Cerro Colo Colo

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P JE. DEL BOSQUE

5

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7

7

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16

15

5

5

6

6

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3

4

3

8

8

7

5

SAN OSVALDO

4

4

5

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34

21

53

9992

18

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7 11

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25

PLAYA LARAQUETE

3

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PLAYA TUBUL

103

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51

LOS L

AGOS

LAS T

ÓRTOLA

S

SALVADOR ALLENDE GOSSENS

La Chacra

20

7

14

LANALHUE

YUNGAY

GRAL. RENÉ SCHNEIDER CH.

ESMERALDA

COVADONGA

LOS TILOS

AMAPOLAS

CALLE 1

CALLE 4

NUEVA MONTT

LOS DURAZNOSNVA. LOS DURAZNOS

L OS N

OTR O

S

PEDR

O DE

VALD

IVIA

MONTT

O' HIGGINS

SAN MARTÍNCHACABUCO

CAUPOLICÁN

CONDELL

COCHRANE

AV. ARTURO PRAT

COLO COLO

GUACOLDA

CALLE 5

COCHRANEFRESIA

PERÚ

ISRAEL

a PEMEREHUE

CAMINO PEMEREHUE

GALVARINO

LOS CÓNDORES

43

34

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21

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100 La Quinta

BAHÍA DE ARAUCO

Sta. Dolores

California

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Reunión

La Barra

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La Granja

San Osvaldo

El Paraíso

Pta. de Carampangue

Caleta Arauco

Canal Malecón

Canal Los P altos

RÍO CARAMPANGUE

La Quinta

BAHÍA DE ARAUCO

Sta. Dolores

California

Sta. Eliana

Reunión

La Barra

Los Maquis

La Granja

San Osvaldo

El Paraíso

Pta. de Carampangue

Caleta Arauco

Canal Malecón

Canal Los P altos

RÍO CARAMPANGUE

5

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114km 115 116 117 118 119 120 121km

5871 km

5870

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5871 km

5870

5869

5868 km

114km 115 116 117 118 119 120 121km

ARAUCO

Equidistancia curvas de nivel: 5 m

ESCALA 1:10.0000.1 0 0.5 km

DECLINACIÓN MEDIA (2010)(APROXIMADA)

VARIACIÓN ANUAL 7' O

MAPA 5-2: PELIGRO DE LICUEFACCIÓN

L E Y E N D A

Referencia BibliográficaOrtiz, M.; Marín, M.; Falcón, M. F.; Arenas, M. 2010. Evaluación preliminar de peligros geológicos: Área de la ciudad de Arauco, Región del Bíobío.Mapa 5-2: Peligro de licuefacción. In Geología para la reconstrucción y la gestión del riesgo, 1. Servicio Nacional de Geología y Minería, InformeRegistrado IR-10-43: 12 p., 21 mapas diferentes escalas. Santiago.Inscripción No. 200.278© Servicio Nacional de Geología y Minería, Av. Santa María 0104, Casilla 10465, Santiago, Chile.Director Nacional (S): Waldo Vivallo S.Subdirector Nacional de Geología (S): Manuel Suárez D.Derechos reservados, prohibida su reproducción.EdiciónEste documento no ha sido editado en conformidad con los estándares y/o nomenclatura de la Subdirección Nacional de Geología, del ServicioNacional de Geología y Minería.Base topográficaPlan Regulador de la Comuna de Arauco, modificado.Referencia GeodésicaProyección Universal de Mercator (UTM), Zona 19 S, Datum WGS84Apoyo científico y técnicoProducción Digital: Sandra Huerta B., Departamento de Geología Aplicada; Paula Gárate E., Ximena Rivera C., Cecilia Morales U.,Unidad deSistemas de Información Geológica (USIG), del Servicio Nacional de Geología y Minería.Apoyo financieroFondos sectoriales del Servicio Nacional de Geología y Minería.

C O N S I D E R A C I O N E S G E N E R A L E S S I M B O L O G Í A

GEOLOGÍA PARA LA RECONSTRUCCIÓNY LA GESTIÓN DEL RIESGO

VOLUMEN 1SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA

E VA L U A C I Ó N P R E L I M I N A RD E P E L I G R O S G E O L Ó G I C O S :

Á R E A D E L A C I U D A D D E A R A U C OREGIÓN DEL BIOBÍO

MAPA 5-2:PELIGRO DE LICUEFACCIÓN

Miguel Ortiz L.Mónica Marín D.

María F. Falcón H.Manuel Arenas A.

