Proyectos Multipropósito - Proyecto Glaciares

Alta Montaña UN DOCUMENTO
Proyectos de ingeniería multipropósito incluyendo protección
contra crecidas, producción de energía y demanda de agua en las
cordilleras peruanas: Principios, potencial y desafíos.
Un documento orientador
Christian Huggel,
Javier García-Hernández,
Switzerland.
fédérale de Lausanne, Switzerland.
Gonzáles, Karen Price, Miriam Cerdán, Fernando Valenzuela, Melissa
Monzón y Claudia Giráldez
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
1. MARCO CIENTÍFICO Y TÉCNICO 1.1 Glaciares, agua y topografía en las cordilleras peruanas
1.2 Contextualización en estudios de ingeniería multipropósito
2. DESARROLLO DE PROYECTOS MULTIPROPÓSITO 2.1 Tipos de presas
2.2 Variedades de sustrato en cuencas de alta montaña
2.3 Hidrología
para la formulación de proyectos multipropósito
3. POSIBLES EJEMPLOS PRELIMINARES DE APLICACIÓN 3.1 Lagunas Arhuaycocha y Artison
3.2 Lagunas Artesonraju/Parón
3.4 Laguna Palcacocha
4. PRÓXIMOS PASOS Y RECOMENDACIONES
5. REFERENCIAS
PROYECTOS DE INGENIERÍA MULTIPROPÓSITO – CORDILLERAS PERUANAS 5
El retroceso glaciar es un fenómeno global que también afecta a las cordilleras andinas peruanas.
Algunos de sus efectos son la reducción del aporte de agua de origen glaciar a las cuencas
hidrográficas y la formación de nuevas lagunas. Estas nuevas lagunas de origen glaciar constituyen
una atracción turística y cuentan además con un gran potencial para el aprovechamiento energético.
Pero por otro lado, representan también un riesgo si es que una avalancha de hielo y rocas llegara a
caer sobre ellas y las desembalsaran, generando así una inundación aguas abajo.
El impacto del retroceso glaciar sobre el abastecimiento de agua genera un riesgo sobre la oferta
hídrica y aumenta la priorización de dicho tema en cualquier país con glaciares. Siendo el agua un
bien que suele tener múltiples usos, en diversos países ya se emprendieron iniciativas para diseñar
proyectos de ampliación, mejoramiento, regulación o distribución del recurso hídrico, con objetivos
de uso multipropósito.
La característica esencial de un proyecto multipropósito es que provee de un bien que puede tener
diversos usos o que puede cumplir con un propósito adicional al de su objetivo principal. El enfoque
multipropósito de un proyecto, particularmente si está relacionado con el aprovechamiento del recurso
hídrico, puede tener resultados muy beneficiosos y está considerado en la Política y Estrategia
Nacional de Recursos Hídricos. Por ahora, su aplicación práctica está ligada principalmente
a grandes proyectos, no obstante, existe la posibilidad de diseñar proyectos multipropósito en
esquemas más pequeños o sencillos.
Para el diseño o puesta en marcha de los proyectos multipropósito sería oportuno el desarrollo de
lineamientos orientadores que ayuden a los formuladores de proyectos a entender integralmente el
problema hídrico que se busca resolver. También es importante que conozcan a los demandantes
de agua, las estimaciones de las demandas y los procesos que se deben seguir para desarrollar
un proyecto multipropósito. En esta tarea estarán involucradas diversas entidades vinculadas al
desarrollo de proyectos de inversión pública en el Perú, tales como las que norman el Sistema
Nacional de Inversión Pública o las que regulan el uso del recurso hídrico. Considerando la
perspectiva de desarrollar lineamientos que ayuden a la concepción de proyectos multipropósito,
el presente documento es una propuesta para motivar iniciativas hacia la concepción, diseño y
ejecución de este tipo de proyectos. En tal sentido, tiene carácter orientador y no entra en detalles
técnicos, institucionales, legales o sociales que son indispensables para llevar a cabo un proyecto
específico.
En este documento orientador se ponen de manifiesto los aspectos científico-técnicos a analizar en
proyectos multipropósito. Para ilustrar los condicionantes y retos que plantea el retroceso glaciar,
cuatro casos han sido seleccionados a modo de ejemplo. Asimismo, se han establecido una serie
de recomendaciones que facilitarán futuros análisis más detallados y se han definido los próximos
pasos para la adopción de medidas necesarias.
RESUMEN
PRINCIPIOS, POTENCIAL Y DESAFÍOS8
Los proyectos multipropósito se enmarcan generalmente en el contexto de la gestión integral de
recursos hídricos. El principio de estos proyectos es alcanzar varios objetivos simultáneamente
a través de medidas estructurales y no-estructurales, tales como cambios en los sistemas de
irrigación y construcción/modificación de centrales hidroeléctricas. Entre los objetivos más
comunes se pueden citar:
• Reducir los riesgos frente a avenidas.
• Suministrar agua para la agricultura, el consumo urbano o el uso industrial.
• Producir energía hidroeléctrica.
• Fomentar la recreación (por ejemplo, la navegación).
En general, esto se consigue con la construcción de grandes infraestructuras de retención como las
presas. Mediante su uso, se maximiza la rentabilidad del proyecto y se alcanzan los objetivos con
una inversión menor a la necesaria si se intentaran cumplir con medidas individuales. Los objetivos
y los beneficiarios de cada objetivo tienen que ser claramente definidos.
El objetivo de este documento es plantear directrices que sirvan de base para análisis más detallados
y futuras planificaciones, y que incluso permitan estar preparados frente a los efectos que estas
acciones e infraestructuras puedan significar para las poblaciones. El documento compila aspectos
científico-técnicos básicos sobre los fenómenos implicados en los efectos del cambio climático
a altitudes elevadas, en tipos de construcciones y condicionantes, en logística y en costos, así
como en plazos para el desarrollo de las medidas y las perspectivas sociales, culturales, políticas,
económicas y ecológicas que se tienen que considerar durante todo el proyecto. Si bien uno de los
efectos del retroceso glaciar es la contaminación del agua por el proceso de oxidación de metales
que quedan expuestos ante la pérdida de masa glaciar (lo cual a su vez afecta la calidad del agua),
este aspecto no ha sido considerado en el presente documento ya que escapa al enfoque del mismo.
Para la elaboración de este informe se han tomado como ejemplo cuatro casos de estudio situados
en la Cordillera Blanca: Artesonraju/Parón, Arhuaycocha/Jatuncocha, laguna 513/ pampa de
Shonquil, y laguna Palcacocha. Por otra parte, al final de este documento se establece una serie de
recomendaciones acerca de posibles nuevos pasos a seguir.
Tras el aluvión ocurrido en 2010 en la laguna 513 del nevado Hualcán situado en la Cordillera Blanca
(región de Ancash), se han considerado varias medidas para la reducción de riesgos en la zona. Por
ejemplo, se ha tenido en cuenta la posibilidad de combinar la protección frente a las inundaciones
con la mejora de las garantías de suministro de agua en épocas secas y también con una eventual
producción de energía hidroeléctrica.
Estas consideraciones han pasado a formar parte del Proyecto Glaciares+ desarrollado por el
consorcio de colaboración suizo - peruano conformado por CARE Perú y la Universidad de Zurich
y financiado por la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (COSUDE). Este proyecto
ha comenzado a estudiar los procesos, potenciales y retos que ofrece el fenómeno del retroceso
glaciar a través de los proyectos multipropósito. En el capítulo 3 de este documento se trata el caso
de la pampa Shonquil situada al pie del nevado Hualcán. Este evento tiene un carácter general que
se puede aplicar a las cordilleras peruanas en vista de los cambios en el ciclo del agua provocados
por el impacto del cambio climático sobre los glaciares.
Los riesgos relacionados con inundaciones catastróficas y flujos de escombros provocados por el
desbordamiento de lagunas creadas por el retroceso glaciar, están normalmente asociados a bajas
probabilidades pero grandes daños potenciales (eventos de grandes magnitudes). Esto genera que
las obras necesarias para la retención de una eventual inundación sean costosas y que sea más útil
considerar múltiples usos para las mismas. La infraestructura en la laguna Parón en la Cordillera
Blanca (ver caso de estudio 3.2) fue un trabajo pionero de este tipo, cuya finalidad fue proteger a
la población local y los bienes frente a las consecuencias a largo plazo del cambio climático. Por
su parte, la presa de materiales sueltos de 6 m de altura en Jatuncocha (caso de estudio 3.1) es un
ejemplo de eficacia en la Cordillera Blanca en relación al desbordamiento de la laguna Artison chica
(Valle de Santa Cruz) ocurrido en febrero de 2012.
Incluso sin considerar múltiples usos, la construcción a lo largo de un valle de diques de retención que
laminen la avenida y retengan material transportado, puede ser una solución económica y efectiva
siempre dentro del marco de un concepto integral de gestión de riesgo. La instalación de sistemas
de alerta temprana (SAT) es una de las medidas complementarias que ayuda a pronosticar posibles
inundaciones y a prevenir los potenciales daños, pero hay que prever un mantenimiento continuo e
intensivo. La construcción de diques de seguridad en las propias lagunas debe ser enfocada como
un proyecto multipropósito en el que se valoren tanto los beneficios del proyecto como los costos
del mismo. Entre los beneficios encontramos el aumento de control sobre la laguna, el aumento
de las garantías de suministro de agua, el potencial hidroeléctrico y los usos turístico-recreativos.
