones ha causado más perjuicio que el beneficio que de ella se esperaba. Además de la falta de diseño, las obras de protección contra inundaciones no han tenido mantenimiento. Estas obras están sujetas a la acción constante del esfuerzo cortante del agua, lo que provoca erosión e inestabilidad de las mismas. La falta de mantenimiento, no sólo se presenta en las obras de protección contra inundaciones, sino también en todas aquellas estructuras que se encuentra en el área de influencia directa de las crecientes de los ríos. Durante crecientes extraordinarias y bajo condición de emergencia el gobierno ha actuado evacuando personas de las zonas afectadas, proveyendo víveres y restableciendo provisionalmente las líneas vitales afectadas. Sin embargo, una vez finalizada la emergencia las estructuras provisionales no se reemplazan por estructuras diseñadas y construidas conforme a los lineamientos hidrológicos, hidráulicos, estructurales y constructivos que la buena práctica de la ingeniería exige. Las estructuras provisionales se mantienen en el sitio y le reconstrucción de la infraestructura dañada se deja en manos de las empresas privadas de la zona dedicadas a la agricultura, el comercio y el turismo. En el proceso de reconstrucción, el objetivo es reestablecer los servicios básicos a la mayor brevedad posible. Por esta razón la construcción de las obras se lleva a cabo, generalmente, sin diseño alguno y sin especificaciones. Normalmente las obras se reconstruyen en los mismos sitios donde se encontraban anteriormente. Debido a la falta de diseño se desconoce el nivel de riesgo a que están sujetas las estructuras y la eficiencia y la eficacia con que operarán.

6.2 Recomendaciones Esta comisión considera que el Colegio Federado de Ingenieros y de Arquitectos de Costa Rica puede apoyar el desarrollo sostenible de la vertiente atlántica en dos procesos: Medidas a Corto Plazo

• Apoyo en la definición de una política nacional para el desarrollo de un banco de datos, que permita mejorar el conocimiento de los procesos de precipitación-escorrentía que se presentan en la vertiente atlántica. A lo largo del trabajo realizado por esta comisión fue evidente la falta de información hidrometeorológica de la vertiente atlántica. En las partes altas de las cuencas no se tiene información climática y se cuenta con información fluviográfica únicamente en aquellas cuencas en las que el Instituto Costarricense de Electricidad tiene algún interés. Se debe mejorar la densidad de la red de estaciones meteorológicas y contar con, al menos, una estación fluviográfica en cada uno de los ríos principales

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de la vertiente atlántica. Actualmente, el país no tiene una política clara con respecto a la recolección y procesamiento de información hidrometeorológica y esta información es imprescindible para cualquier proceso de planificación para el uso de los recursos hidráulicos y para la definición de políticas de desarrollo y aprovechamiento de las partes bajas de las cuencas de la vertiente atlántica. Sin buena información hidrometeorológica, los estudios básicos de hidrología e hidráulica fluvial necesarios para el diseño hidráulico de las obras de infraestructura de protección y desarrollo tendrán que llevarse a cabo con muchas limitaciones.

• Realización de cursos de capacitación a las municipalidades de la zona, sobre hidrología, hidráulica fluvial y diseño de obras de protección contra inundaciones.

• Abrir una sede en la vertiente atlántica del Colegio Federado de Ingenieros y de Arquitectos de Costa Rica, para brindar apoyo a los departamentos de ingeniería municipal de las municipalidades de la zona.

• Exigir el cumplimiento de la normativa establecida en el Código Ambiental del país. Medidas a Mediano y Largo Plazo

• Apoyo en la definición de una política nacional para el desarrollo sostenible de la vertiente atlántica. Actualmente no se tiene un plan de desarrollo para la vertiente atlántica y las obras de infraestructura se construyen sin tomar en cuenta las características físicas, climáticas, hidrológicas, hidráulicas y de uso de la tierra de las cuencas de la vertiente atlántica. Por esta razón las obras que se construyen difícilmente cumplen su vida útil, por lo que la inversión en la construcción de estas obras no se recupera, haciendo que la vertiente atlántica se encuentre en un proceso de constante reconstrucción con un alto costo para el país. El Colegio Federado de Ingenieros y de Arquitectos de Costa Rica puede apoyar el proceso de desarrollo de la vertiente atlántica promoviendo en las instituciones públicas y en las empresas privadas la elaboración de un plan de inversiones a corto, mediano y largo plazo, basado en el uso óptimo y sostenible de los recursos hidráulicos y los demás recursos naturales asociados a estos. La definición de una política con este enfoque facilitará, a futuro, la satisfacción de las necesidades de una población y una economía crecientes, a la vez que ayudará a mantener la armonía social y ambiental con el proceso de desarrollo.

Esta comisión también recomienda al Colegio Federado de Ingenieros y de Arquitectos de Costa Rica promover entre los miembros de este colegio, las instituciones públicas y la empresa privada, la aplicación de los principios establecidos en este documento para el diseño hidráulico de todas aquellas estructuras que se construyan para la protección contra inundaciones o que por su función, necesariamente deben ubicarse en la zona de influencia directa de las crecientes de un río. Debido a los resultados obtenidos del presente estudio, se recomienda realizar un trabajo similar a este para las demás regiones en que se encuentra dividido el país, con el fin de establecer políticas claras con respecto al manejo de los recursos hídricos.

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LIMUSA, S.A. México, D.F., 1989. Dunne, Thomas y Leopold, Luna. Water Enviromental Planning. Editorial W. H.

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