2010

S U B D I R E C C I Ó N N A C I O N A L D E G E O L O G Í A

54

INFORME REGISTRADO IR-10-43

21 MAPAS

DESCRIPCIÓN RECOMENDACIONESGRADO DEPELIGRO

Terrenos altamente susceptibles de experimentar licuefacción frente a futuros sismos. Corresponden a suelosformados por sedimentos no consolidados de baja compactación y alto contenido de agua. Se trata, principalmente,de arenas depositadas en ambientes fluviales, eólicos, litorales y en menor medida aluviales. Una característicacomún que hace altamente licuable a estos depósitos es que se encuentran permanentemente saturados enagua, con un nivel freático muy somero ubicado entre la superficie y los 5 m de profundidad. En general, estazona presenta grandes espesores de sedimentos propensos a ser licuados, por lo que la magnitud de lalicuefacción es aún mayor.

En Arauco, estos suelos se encuentran en las planicies de inundación del río Carampangue, en todo el bordecostero y muy especialmente en todas las zonas de humedales. Otro sector de alto peligro de licuefaccióncorresponde a una quebrada ubicada al sur de Arauco, donde el deficiente drenaje de las aguas aumenta lasusceptibilidad de licuefacción de sus sedimentos.

En estas zonas se observó hundimientos del terreno y remociones en masa del tipo “propagación lateral” enlas riberas del río Carampangue.

No se recomienda la construcción de viviendas, servicios básicos y de emergencia en estas zonas. Los terrenoscorrespondientes a humedales deberían ser completamente descartados para los fines anteriores. Más aún,estas áreas deben ser protegidas de toda intervención pues los humedales regulan el sistema hidrológico,controlando inundaciones y constituyen, además, parte vital de un ecosistema mayor.

Las construcciones que deban ser forzosamente proyectadas en esta zona de alto peligro de licuefaccióncomo puentes, caminos de acceso u otras obras, deben contar con un estudio de mecánica de suelos queapoye el diseño de ellas y estipule el tratamiento adecuado para reducir el riesgo de licuefacción. Esto último,dice relación con el mejoramiento de las condiciones geotécnicas del suelo, principalmente asociadas atécnicas de aumento de densidad (INGEOMINAS, 2003).

Los cimientos de las estructuras, en caso que no se pueda evitar construir en estas áreas, deben colocarsepor debajo de los niveles licuables. Esto no evita la ocurrencia del fenómeno, solo asegura la estabilidad delas estructuras. Para el caso de edificaciones pequeñas, se debe utilizar técnicas de construcción que evitenlos asentamientos diferenciales de cierta intensidad. Esto último, no eliminaría totalmente la vulnerabilidadde las construcciones pero al menos evitan el colapso de ellas (INGEOMINAS, 2003).

Terrenos de susceptibilidad media a experimentar licuefacción. Corresponden a suelos naturales compuestospor sedimentos no consolidados, de baja a media compactación, constituidos por arenas y arenas limo-arcillosas y, en general, cubiertos por rellenos antrópicos deficientemente tratados. El espesor de estos sueloses variable y se caracterizan por presentar un nivel freático somero a menos de 10 m de profundidad.

En Arauco, estas zonas corresponden, principalmente, a depósitos aluviales que rellenan quebradas y aterrazas marinas. Es en esta última unidad donde se encuentra emplazada gran parte de la ciudad.

En el centro de la ciudad de Arauco, emplazada sobre terrazas marinas, se observó licuefacción evidenciadapor hundimientos menores que afectaron a viviendas y la ruptura de gran parte del sistema de agua potabley alcantarillado. Similares efectos se observaron en villa Eduardo Frei y viviendas ubicadas en el accesooriental de Arauco.

Si bien la construcción en esta zona no es recomendable, las obras proyectadas deben contemplar estudiosde mecánica de suelos y tratamiento de suelos y rellenos (compactación, drenajes verticales, inyección demezclas, entre otros) a fin de mitigar los efectos de la licuefacción. Es recomendable llevar los cimientos pordebajo de los niveles licuables. Las obras lineales como acueductos, alcantarillado, gaseoductos, entre otras,deben ser proyectadas con materiales y uniones flexibles que permitan deformaciones importantes a fin deevitar la ruptura de estos. El diseño y construcción de viviendas deben evitar asentamientos diferenciales yel colapso de ellas (INGEOMINAS, 2003).

REFERENCIAS

INGEOMINAS, 2003. Memoria explicativa del mapa de zonificación geotécnica porLicuación del área urbana del Municipio de Tumaco y sus zonas aledañas.Bogotá, Colombia.

SERNAGEOMIN, 2010.INF-BIOBIO-03. Efectos geológicos del sismo del 27 de febrero de 2010:Observaciones de daños en la comuna de Arauco. Inédito. Santiago, Chile.INF-BIOBIO-38. Efectos geológicos del sismo del 27 de febrero de 2010:Observaciones de daños en población Los Arrayanes y en cerro La Virgen yevaluación geológica del terreno propuesto para construir viviendas de emergenciaen la ciudad de Arauco. Inédito. Santiago, Chile.INF-BIOBIO-49. Efectos geológicos del sismo del 27 de febrero de 2010:Observación de daños en villa Las Araucarias, Arauco, Región del Biobío.Inédito. Santiago, Chile.