Además, en general los costes de mantenimiento son reducidos. En cuanto a los costos, se deben
considerar los impactos ambientales, el riesgo de rotura (especialmente si se trata de un dique de
materiales sueltos) o los costes de mantenimiento y construcción, en particular porque se trata de
zonas remotas.
1.1. GLACIARES, AGUA Y TOPOGRAFÍA EN LAS CORDILLERAS PERUANAS
Salvo algunas excepciones (por ejemplo, Karakorum), los glaciares de montaña están retrocediendo
rápidamente (WGMS, 2008). Desde el último pico de extensión glaciar de la pequeña edad de hielo
(globalmente considerada entre mediados y finales del siglo XIX), se han registrado grandes
disminuciones de la cobertura de hielo y de los volúmenes de los glaciares, y esta disminución parece
ir en aumento (Zemp et al., 2015). Análisis recientes de imágenes satélite de alta resolución indican
un aumento en las pérdidas en los Andes tropicales (Rabatel et al., 2013; Salzmann et al., 2013).
Debido al impacto del ser humano sobre el clima (aumento del efecto invernadero), continuarán en
el futuro las tendencias de calentamiento atmosférico y retroceso glaciar. En la actualidad, se están
realizando grandes esfuerzos para modelar escenarios futuros de cambio climático y desaparición
de glaciares a escala de cordilleras completas. Estas simulaciones están basadas en inventarios de
glaciares, modelos digitales del terreno y escenarios climáticos. A su vez, estos datos proporcionan la
base de conocimiento para evaluar los impactos económicos y medioambientales de estos fenómenos,
y permiten la planificación de estrategias de adaptación. En regiones de alta montaña tales estrategias
están basadas en primer lugar en condiciones de riesgo, en cambios en el abastecimiento de agua y
en el potencial hidroeléctrico, además de cambios en el paisaje con connotaciones turísticas (Haeberli
et al., 2016a, Ídem, 2016b).
Nevado Salkantay, Cusco Foto: Wilson Suarez, SENAMHI
Un gran número de lagunas pueden formarse allá donde las partes más planas de los glaciares
desaparecen (Linsbauer et al., 2012; Ídem, 2016). En las cordilleras peruanas ya existen muchas
lagunas y se prevé la formación de otras nuevas en el futuro (Colonia et al., 2015). Estas lagunas pueden
ser turísticamente atractivas, además de interesantes desde el punto de vista de suministro hídrico
e hidroeléctrico, pero también constituyen un serio peligro para las poblaciones e infraestructuras
(Carey et al., 2012b; Haeberli et al., 2016a; Ídem, 2016b). Como peligro principal, las olas creadas por
el impacto de avalanchas de hielo y rocas sobre sus superficies pueden producir desbordamientos
y originar los consiguientes aluviones de agua y flujos de escombros con efectos devastadores para
el valle ubicado a gran distancia aguas abajo. Cabe diferenciar, por otro lado, los efectos de estos
procesos en zonas montañosas en comparación con los producidos en zonas llanas, ya que los flujos
en alta montaña son mucho más violentos, con velocidades mayores y con un alto poder erosivo y
destructivo.
El riesgo de inundación por la formación de nuevas lagunas es algo a considerar durante las próximas
décadas o siglos, dado que la tendencia de los glaciares es a desaparecer en un mundo cada vez más
cálido.
Otra seria consecuencia de la desaparición de los glaciares es su efecto sobre la estacionalidad de la
escorrentía y aporte de agua a las zonas bajas de las cuencas. Durante la estación seca en el Perú,
la escorrentía en ríos depende esencialmente del deshielo glaciar. Con áreas glaciares en continuo
retroceso, el aporte de agua a la intensa agricultura de la árida vertiente del Pacífico se ve seriamente
amenazado. Reemplazar parcialmente el almacenamiento estacional de los glaciares mediante el
uso de las lagunas como embalses, es una opción que debe ser cuidadosamente analizada. Esta
iniciativa implicaría verificar aspectos como la seguridad de la población ubicada aguas abajo, en
base a un adecuado análisis de riesgos.
Por otro lado, la posibilidad de uso de las nuevas lagunas como embalses para la producción
hidroeléctrica puede ser una alternativa interesante y debe ser evaluada bajo consideraciones de costo/
beneficio económico, aspectos sociales y el múltiple uso del agua. Recientes conflictos sociales en la
Cordillera Blanca han demostrado la complejidad del tema. Ejemplos y explicaciones de los mismos
pueden encontrarse en los reportes mensuales de la Defensoría del Pueblo (Defensoría del Pueblo,
2016). Parece que los conflictos denominados socioambientales están incrementándose, sobre todo
en la región Ancash. La presencia e incremento de los conflictos sociales en zonas de alta montaña y
su complejidad hace que sea imprescindible tenerlos en cuenta con mayor protagonismo y desde un
inicio, sobre todo para proyectos multipropósito que precisamente involucran a poblaciones de una u
otra manera.
La característica topográfica de alta montaña de las cordilleras peruanas es un factor de influencia
sobre todas estas consideraciones. Los picos más altos situados por encima de los 5 000 m s. n. m.
suelen tener una topografía caracterizada por fuertes pendientes con glaciares colgantes que contienen
rocas permanentemente congeladas (permafrost) y con temperaturas cerca de 0ºC (Carey et al., 2012b).
El incremento continuo de temperatura y la pérdida de hielo superficial y de capas más profundas
reducirán la estabilidad de tales vertientes escarpadas con hielo e incrementarán la probabilidad de
grandes avalanchas de hielo y rocas. Las lagunas existen o se forman al pie de los grandes picos en
las zonas de menor pendiente donde las lenguas glaciares se funden. Las lagunas se pueden formar
detrás de las morrenas o en depresiones del lecho rocoso. Los valles bajo las lagunas o morrenas son
a menudo poco inclinados o en ocasiones incluso escalonados, intercalando partes muy llanas (llanuras
de inundación, otras lagunas, etc.) con partes de mayores pendientes, aunque también pueden ser
angostas quebradas. Como consecuencia de esta topografía, el potencial hidroeléctrico de estas lagunas
o cadenas de lagunas es elevado. Por otro lado, los procesos relacionados con el desbordamiento de
las lagunas pueden iniciar un complejo proceso en cadena (avalancha, ola de impacto, rotura de la
morrena por desbordamiento, avalancha por rotura de las paredes de la laguna, desbordamiento de
ríos, rotura de presas, erosiones devastadoras, etc.) que lleven a eventos de carácter extremo en cuanto
a volúmenes, alcances y daños. Una topografía escalonada en varios niveles puede ofrecer, sin embargo,
posibilidades para la reducción de riesgos y laminación de avenidas (ver Ilustración 1).
Ilustración 1. Un ejemplo de topografía escalonada. Perfil topográfico del glaciar Shullcon 3 (Cordillera
Central) incorporando la posible formación de dos nuevas lagunas en el futuro (Colonia et al., 2015).
1.2. CONTEXTUALIZACIÓN EN ESTUDIOS DE INGENIERÍA MULTIPROPÓSITO
Proyectos de pequeña, mediana o gran envergadura, como es el caso de los proyectos de
ingeniería multipropósito, resultan particularmente fortalecidos cuando se tiene en consideración
las perspectivas sociales, políticas, económicas, culturales y ecológicas que involucran directa o
indirectamente a las diversas poblaciones donde un proyecto específico impactará (Frey et al., 2016).
Tener en cuenta, por ejemplo, los valores culturales presentes (Jurt et al., 2015a) o las percepciones
relacionadas con los glaciares y su desglaciación (Jurt et al., 2015b), podrían resultar determinantes
o incluso condicionantes para la realización de cualquier proyecto. Por ello la importancia de tenerlos
en consideración dentro de un amplio contexto y a diferentes escalas: local, distrital, provincial,
regional, nacional e inclusive internacional.
En consecuencia, definir y caracterizar el contexto desde el inicio de un proyecto de ingeniería
multipropósito, es decir, considerarlo desde su concepción y formulación y tenerlo presente a lo largo
del mismo e incluso después de su ejecución y puesta en marcha, podría resultar fundamental para el
éxito, el empoderamiento y la sostenibilidad de estos proyectos. Dicho de otra manera, este ejercicio
permitirá prever impactos positivos o impactos adversos con los costos sociales y/o las elevadas
pérdidas económicas que podrían significar al ser ignoradas. Este enfoque transversal enmarcado en
proyectos de adaptación al cambio climático tiene la particularidad de brindar insumos y argumentos
que serán útiles para los procesos de negociación a todo nivel y durante las diferentes etapas de un
proyecto específico (Huggel et al., 2015).
Carhuaz, Áncash. Foto: Enrique Cúneo, Fábrica de Ideas/ CARE Perú
Es recomendable y de especial consideración1 ahondar en la complejidad del contexto y los aspectos
que podrían condicionar la ejecución de un proyecto multipropósito. Por ello, considerar estudios
con un enfoque transversal de este orden constituye una buena base para los estudios de impacto2
y los procesos de consulta previa que exige la ley peruana3. En ese sentido, se propone la aplicación
de estudios cualitativos en profundidad orientados a la descripción, comprensión y análisis de los
diferentes actores y factores que podrían configurar aspectos determinantes con efectos positivos o
negativos y que podrían condicionar la ejecución de proyectos de propósito múltiple. El fundamento
de estos estudios pone especial énfasis al enfoque local y cualitativo, y tiene como finalidad
proporcionar un panorama más amplio de contexto desde diferentes estratos y escalas de las
poblaciones involucradas. Este tipo de estudios considera como principal fuente de información a las
percepciones de los diferentes actores y sectores involucrados e incide en el análisis de elementos
presentes en las poblaciones que describan sus fortalezas y debilidades, el tejido social existente, las
relaciones de poder en el interior de ellas (que las condicionan o promueven), la presencia o carencia
de acceso al mercado y/o sus alternativas, además de la relación con la naturaleza, sus medios de
vida, el entorno, entre otros.
En conclusión, estos estudios cualitativos pueden brindar, a priori, elementos de contexto determinantes
que serán de gran utilidad en la concepción, planificación y desarrollo de proyectos multipropósito.
Sus resultados pueden ser útiles para los procesos de negociación y diálogo de las partes y para una
adecuada difusión y comunicación del proyecto y sus beneficios, pero también para generar un clima
armónico y transparente en el desarrollo de un proyecto.
1 Consideraciones no sólo ambientales sino también de orden social, cultural y político pueden generar resultados inesperados. Por ejemplo, regiones que aparentan cierta estabilidad y calma social, sobre todo al interior de sus centros
administrativos, pueden contar con otra realidad a lo largo y ancho de su región, y la misma puede afectar al resto de la región o incluso al país. Resulta útil revisar los reportes mensuales sobre conflictos sociales de la Defensoría del Pueblo, así como los reportes de la Unidad de Prevención y Gestión de Conflictos de la Autoridad Nacional del Agua.
2 En la práctica, los estudios de impacto ambiental son obligatorios (en el Perú, como en la mayoría de los países democráticos, sus leyes lo exigen) y se trata sobre todo de estudios cuantitativos de ejecución rápida a través de
encuestas. En algunos casos consideran la aplicación de entrevistas o grupos focales cuya función principal es validar la información recogida. Sin embargo, esto no garantiza que se logre reflejar un amplio contexto de la población
intervenida y menos desde una perspectiva local.
3 Ver: www.consulta-previa.org.pe/index.html
II. DESARROLLO DE PROYECTOS MULTIPROPÓSITO 2.1. TIPOS DE PRESAS
Las presas se clasifican según el tipo de estructura y los materiales que las componen. Las presas de
elementos naturales pueden ser de piedra o de tierra, mientras que las de hormigón suelen ser de gravedad,
de bóveda o de contrafuertes.
Las presas realizadas con elementos naturales (o de
escollera) necesitan una transformación mínima de
los materiales primarios disponibles, los cuales se
encuentran generalmente en los alrededores de la
zona donde se quiere construir. En este
tipo de presas, y debido a la necesidad
de estabilidad, la base suele ser muy
ancha en comparación con su altura.
Por otro lado, las filtraciones que se
pueden producir en la propia presa
pueden reducirse o incluso eliminarse
con la utilización de recubrimientos
impermeables (a base de limos o arcillas, o
incluso de geotextiles) en el núcleo de la misma. Esta impermeabilización debe de extenderse igualmente
con una excavación para evitar infiltraciones por debajo.
También encontramos a las presas de hormigón las cuales, tal
como se señaló, son de tres tipos. El primero son las presas
de gravedad, las cuales son estructuras
triangulares con una base ancha que se
va estrechando hacia la parte superior y
con la cara situada en la parte del embalse
casi de manera vertical. Al igual que las
presas realizadas con materiales naturales, su
estabilidad se basa en su propio peso, por lo que
no requieren de un gran mantenimiento posterior.
Es conveniente mencionar que, desde el punto de vista económico, un embalse construido en lagunas de
origen glaciar seguras cuesta entre 3 y 10 centavos de dólar por metro cúbico almacenado. Esto significa
una gran diferencia si se compara con métodos tradicionales de construcción de embalses en zonas llanas
donde prácticamente se construye el vaso del embalse con un coste de 1 a 1.50 dólares por metro cúbico
almacenado. Algunos ejemplos de este tipo son la laguna Parón y muchas otras ubicadas en las cuencas de
los ríos Mantaro y San Gabán. Todos estos embalses han sido construidos por empresas de electricidad, sin
embargo, el agua regulada también sirve como agua potable o para otras actividades como la agricultura.
Escollera
Gravedad
La mayor parte de las presas que se han construido son de tierra con núcleos impermeables (para evitar las
filtraciones) y revestimiento de enrocados. Al mismo tiempo, hay que destacar que la mayor parte de estas
presas se clasifican como pequeñas.
Por su parte, las presas de bóveda presentan una curvatura con
la parte convexa situada en el embalse para poder distribuir la
carga a través de toda la presa hasta los extremos, los cuales
deben tener una muy buena cimentación. La
ventaja de este tipo de presas es que la cantidad
de material necesario es menor al de las presas
de gravedad, aunque las condiciones exigidas
del terreno son más estrictas y no se pueden
realizar en todos los emplazamientos.
Finalmente, las presas de contrafuertes son una versión
aligerada de las presas de gravedad. Cuentan con una
pared (curva o plana) que almacena el agua del
embalse, y también con pilares o contrafuertes
triangulares aguas abajo que sujetan la pared
y transmiten la carga al terreno. Sin embargo,
no siempre son menos caras que las primeras,
puesto que se necesita más acero de refuerzo y
una mayor cantidad de formas. En el caso de suelos
inestables y que no soportan una gran cantidad de peso, las presas de contrafuertes pueden ser una
muy buena alternativa a las de gravedad.
Arco-Bóveda
Contrafuerte
2.2. VARIEDADES DE SUSTRATO EN CUENCAS DE ALTA MONTAÑA
En las zonas de gran altitud de las cordilleras peruanas, el sustrato sobre el que se desarrollan los procesos
geodinámicos y donde toda infraestructura debe ser construida se compone de:
• Macizo rocoso (ver Ilustración 2, izquierda), a menudo de tipo cristalino y pulido por la erosión glaciar
durante las épocas iniciales de mayores extensiones glaciares (Pequeña Edad de Hielo, Glaciaciones), y
algunas veces fracturados por una erosión fluvial más reciente. Por ejemplo, las lagunas 513 y Arhuaycocha
tienen sustrato de macizo rocoso. La permeabilidad depende del grado de fracturación de la roca, siendo
esta mayor a medida que aumenta el número de fisuras y sus dimensiones. Por otro lado, dadas las
pendientes pronunciadas que caracterizan estas regiones, la escorrentía suele ser elevada. La erosión de
este tipo de suelos es lenta y principalmente causada por movimientos de masas de hielo y nieve.
• Morrenas no consolidadas o débilmente consolidadas (ver Ilustración 2, derecha), formadas por material
de diversas dimensiones que incluye desde arenas hasta grandes bloques. Algunos ejemplos son las
grandes morrenas que circundan las lagunas Palcacocha y Llaca. La permeabilidad de estos suelos
depende principalmente del grado de fracturación de los materiales; y la escorrentía es elevada al contar
con pendientes pronunciadas. La erosión de estos suelos es lenta debido al gran tamaño de los materiales
que lo componen, aunque sí se puede producir un lavado de los materiales más finos por caudales de
escorrentía.
Ilustración 2. Izquierda: Lecho rocoso en la laguna 513. Foto: Wilfried Haeberli (julio 2010).
Derecha: Gran morrena en laguna Palcacocha con brecha producida por el sobrevertido de 1941. Foto: Wilfried Haeberli (enero 2011).
• Gravas fluviales (ver Ilustración 3, izquierda), a menudo mezcladas con sedimentos de grano fino
procedentes de las lagunas que se encuentran en los fondos planos de los valles. La pampa Shonquil
y la laguna Jatuncocha son dos claros ejemplos, aunque con características diferentes. La pampa
Shonquil se encuentra al pie de la laguna 513 y tiene una longitud menor a un kilómetro, mientras
que la planicie aguas arriba de Jatuncocha tiene más de 4.5 km y un ancho mayor. Salvo en el caso
de que los sedimentos provengan únicamente de las lagunas, la permeabilidad de este tipo de suelos
es elevada dado el alto grado de fracturación, lo que junto con pendientes más suaves, hace también
disminuir la escorrentía. El menor tamaño de estos materiales favorece la erosión del suelo que es
principalmente ocasionada por los ríos.
• Materiales de diverso tamaño procedentes de gelifracción (ver Ilustración 3, derecha), con bordes
afilados y origen en los desprendimientos de rocas con o sin transporte supraglaciar. Un claro
ejemplo es el dique situado en la laguna Parón. La permeabilidad en estos suelos es heterogénea,
pero generalmente elevada, al menos en zonas de fuertes pendientes. La escorrentía depende de
las pendientes del terreno.
Ilustración 3. Izquierda: Depósitos fluviales y sedimentos lacustres con depósitos de flujos de escombros del evento del 2010 en pampa Shonquil.
Foto: Wilfried Haeberli (julio 2010). Derecha: Umbral de morrena / escombros de roca en laguna Parón.
Foto: Wilfried Haeberli (junio 2009).
• Depósitos procedentes de flujos de escombro (debris flows), no clasificados y escasamente
consolidados, con características similares a las morrenas de las que a menudo proceden. Existen
numerosos ejemplos en las laderas del valle del río Santa y sus afluentes.
Las propiedades geotécnicas (esfuerzos de tracción/cortante/compresión, permeabilidad hidráulica,
etc.) de estos tipos de substratos representan algunos de los principales condicionantes para el diseño
de cimentaciones de instalaciones previstas y deben, por tanto, ser cuidadosamente estudiados por
medio de minuciosas campañas geológico-geotécnicas (prospecciones geofísicas, sondeos para
grandes infraestructuras, etc.).
Tales estudios deben analizar la idoneidad de los suelos para su utilización como materiales de
construcción. Por ejemplo, las gravas y arenas pueden ser adecuadas para la producción de hormigón;
por otro lado, las arcillas y limos son materiales impermeables que, en función de su disponibilidad y
su idoneidad, podrían constituir el núcleo impermeable de una presa de materiales sueltos.
2.3. HIDROLOGÍA
La hidrología se encarga de estudiar la distribución espacio-temporal del agua desde su creación en
la atmósfera (lluvia) hasta su propagación en ríos, teniendo en cuenta todos los procesos existentes
como la humedad y la saturación del suelo, la evapotranspiración y el equilibrio de las masas glaciares.
La aplicación de un estudio hidrológico a una cuenca permite examinar la disponibilidad de agua y su
distribución durante los periodos secos y húmedos, los cuales son justamente estudios preliminares
fundamentales a la hora de construir un embalse.
Para dichos estudios, diversos datos iniciales son necesarios tales como precipitación, temperatura,
evapotranspiración potencial o medidas de caudales. En condiciones óptimas, estos datos existirán
previamente al estudio, ya que se necesitan series de mediciones en el tiempo que cubran varios
años. Con ellos se puede calibrar y validar un modelo hidrológico que posteriormente nos permitirá
simular y analizar diferentes escenarios futuros, ya que en general los embalses tienen una vida útil
de varios decenios y el servicio que brinda durante toda su vida útil tiene que ser verificado.
2.4. CONSTRUCCIÓN DE PRESAS
El proyecto de construcción de una presa comporta diferentes tipos de estudios previos y depende de los
objetivos para los que esta se proyecta. Los objetivos principales son generalmente el embalsamiento y
regulación del agua para la agricultura o el consumo humano, la laminación de crecidas para la disminución
de inundaciones aguas abajo y la producción de energía hidroeléctrica, aunque también pueden existir otros
objetivos como los ecológicos u otros relacionados con el turismo. Actualmente, muchos de los proyectos
de nueva construcción incluyen varios de estos objetivos y suelen llamarse proyectos multipropósito.
El primer ejemplo a nivel nacional de una obra multipropósito ha sido Parón, en la cual se ha combinado
seguridad y afianzamiento hídrico, y se ha logrado regular una cantidad de hasta 40 millones de metros
Nivel aliviadero
Gavión Piedras sueltas Nivel del suelo
Ilustración 4. Ejemplos de diques de gaviones para la laminación y retención de sedimentos durante las avenidas. Izquierda: Foto de la Editorial de Construcción Arquitectónica de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, España.
Derecha: Esquema de Sthapit y Tennyson (1991).
cúbicos. Un segundo ejemplo es el de la laguna Sibinacocha ubicada cerca de la capa glaciar Quelccaya
(Cordillera Vilcanota, Cusco), donde una presa de 8.40 m de altura almacena 110 millones de metros
cúbicos en una laguna con una longitud de 15 km.
Estos proyectos multipropósito suelen ser importantes en zonas de alta montaña con ciertas
necesidades básicas como la protección de la población contra avenidas o la mejora de la disponibilidad
del recurso hídrico existente principalmente para la agricultura. Además, estos proyectos cuentan con
potencial para producir energía.
Para el caso de los proyectos multipropósitos, el estudio de los recursos hídricos en la cuenca es
fundamental. El volumen de embalse que se crea tras la realización de una presa no es únicamente un
parámetro de diseño, sino que se tiene que poder rellenar una vez la presa haya sido construida, y para
lograrlo, debe existir agua suficiente en la cuenca aguas arriba. Al mismo tiempo, esta agua tiene que
ser utilizada para un objetivo concreto: el hecho de poder realizar un gran embalse y llenarlo no quiere
decir que todo el volumen de agua sea necesario. Quizás un embalse de dimensiones más pequeñas
sea suficiente para los objetivos de las comunidades colindantes.
La magnitud de la obra es de gran importancia para países en vías de desarrollo, ya que los problemas
siempre se tienen que resolver de acuerdo con las posibilidades técnico-económicas disponibles. De
otro modo, cuando se proponen proyectos con procedimientos de países desarrollados, se aplicaría
lo que los canadienses denominan “escala tecnológica equivocada”, es decir, se efectuarían proyectos
extremadamente caros y sofisticados que no son viables con los recursos disponibles y que incluso
pueden no ser sostenibles a largo plazo.
Por lo tanto, los estudios de presas no solo se deben basar en estudios estructurales, sino también
en los recursos técnico-económicos del país y en los estudios de necesidades actuales y futuras del
recurso hídrico.
En aquellos casos en los que la necesidad es únicamente de protección ante las inundaciones, puede
ser necesaria la construcción de diques de retención (ver Ilustración 4) cuyo fin es la laminación
de la avenida. Gracias a estos diques disminuye tanto el caudal máximo como la velocidad de las
aguas, lo cual a su vez minimiza los daños causados. Además, estos diques tienen la capacidad de
retener los materiales (sedimentos, vegetación, etc.) transportados que por su volumen pueden causar
daños a infraestructuras y poblaciones. Este tipo de ejemplos se ha desarrollado bastante en cuencas
cercanas a Lima como Chosica y Ayacucho, y en cierta medida también cerca de Huaraz, en la zona de
Rataquenua.
En función de las características de la cuenca, puede ser necesaria la construcción de varios diques
de retención a lo largo dev cauces por donde se estime que podría pasar la avenida, para aumentar la
eficacia del sistema de retención.
2.5. PLANIFICACIÓN Y LOGÍSTICA
Una vez definidos los objetivos de la construcción, es imprescindible la planificación de las obras y la
correcta definición de toda la logística necesaria. Unos trabajos bien estructurados optimizan el tiempo de la
construcción y minimizan los costes totales de la misma.
Los costos y los beneficios tienen que ser también analizados. Como beneficios no se entiende únicamente
los económicos sino también los sociales, es decir, la mejora de la seguridad o del desarrollo sostenible de
la región, la disminución de las consecuencias de las sequías y, por consiguiente, de los recursos disponibles
para consumo propio, etc. También hay que tomar en cuenta los costos de mantenimiento de la construcción.
La planificación del proyecto tiene que considerar los recursos de trabajo disponibles en la región en términos
de mano de obra y experiencia.
Una buena planificación es fundamental para el éxito del proyecto. Esta debe contemplar los medios
materiales y humanos para la construcción, los condicionantes técnicos propios del proyecto a construir
(geología, topografía, hidrología, etc.) y los condicionantes no técnicos que pueden afectar al desarrollo de
la construcción. Sobre esto último, existen por ejemplo condicionantes climáticos que pueden impedir el
desarrollo de los trabajos durante determinadas épocas del año, o también condicionantes de tipo social
de la zona (costumbres, horarios laborales, vacaciones, fiestas locales o condiciones de trabajo). Es
indispensable entonces tener en cuenta el contexto social.
Laguna 513, Carhuaz, Áncash. Foto: Enrique Cúneo, Fábrica de Ideas / CARE Perú
La planificación debe contemplar también aspectos logísticos como el acceso a la zona de obra,
el transporte de trabajadores hacia allá (rutas) y las instalaciones para el personal que trabaja en
la construcción (comedores, vestuarios, aseos). En caso de que se encuentre lejos de un núcleo de
población, se debe considerar la necesidad de construir alojamientos para los trabajadores. Una
consideración adicional para las posibles obras dentro de áreas protegidas es asegurar el bajo
impacto sobre los ecosistemas o sobre las especies que ahí viven.
En definitiva, una buena planificación detallada y minuciosa juega a favor de un desarrollo exitoso
del proyecto al minimizar la aparición de imprevistos no deseados que pueden retrasar, encarecer y
paralizar el proyecto.
Es importante que en la fase de diseño se definan con precisión los objetivos del proyecto para que
este se adapte a las necesidades que debe satisfacer y también para, en la medida de lo posible,
conocer todos los costes y beneficios del mismo. Asimismo, conviene valorar la viabilidad de las
posibles alternativas. Por ejemplo, la construcción de grandes presas implica condicionantes
económicos, medioambientales, técnicos y sociales muy importantes. Las construcciones sin
vías de acceso también involucran una primera fase de creación de carreteras o caminos. Sin
embargo, construcciones menores como los diques de retención descritos en el apartado anterior,
pueden satisfacer las necesidades del proyecto con un menor coste material y un menor impacto
medioambiental, además de ser de más fácil ejecución.
Igualmente, es esencial que los estudios de factibilidad y la planificación sean realizados de manera
integral con la colaboración de expertos de diferentes disciplinas. Por ejemplo, para realizar un
análisis de costo-beneficio se requiere de la contribución de economistas, glaciólogos, hidrólogos,
ingenieros de las ramas ambientales y civiles, sociólogos/antropólogos, etc.
DE PROYECTOS MULTIPROPÓSITO
2.6.1. Financiamiento
La financiación del proyecto puede determinar una parte de los objetivos del mismo. Por ejemplo, la
realización de una presa con el único objetivo de producción hidroeléctrica difícilmente será subvencionada
por una agencia de cooperación o un organismo internacional. En cambio, un proyecto correctamente
definido y con objetivos directamente relacionados con la mejora de la calidad de vida de una región (por
ejemplo, que implique la disminución de riesgo de inundación y la mejora de la disponibilidad del recurso
hídrico), será de mayor interés para el gobierno regional o la comunidad internacional, especialmente
cuando la metodología puede ser aplicable también a zonas similares con un coste inferior al del primer
proyecto.
Cabe mencionar que un proyecto multipropósito afronta diversos objetivos que están relacionados con
diferentes tipos de riesgo y, en consecuencia, con diferentes tipos de financiamiento y financiadores. En las
primeras etapas existen riesgos relacionados con las estructuras que se deberán remover y que no son
fáciles de predecir (como la construcción de la caverna de una hidroeléctrica) y, por esa razón, las fuentes
de financiamiento comerciales generalmente no manifiestan interés. Como resultado, y dependiendo del
tamaño de la inversión, el Estado podría participaren esquemas como las Asociaciones Público Privadas
(APP). En etapas subsiguientes pueden existir otras obras tales como la construcción de infraestructura para
la habilitación o la consolidación de áreas agrícolas o el cambio o introducción de la cédula de cultivo. Estas
obras tienen relación con otros tipos de riesgos y también con distintos arreglos para el financiamiento.
Fincas resilientes, Carhuaz, Áncash. Foto: Elmer Ayala / CARE Perú
Los proyectos multipropósito tienen la ventaja de generar mayores beneficios a partir de ciertas
inversiones que son comunes a todas las posibles intervenciones, lo cual incentiva a más actores a
participar y financiar el proyecto. El diseño de la estrategia de financiamiento debe considerar estos
riesgos y proponer los cursos de acción adecuados.
La Ley de Recursos Hídricos (Ley N° 29338) establece en su artículo 2 sobre el dominio y uso público
del agua que esta es un patrimonio de la Nación y un bien de uso público cuya administración solo
puede ser otorgada y ejercida en armonía con el bien común, la protección ambiental y el interés
de la Nación. Los glaciares y las lagunas son bienes asociados al agua, por lo tanto están sujetas al
aprovechamiento bajo la premisa anteriormente mencionada y sin comprometer la sostenibilidad de
los ecosistemas.
A través de la Autoridad Nacional del Agua (ANA), el Estado promueve la gestión integrada,
participativa y multisectorial; el aprovechamiento sostenible; la conservación; la preservación de la
calidad y el incremento de los recursos hídricos. La ANA tiene entre sus funciones el elaborar, proponer
y supervisar la implementación de normas en materia de formulación de estudios de proyectos
hidráulicos multisectoriales destinados al aprovechamiento sostenible de recursos hídricos (ANA,
2010). Sin embargo, debido a la debilidad de capacidades en los gobiernos subnacionales o a la poca
conectividad de estos gobiernos con la inversión privada, aún son pocos los proyectos que proponen y
que se ejecutan bajo este enfoque.
En los Andes del Perú se ubican 19 cordilleras nevadas, algunas de las cuales forman parte de áreas
naturales protegidas como la Cordillera Blanca que pertenece al Parque Nacional Huascarán (PNH). Según
el artículo 68 de la Constitución Política del Perú, “(e)l Estado está obligado a promover la conservación de
la diversidad biológica y de las áreas naturales protegidas”. Este mandato lo cumple el Servicio Nacional de
Áreas Naturales Protegidas por el Estado (SERNANP), que es la autoridad técnico-normativa encargada
de conservar estos espacios y de velar por el mantenimiento de la diversidad biológica.
En el PNH, por ejemplo, algunas lagunas están en peligro de desbordamiento, lo cual podría generar una
inundación aguas abajo. En este escenario, se vuelve necesario implementar proyectos de seguridad
que a la vez puedan solventar otros problemas como el déficit hídrico mediante la regulación. Para ello
es importante que el PNH y el SERNANP desarrollen instrumentos que permitan responder a futuras
demandas de proyectos multipropósito.
Estos no son los únicos retos que enfrenta el desarrollo de proyectos multipropósito, existen varias
aristas. Por ejemplo, se deben fortalecer las capacidades de las entidades desde una perspectiva
institucional y de recursos humanos para la concepción, diseño y ejecución de esta clase de proyectos.
Institucionalmente, se debe identificar las entidades que tienen las competencias para desarrollar
esta clase de proyectos (probablemente sean los gobiernos regionales o locales) y ciertamente, se
deben evaluar las capacidades de estos gobiernos subnacionales. Una de las limitaciones a superar es
que el sector público se ha sectorizado de manera funcional y con pocas posibilidades de integración
territorial (como podría ser una cuenca). El reto en este caso será identificar y fortalecer a las entidades
que asumirían el rol de tener una mirada de proyectos multipropósito.
Identificada la entidad (o entidades), se le debe dotar de las capacidades para formular y ejecutar
proyectos multipropósito. El objetivo es riesgoso porque no se desea tener una entidad con un frondoso,
costoso y a veces inefectivo aparato administrativo. Se debe establecer más bien una organización
ejecutiva capaz de convocar a las entidades más eficientes, y ya que estas entidades generalmente
son movidas por las fuerzas del mercado o incentivos de éxito, contar con ellas es un reto desafiante.
Es poco lo que se ha avanzado hacia la implantación de un sistema que genere proyectos multipropósito,
y las experiencias recientes son la continuación de conceptos de proyectos ideados por instituciones
décadas atrás, que se supone han sido superados en la actualidad.
Otro reto a asumir es el diseño y la sustentación del propio proyecto multipropósito, pues este deberá
demostrar con claridad cuáles son los problemas que resolverá y quiénes serán los beneficiarios
directos de esta intervención.
En definitiva, todo el esfuerzo que se invierte para enfrentar los retos mencionados es recompensado
con los innegables beneficios que proporcionan los proyectos multipropósito.
CONTEXTO
Medios materiales y humanos; condicionantes
técnicos; logística.
Embalsamiento y regulación para la agricultura o consumo, laminación de crecidas, producción de
energía hidroeléctrica, ecológicos, turismo.
III. POSIBLES EJEMPLOS PRELIMINARES DE APLICACIÓN
Los siguientes ejemplos se sitúan en la Cordillera Blanca, en la región de Ancash. Estos casos
conciernen a estudios que han sido o son tratados recientemente.
3.1. LAGUNAS ARHUAYCOCHA Y ARTISON
Ya en la década de 1960, un dique de seguridad de materiales sueltos de 6 metros de altura con
un desagüe en su base (ver Ilustración 7, izquierda), fue construido en el punto bajo de la laguna
Jatuncocha (8°55’45’’S/77°39’30’’) en la Quebrada de Santa Cruz. Este dique funcionó correctamente
como obra de retención de inundaciones y realmente contribuyó limitando, aunque no evitando
completamente, los daños provocados por el desbordamiento de la laguna Artison baja en tres
ocasiones conocidas: antes de 1997, en 1997 y en febrero de 2012.
En 2012 el nivel de la laguna Artison era considerablemente mayor que hoy día (ver Ilustración 6).
El desbordamiento abrió una brecha en el dique de tierras y el nivel de agua en la laguna descendió
bruscamente provocando un gran flujo de agua y sedimentos (debris flow) que es reconocible en
las imágenes de Google Earth de agosto de 2012. Este suceso podría estar relacionado con las
inestabilidades de la ladera derecha del valle (ver Ilustración 7, sigiuente).
Ilustración 6. (a) Laguna Artison alta, (b) laguna Artison baja, (c) laguna Arhuaycocha y (d) laguna Jatuncocha. Foto: Google Earth capturada el 3 de agosto de 2012.
Según estudios de la Unidad de Glaciología y Recursos Hídricos (UGRH) de la Autoridad Nacional
del Agua (ANA), la laguna Artison alta cuenta con un volumen de 1.4 millones de m3 y está situada a
poca distancia aguas arriba de la laguna Artison baja. Esta posee un dique de roca sólida, pero está
expuesta a potenciales avalanchas de hielo procedentes de las empinadas laderas glaciadas, lo que
podría producir grandes olas de impacto en caso cayeran sobre su superficie. Dado que esta laguna
tiene una superficie de salida y carece de borde libre, un hipotético impacto podría crear una ola
que se propagaría aguas abajo en el valle por las lagunas Artison baja y Jatuncocha. Por otro lado,
la laguna Artison baja por sí sola y por su pequeño volumen, ya no representa un riesgo mayor; sin
embargo no se pueden descartar nuevos desbordes.
En el lado norte del Alpamayo existen otras dos lagunas directamente expuestas a avalanchas de hielo
desde las empinadas laderas glaciares. Una de ellas es la laguna Arhuaycocha (8°53’15’’S/77°37’30’’W)
con un volumen estimado de 19 millones de m3. La desaparición del factor de estabilización que
desempeña la lengua glaciar, todavía en contacto con el agua, podría provocar la caída de bloques de
hielo sobre la laguna y crear olas de impacto que podrían alcanzar la laguna Jatuncocha.
Arhuaycocha representa, por lo tanto, un riesgo alto considerando su elevado volumen y, sobre todo,
por la presencia de glaciares colgantes sobre ella. La obra que ha sido ejecutada para bajar 10 metros
el nivel de las aguas, debe complementarse con otras adicionales como un conducto cubierto y una
Ilustración 7. Izquierda: Obra de desagüe del dique de tierras de la laguna Jatuncocha. Derecha: Inestabilidades de ladera y marcas del antiguo nivel de la laguna Artison baja.
Fotos: César Portocarrero (2013).
presa de contención o dique de seguridad como ya se ha hecho en otras lagunas de la Cordillera
Blanca (por ejemplo, la laguna Llaca).
Por otro lado, la construcción aguas abajo de la presa de materiales sueltos del año 1960 ha
demostrado ser una excelente medida de prevención que redujo significativamente los riesgos y
daños sobre las infraestructuras y poblaciones. Sin embargo, la reducción del riesgo por esta medida
no es total y los eventos extremos todavía representan una amenaza para estas zonas. A pedido de
la hidroeléctrica Santa Cruz, se realizó un estudio de las consecuencias de un posible desborde de la
laguna Arhuaycocha (Portocarrero, 2013). Por ahora, un sistema de alerta temprana ayudaría hasta
que se logre la construcción de una obra de prevención definitiva.
3.2. LAGUNAS ARTESONRAJU/PARÓNN
El nivel de agua en la laguna Parón (8°59’20’’S/77°39’40’’W) está regulado desde 1970. Muchas
pequeñas lagunas se han formado en la cuenca durante las décadas pasadas y una nueva laguna se
formará en pocos años o décadas debido al proceso de fusión y retroceso que experimenta la lengua
casi plana del glaciar Artesonraju. El volumen de esta nueva laguna podría ser de algunos millones de
m3. Grandes avalanchas de hielo y roca procedentes, por ejemplo, del calentamiento del permafrost en
la cumbre del nevado Artesonraju, pueden alcanzar esta laguna en el futuro y causar olas de impacto
que provocarían su desbordamiento. Las inundaciones por estos desbordamientos pueden ser
retenidas en la laguna Parón siempre que se mantenga un adecuado borde libre. La laguna Parón es,
por tanto, un ejemplo de éxito de un proyecto multipropósito (protege frente a inundaciones y genera
Ilustración 8. (a) Glaciar Artesonraju, (b) laguna Parón, (c) nevado Arteson, (d) Huandoy y (e) Pisco. Foto: Google Earth capturada el 3 de agosto de 2012.
hidroelectricidad) aunque en el pasado reciente ha sido conocida como un sitio de intensos conflictos
sociales (Carey et al., 2012a). La belleza única de la laguna, en combinación con las carreteras de acceso
existentes, componen por sí mismas un gran potencial turístico. Recientemente el INAIGEM (Instituto
Nacional de Investigación en Glaciares y Ecosistemas de Montaña) ha planteado a las autoridades
de la localidad de Caraz ejecutar un proyecto de prevención para evitar que crezca esta nueva laguna.
Luego de una adecuada verificación del espesor del glaciar, el planteamiento es construir un conducto
de desfogue o de rebose para evitar que la laguna adquiera un elevado nivel de agua.
3.3. LAGUNA 513/PAMPA DE SHONQUIL
La laguna 513 se encuentra situada al pie del nevado Hualcán (9°12’45’’S/77°33’00’’W) en Carhuaz,
Ancash (ver Ilustración 9). Comenzó su formación en la década de 1980. Por medio de túneles en el
lecho rocoso, el nivel de la laguna se redujo artificialmente unos 20 m respecto a su cota natural a
comienzos de la década de 1990. Esto se hizo como medida de prevención contra las olas de impacto
provocadas por avalanchas de hielo y rocas.
El retroceso glaciar ha creado un nuevo escenario en el que la cuenca se encuentra amenazada por
potenciales desprendimientos de bloques de hielo y roca que pueden provocar el desbordamiento de
la laguna 513 y crear una inundación aguas abajo que afectaría, entre otras, a la población de Carhuaz.
Ilustración 9. (a) Nevado Hualcán, (b) laguna 513, (c) glaciar Hualcán y (d) pampa de Shonquil. Foto: Google Earth capturada el 16 de julio de 2003.
Un evento que prueba el riesgo existente fue el ocurrido el 11 de abril de 2010, cuando avalanchas de
hielo y roca procedentes de los glaciares colgantes y del permafrost relativamente caliente (cerca de 0ºC)
de la cumbre del nevado Hualcán, desencadenaron una ola en la superficie de la laguna que sobrepasó
los 20 m de borde libre, hecho que inició una cadena de procesos compuesta por inundaciones y flujos de
escombros que ocasionaron daños en la toma de agua situada en la pampa Shonquil (ver Ilustración 10),
así como en el río Chucchún y en la ciudad de Carhuaz.
Un nuevo desbordamiento de la laguna 513 podría dañar infraestructuras existentes, tales como
tomas de agua y conducciones, caminos o carreteras, puentes, zonas de regadío e incluso poblaciones
situadas aguas abajo de la laguna.
Para un sistema de alerta temprana (SAT) es esencial plantear un periodo de calibración del
sistema para definir los umbrales de las diferentes niveles de alerta. En el caso de la laguna 513,
se han realizado distintas simulaciones que aportan una primera estimación de las dimensiones del
fenómeno, las cuales han permitido identificar las zonas más afectadas para definir así un mapa de
amenazas y las trayectorias de evacuación.
Se ha trabajado también en un estudio de obras de protección frente a avalanchas o inundaciones.
Una de estas obras podría ser la construcción de una presa en la zona baja de la pampa Shonquil en
conexión con las obras de protección de la toma de agua potable de Carhuaz (EPFL/CREALP, 2013). Esta
alternativa representa una solución a largo plazo frente a los riesgos de avalanchas e inundaciones y
traería otros beneficios como el aumento de la capacidad de suministro de agua potable. Esta medida
ayudaría a proteger el empinado lecho del río Chucchún de las altas escorrentías causadas por las
abundantes precipitaciones o por desbordamientos de otras lagunas que pudieran formarse en el
futuro (ver Ilustración 11b).
Ilustración 9. (a) Nevado Hualcán, (b) laguna 513, (c) glaciar Hualcán y (d) pampa de Shonquil. Foto: Google Earth capturada el 16 de julio de 2003.
Ilustración 10. Vista del aluvión del 2010. Imagen facilitada: arquitecto Luis Mesa de la Municipalidad de Carhuaz.
El emplazamiento de la laguna 513 a gran altura y con fuertes desniveles, hace aconsejable el
planteamiento de estudios de viabilidad para el aprovechamiento hidroeléctrico. Además, la morfología
del entorno parece favorecer la implantación de sistemas hidroeléctricos con un impacto ambiental
mínimo. La instalación de la central, la conducción forzada y demás equipos se puede realizar en
el interior del macizo rocoso, minimizando así el impacto visual y ambiental de la zona. Además, el
caudal turbinado procedente de la laguna 513 juega un papel en favor de la reducción del riesgo de
desbordamiento puesto que disminuye el nivel de agua en la laguna.
Por otro lado, y considerando un proyecto multipropósito, es conveniente mencionar la demanda de
recursos hídricos en la subcuenca Chucchún que ha puesto de manifiesto la necesidad de construir
un embalse de regulación. Hasta la fecha, el uso de aguas se produce únicamente con los caudales
naturales. Sin embargo, se manifiestan conflictos por el uso del agua entre los agricultores y el
servicio de agua potable de la ciudad de Carhuaz. Un segundo túnel 30 metros más abajo del actual
supondría el almacenamiento de 4 millones de metros cúbicos y la utilización de toda el agua restante
de manera continua durante el periodo seco, siempre y cuando la salida del túnel dispusiera de una
compuerta fácil de manejar y gestionar.
Ilustración 11. Simulación numérica de los procesos en cadena iniciados por posibles avalanchas de hielo y roca desde el nevado Hualcán sobre la laguna 513, que produciría inundaciones y flujos de escombros aguas abajo del valle principal y la población de Carhuaz. I = avalancha de hielo-roca, II = desbordamiento de la laguna e inundación, III = inundación con flujo hiperconcentrado, IV = avalancha de agua y lodo. Las simulaciones fueron realizadas con el modelo numérico RAMMS, un modelo bidimensional para la simulación de movimientos de masa. Cálculos y gráficos: Demian Schneider de la Universidad de Zurich, en el marco del Proyecto Glaciares 513 (cf. Carey et al., 2012b; Huggel et al., 2012, Schneider et al. 2014, para más información sobre el caso y consideraciones de seguridad).
3.4. LAGUNA PALCACOCHA
En 1941, el desbordamiento del dique formado por la morrena en la laguna Palcacocha
(9°23’40’’S/77°22’40’’) provocó enormes daños y la muerte de 1800 personas en el centro de
Huaraz. Históricamente, este es el más devastador desastre relacionado con el retroceso glaciar
y desbordamiento de lagunas. La formación de una profunda brecha en la enorme morrena (ver
Ilustración 2, derecha) redujo considerablemente el nivel de la laguna original. Más adelante se
llevaron a cabo dos obras de seguridad (ver Ilustración 12), las cuales fueron: i) un dique de seguridad
(y obras hidráulicas complementarias) para crear un borde libre de varios metros frente a posibles
olas de impacto y ii) el revestimiento con enrocado de un sector de la morrena. Esta última obra ha
sufrido una erosión regresiva sobre el talud ubicado aguas abajo, debido al impacto de una ola en el
año 2003, la cual fue creada por una inestabilidad de la morrena izquierda. La ciudad de Huaraz aún
se encuentra en peligro.
Con el continuo retroceso y desaparición de esta lengua glaciar plana y cubierta de escombros
glaciares, la laguna crece en la dirección a las empinadas laderas rocosas, lo que incrementa la
posibilidad de que avalanchas de hielo y roca caigan directamente sobre ella, cuyo volumen es hoy
mucho mayor que en 1941. Como consecuencia de esta modificación de las amenazas, ya se están
tomando medidas para bajar el nivel de la laguna e incrementar el borde libre.
Las trazas geomorfológicas en un corte profundo de la morrena indican que los escombros gruesos
procedentes de la rotura de la misma en 1941, fueron depositados en el fondo plano del valle
inmediatamente bajo la brecha. Asimismo, el flujo comenzó a erosionar los laterales del valle por su
mayor capacidad erosiva, probablemente transformándose en una masa de movimiento rápido y un flujo
hiperconcentrado. El principal flujo de escombros (debris flow) que causó el daño en la ciudad de Huaraz,
fue originado en las secciones de mayor pendiente del río bajo la Quebrada y sobre la ciudad.
Ilustración 12. Laguna Palcacocha. Foto: Wilfried Haeberli (enero 2011).
La topografía relativamente plana de la Quebrada Cojup ofrece posibilidades para la retención o
laminación de inundaciones en varios lugares. Tal estructura no solo mejoraría la protección contra
las grandes olas de impacto en la laguna Palcacocha, sino que también retendría posibles olas de
impacto e inundaciones de las otras múltiples lagunas ubicadas en la zona alta de la margen derecha
que están también expuestas a avalanchas de hielo y roca (ver Ilustración 13). El posible uso de
estas estructuras de retención como reservas para riego y generación hidroeléctrica, así como por
su potencial desarrollo turístico, ha de ser analizado en detalle pues puede ofrecer una solución al
problema.
Actualmente, en Palcacocha se están llevando a cabo trabajos temporales para mejorar la seguridad
en la laguna. El coste del proceso de sifonaje hoy ejecutado bordea los 800 000 dólares, y se realiza a
la espera de una obra integral y definitiva que consistirá, posiblemente, en un corte en el dique para
bajar y regular el nivel del espejo de agua, complementado con un sistema de monitoreo y alerta
temprana para la ciudad de Huaraz.
Esta obra integral implicará un desagüe parcial, la construcción de un conducto de concreto armado
y la restitución de un dique de seguridad de al menos 15 metros de altura. En 2010 fue presupuestada
por aproximadamente 5 millones de dólares. En la actualidad existe un comité científico-técnico
compuesto por instituciones peruanas y universidades internacionales que están realizando un
estudio en profundidad sobre la situación de amenaza de la laguna Palcacocha.
Ilustración 13. Laguna Palcacocha (centro derecha) y otras lagunas de alta montaña más pequeñas, expuestas a avalanchas de hielo y roca. Foto: Google Earth 30 de mayo de 2016.
3.5. ANÁLISIS DETALLADOS Y ENFOQUE DE LOS POSIBLES PROYECTOS
Una vez conocidos algunos casos de retroceso glaciar y sus consecuencias, a continuación se detallan los
distintos aspectos a analizar y los criterios a seguir para poder hacer frente a la nueva situación y para
intentar obtener, si cabe, algún beneficio en forma de desarrollo económico de la región.
Para conocer el problema en profundidad y poder definir una serie de actuaciones contra los riesgos de
desbordamiento e inundación, se ha de examinar el fenómeno considerando los siguientes aspectos:
• Identificación y valoración de los riesgos potenciales sobre población, infraestructuras existentes,
agricultura y otros recursos.
• Balance de necesidades y recursos disponibles en los nuevos escenarios.
• Repercusión socio-económica en la región.
• Impacto medioambiental.
Laguna 513, Carhuaz, Áncash. Foto: Elmer Ayala / CARE Perú
La metodología utilizada para minimizar los riesgos sobre la población e infraestructuras o
instalaciones está basada en los principios de prevención y protección y se puede resumir en los
siguientes puntos:
• Instalar sistemas de alerta temprana4 (SAT).
• Definir zonas afectadas en función al nivel de riesgo mediante la elaboración de un mapa de
amenazas y riesgos con la ayuda de simulaciones numéricas de inundaciones y flujos de escombros
(debris flows).
• Establecer procesos de sensibilización y acción para la respuesta oportuna de la población.
• Establecer protocolos de actuación y evacuación ante riesgos eventuales con el objeto de
minimizarlos.
• Estudiar la evolución del nivel de la laguna mediante simulación con modelos numéricos con el fin
de poder estimar un nivel máximo de seguridad ante una posible avalancha.
• Estudiar la posible instalación de obras de protección (presas, diques, encauzamientos, muros, etc.) que
minimicen los efectos sobre la población y sobre las infraestructuras; así como estudiar su eficacia.
Actualmente se está trabajando en una metodología para determinar la peligrosidad de las lagunas de
origen glaciar, la cual comenzará a ser aplicada en las lagunas de la Cordillera Blanca consideradas
“peligrosas”. Esta metodología servirá como hoja de ruta para determinar las condiciones de
peligrosidad y, posteriormente, diseñar las obras de mitigación.
Para evaluar los cambios en la hidrología de la cuenca, se debe realizar un estudio hidrológico general de
la misma, identificando y cuantificando los nuevos recursos hídricos (oferta) y las necesidades hídricas
de la población (agua potable, regadíos, industria, energía, etc.). Este análisis hidrológico permitirá
determinar la existencia de déficits estacionales y definir las actuaciones a adoptar para suplirlos. Estas
medidas se pueden dividir en dos grandes grupos:
1. Actuaciones sobre la demanda: Estas medidas contemplan la optimización de los sistemas de
abastecimiento con el objeto de aumentar su eficacia y disminuir el consumo final de agua. Entre
estas medidas se contemplan:
• Renovación de sistemas de abastecimiento de agua potable para la reducción de fugas.
• Concientización ciudadana hacia un consumo responsable.
• Modernización de regadíos mediante el cambio de sistemas de riego por inundación por sistemas
tecnificados para optimizar el uso eficiente del agua.
• Renovación y mejora de las conducciones de agua de riego como impermeabilización de canales
o entubamientos.
• “Reestructuración” de los cultivos atendiendo a criterios de eficiencia.
2. Actuaciones sobre la oferta: Una vez definidos los déficits de la cuenca, se pueden plantear
medidas que aumenten la oferta de agua disponible a fin de suplirlos completamente o reducirlos.
4Existe un documento PIP para implementación de SAT.
Entre estas actuaciones se pueden plantear:
• El aprovechamiento del agua almacenada en las lagunas durante épocas deficitarias para
abastecer a la población, los regadíos o las industrias. Esta medida favorece la prevención de
riesgos de desbordamientos e inundaciones al disminuir el nivel de agua en la laguna.
• La construcción de embalses que permitan almacenar agua durante la época de lluvias
y aportarla en épocas de sequía. Esta medida está condicionada a la existencia, entre otros,
de la topografía, geología, materiales y recursos económicos adecuados que hagan viable la
construcción del embalse. También favorece la disminución del riesgo de inundación y daños
por el efecto laminador5 del embalse. En general, las lagunas altoandinas ofrecen posibilidades
óptimas para almacenar agua a bajo costo (entre 3 y 10 centavos de dólar por m3).
• El aprovechamiento sostenible de recursos subterráneos de la cuenca mediante la extracción
por pozos de bombeo. Esta medida debe ser considerada siempre que se garantice la renovación
de los acuíferos y no suponga ningún riesgo ecológico.
El emplazamiento de estas lagunas a gran altitud y con fuertes desniveles, hace aconsejable el
planteamiento de estudios de viabilidad para el aprovechamiento hidroeléctrico. Además, la morfología
del entorno generalmente favorece la implantación de sistemas hidroeléctricos con un impacto
ambiental mínimo. La instalación de la central, conducción forzada, y demás equipos se puede realizar
en el interior del macizo rocoso minimizando así el impacto visual y ambiental de la zona. En algunos
casos, puede no ser necesaria la construcción de presas para la creación de embalses, puesto que
las propias lagunas tienen una capacidad de almacenamiento elevada y constituyen por sí mismas
un vaso impermeable. Dependiendo del modo de explotación del sistema, la producción hidroeléctrica
puede aportar energía a las poblaciones de la cuenca o recursos económicos mediante su venta a la
red de distribución, pero necesariamente tiene que involucrar una adecuada responsabilidad social
para evitar potenciales conflictos sobre el uso del agua.
El nuevo escenario de riesgo generado por estas lagunas hace necesario plantearse ciertos aspectos
socioeconómicos, como por ejemplo:
• La necesidad de concienciación ciudadana sobre los riesgos existentes mediante talleres o cursos
de formación.
• El fortalecimiento de la conciencia de acción de la población hacia una operación real ante eventuales
desbordamientos y riesgos de inundación.
• La definición de los medios humanos y materiales necesarios para una adecuada actuación frente
a situaciones de riesgo.
inundación.
Todas las actuaciones planteadas en estos proyectos multipropósito deben tener en cuenta el alto valor
medioambiental y cultural de la zona. Asimismo, deben considerar como una prioridad su preservación y
minimizar los posibles impactos medioambientales y sociales.
5La laminación de la avenida disminuye el caudal máximo y la velocidad de aquella, lo cual por tanto minimiza los daños causados aguas abajo.
IV. PRÓXIMOS PASOS Y RECOMENDACIONES
Diversos principios para la defensa contra inundaciones o aluviones han sido aplicados con éxito en
las altas cordilleras de Perú. En un contexto multipropósito es oportuno considerar los co-beneficios
que pueden tener inversiones altas de medidas contra inundaciones con respecto a posibilidades
de producción hidroeléctrica, abastecimiento de agua durante estaciones secas, y menguante
aportación de agua de origen glaciar y potenciales desarrollos turísticos. Esto puede ser importante,
dado que los eventos a controlar tienen bajas probabilidades de ocurrir, aunque potencialmente
pueden alcanzar grandes magnitudes. Por tanto, una planificación concreta e incluso decisiones
sobre futuras infraestructuras multipropósito, deben estar basadas en análisis sistemáticos sobre
riesgos primarios y necesidades.
La estimación de riesgos y su análisis implica, además de los ya existentes inventarios de lagunas,
la modelación espacial integral (basada en SIG) con aproximaciones de primer orden y cálculos ya
realizados de:
• Nuevas posibles lagunas que se formen en el futuro. Un ejemplo es la laguna que comienza a
formarse en la lengua del glaciar Artesonraju.
• Laderas de alta montaña con combinaciones críticas de fuertes pendientes, cobertura de hielo,
calentamiento del permafrost y falta de sustento estático por el glaciar (retrocedido).
• Posible distancia de las trayectorias de avalanchas de hielo y roca desde las laderas en relación
con las lagunas existentes.
• Posible distancia de las avalanchas de agua y lodo desde las olas de impacto provocadas por
avalanchas de hielo y roca sobre las lagunas.
• Daños potenciales en las zonas de impacto donde fluyen estas avalanchas.
Se debería considerar, por tanto, que a menudo los sistemas complejos de lagunas y posibles
reacciones en cadena deben ser gestionados y controlados, y que para esto se necesita de conceptos
y visión integrales. Para conocer un ejemplo en los Alpes suizos, se recomienda consultar a Haeberli
et al. (2001).
Tomando como base la información espacial, pueden ser definidos los puntos o casos de alto riesgo y
las prioridades de intervención. Esto, a su vez, permitirá más análisis enfocados y la planificación de
aquellos casos seleccionados como prioritarios.
Al mismo tiempo, deben evaluarse las necesidades primarias relativas a:
• Suministro de agua en estaciones secas con retroceso glaciar y aporte de agua de deshielo.
• Suministro hidroeléctrico a escala local y regional.
• Desarrollo turístico (protección del paisaje, parques naturales, etc.).
En cuanto a la gestión y la consecución de los proyectos multipropósito, se deberán considerar, entre
otros aspectos, la evaluación de los procesos de diseño y la puesta en marcha de los proyectos.
Con esta información adicional, pueden comenzar tanto la optimización del proyecto como
la planificación de la logística y la planificación financiera. Dado que el tiempo necesario para la
construcción de infraestructuras en condiciones de alta montaña es mayor que en condiciones
normales (y también debido a otras dificultades logísticas), los estudios mencionados deberían
considerarse lo antes posible.
Paralelamente, se ha de llevar a cabo el desarrollo de instrumentos legales para la puesta en marcha
de proyectos multipropósito y el fortalecimiento de las capacidades de las instituciones y los recursos
humanos para la concepción, diseño y ejecución de esta clase de proyectos. De la misma manera, es
indispensable promover espacios de discusión y mecanismos de participación entre las instituciones
técnicas, los actores y las comunidades afectadas.
V. REFERENCIAS
Autoridad Nacional de Agua (ANA). (2010). Manual: Criterios de diseños de obras hidráulicas para la formulación de
proyectos hidráulicos multisectoriales y de afianzamiento hídrico. Lima: Autoridad Nacional del Agua.
Carey, M., French, A. & O’Brian, E. (2012a). Unintended effects of technology on climate change adaptation: An histo-
rical analysis of water conflicts below Andean glaciers. Journal of Historical Geography, 38, 181-191.doi:10.1016/j.
jhg.2011.12.002
Carey, M., Huggel, C., Bury, J., Portocarrero, C. & Haeberli, W. (2012b). An integrated socio- environmental framework for
glacier hazard management and climate change adaptation: Lessons from Lake 513, Cordillera Blanca, Peru. Climatic
Change, 112 (3), 733-767.
Colonia, D., Haeberli, W., Torres, J., Giraldez, C., Schauwecker, S., Santiago, A., Cochachin, A. & Huggel, C. (2015). Possible
future lakes in the Andes of Peru. Geophysical Research Abstracts,17.
Defensoría del Pueblo. (2016). Reporte de conflictos sociales N.º143. Recuperado de http://www.defensoria.gob.pe/
conflictos-sociales/objetos/paginas/6/48reporte-mensual-conflictos-sociales-143-enero-2016.pdf
EPFL/CREALP (2013). Recomendaciones para la protección de la toma de agua de Carhuaz. (Informe del Proyecto
Glaciares – Adaptación al cambio climático y reducción de riesgos de desastres por desglaciación de los nevados
andinos de Cusco y Ancash en Perú. Lima: CARE Perú.
Frey, H., Huggel, C., Bühler, Y., Buis, D., Burga, M. D., Choquevilca, W., Fernandez, F., García Hernández, J., Giráldez, C.,
Loarte, E., Masias, P., Portocarrero, C., Vicuña, L. & Walser, M. (2016). A robust debris-flow and GLOF risk management
strategy for a data-scarce catchment in Santa Teresa, Peru. Landslides. doi: 10.1007/s10346-015-0669-z
Haeberli, W., Kääb, A., Vonder Mühll, D. & Teysseire, Ph. (2001). Prevention of outburst floods from periglacial lakes at
Grubengletscher, Valais, Swiss Alps. Journal of Glaciology, 47 (156), 111-122.
Haeberli, W., Schaub, Y. & Huggel, C. (2016a). Increasing risks related to landslides from degrading permafrost into new
lakes in de-glaciating mountain ranges. Geomorphology. doi: 10.1016/j.geomorph.2016.02.009
Haeberli, W., Buetler, M., Huggel, C., Lehmann Friedli, T., Schaub, Y. & Schleiss, A.J. (2016b). New lakes in deglaciating
high-mountain regions – opportunities and risks. Climatic Change. doi: 10.1007/s10584-016-1771-5
Huggel, C. Scheel, M., Albrecht, F., Andres, N., Calanca, P., Jurt, C., Khabarov, N., Mira-Salama, D., Rohrer, M., Salzmann,
N., Silva,Y., Silvestre, E., Vicuña, L., & Zappa, M. (2015). A framework for the science contribution in climate adaptation:
Experiences from science- policy processes in the Andes. Environmental Science & Policy, 47, 80-94.
Huggel, C., Cochachin, A., Frey, H., García, J., Giraldez, C., Gomez, J., Haeberli, W., Ludeña, S., Portocarrero, C., Price, K.,
Rohrer, M., Salzmann, N., Schleiss, A., Schneider, D. & Silvestre, E. (2012). Integrated assessment of high mountain ha-
zards, related risk reduction and climate change adaptation strategies in the Peruvian Cordilleras. Extended Abstracts:
International Disaster and Risk Conference, 2012 (329–332).
Jurt, C., Brugger, J. Dunbar, K.W., Milch, K. & Orlove, B. (2015a). Cultural values of glaciers. En: C. Huggel, M. Carey, J. J.
Clague & A. Kääb (eds.), The High-Mountain Cryosphere. Environmental Changes and Human Risks. (90-106). Cambrid-
ge: Cambridge University Press.
Jurt, C., Hidalgo Burga, M.D., Vicuña, L., Huggel C. & Orlove, B. (2015b). Local perceptions in climate change debates: Insi-
ghts from case studies in the Alps and the Andes. Climatic Change, 133 (3), 511-523. doi: 10.1007/s10584-015-1529-5.
Linsbauer, A., Frey, H., Haeberli, W., Machguth, H., Azam, M.F. & Allen, S. (2016). Modelling glacier bed overdeepenings
and possible future lakes for the glaciers in the Himalaya Karakoram region. Annals of Glaciology, 567 (71), 119-130.
doi: 10.3189/2016AoG71A627
Linsbauer, A., Paul, F. & Haeberli, W. (2012). Modeling glacier thickness distribution and bed topography over enti-
re mountain ranges with GlabTop: Application of a fast and robust approach. Journal of Geophysical Research, 117,
F03007. doi:10.1029/2011JF002313
Portocarrero, C. (2013). Informe del proceso de modelamiento de un posible desborde de la Laguna Arhuaycocha y las
implicancias que tendría aguas abajo en la Quebrada Santa Cruz-Distrito de Santa Cruz-Provincia de Huaylas-Depar-
tamento de Ancash. Ciudad: Hidroeléctrica Santa Cruz.
Rabatel, A. et al. (2013). Current state of glaciers in the tropical Andes: a multi-century perspectiv

Proyectos Multipropósito - Proyecto Glaciares

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