Alto

Medio

Bajo

NOTA:Para el análisis de riesgos deben ser considerados además, otros peligros geológicos, entre ellos, remociones en masa, inundaciones por tsunami, desborde de cauces, anegamientos y otros.

Terrenos de baja susceptibilidad a experimentar licuefacción. Corresponden a aquellos rellenos de quebradaspequeñas compuestos por sedimentos no consolidados, de menor espesor que los de quebradas mayores yque presentan un nivel freático somero a menos de 10 m de profundidad.

En Arauco, estas zonas corresponden a las quebradas pequeñas ubicadas en las salidas oriente y ponientede la ciudad.

En estas zonas no se observaron daños producto de licuefacción.

Estas zonas son aptas para construcción, sin embargo, dada su posibilidad de experimentar licuefacción frentea futuros sismos, requieren de estudios de mecánica de suelos para un diseño acorde a las condicionesgeotécnicas del sector.

INTRODUCCIÓNEste mapa presenta una zonificación del peligro de licuefacción en la ciudad de Arauco. Se identifican zonas con distintogrado de peligro, indicando para cada una de ellas recomendaciones generales tendientes a orientar la planificaciónterritorial comunal.

DEFINICIÓN Y CAUSAS DE LA LICUEFACCIÓNLa licuefacción es un proceso natural mediante el cual determinados tipos de suelo pierden bruscamente su resistenciamecánica ante una carga dinámica rápida, como puede ser un sismo o, en menor medida, una tronadura. La pérdidade resistencia mecánica del suelo implica que este se comporta momentáneamente de modo similar a un fluido, siendocapaz de migrar y generar importantes deformaciones en el sustrato.Cuando ocurre un sismo, la vibración eleva la presión de agua en los poros del suelo y si esta llega a igualar o superarla fuerza de contacto entre los granos, la resistencia del suelo se reduce a cero, experimentando licuefacción. En estecaso, la capacidad de carga del suelo es nula y efectivamente el suelo se comporta durante la sacudida como un líquidoy cualquier estructura cimentada en él se hunde o sufre asentamientos diferenciales (INGEOMINAS, 2003).El sismo de magnitud 8.8 Mw del 27 de febrero de 2010, provocó numerosos casos de licuefacción en la ciudad deArauco, causando la destrucción de construcciones, entre ellas viviendas, la red vial y de servicios de agua potable yalcantarillado.La licuefacción se genera principalmente en suelos arenosos y areno limosos, saturados en agua, usualmente ubicadoscerca de ríos, borde costero u otros cuerpos de agua, o bien, en aquellos suelos donde existe un nivel freático muysuperficial. Por otro lado, requiere que los suelos posean baja compactación, por ejemplo, aquellos terrenos dondeantes existieron lagos o lagunas. De la misma forma, la licuefacción es importante en rellenos antrópicos deficientementetrabajados.Algunos factores que condicionan el fenómeno de licuefacción son:· Origen del suelo. Los suelos depositados por procesos fluviales, litorales y eólicos se sedimentan fácilmente y susgranos tienen poca probabilidad de compactarse, de modo que se licuarán con facilidad. Los depósitos glaciales,generalmente, ya son bastante densos y tienen menor probabilidad de licuarse. Suelos compuestos por roca no sonlicuables en absoluto.· Distribución del tamaño de los granos. La arena uniformemente graduada, de grano muy grueso a medio tiene mayorprobabilidad de licuarse, mientras que las arenas limosas finas y las gravas lo hacen bajo cargas cíclicas muy severas.· Profundidad de las aguas subterráneas. Mientras más cerca de la superficie se encuentre el nivel de las aguassubterráneas (nivel freático), mayor será la probabilidad de que ocurra licuefacción.· Edad del depósito. Los suelos jóvenes (menos de 3.000 años) son débiles y no cohesivos, de modo que tienen mayorprobabilidad de licuarse comparado con aquellos más antiguos donde han actuado procesos de compactación ycementación natural. Dichos procesos incrementan su resistencia.· Amplitud y duración de la vibración del terreno. La licuefacción de suelos bajo condiciones de tensión provocadaspor un terremoto aumenta con la magnitud y la duración del sismo. Por esta razón, sismos pequeños licuarán únicamentelos suelos más próximos al epicentro, mientras que ante un sismo de magnitud mayor será posible reconocer licuefaccióna distancias muy grandes. En el caso del sismo del 27 febrero de 2010 se observó licuefacción hasta al menos 400km de distancia del epicentro (Valparaíso).· Peso del recubrimiento y profundidad del suelo. Las tensiones entre partículas aumentan a medida que aumenta lapresión del recubrimiento (a mayor profundidad). Mientras mayor sea dicha tensión menor será la probabilidad queocurra licuefacción. Por lo general, la licuefacción ocurre a profundidades menores de 9 m y rara vez a mayores de 15 m.

EFECTOS DE LA LICUEFACCIÓNEl fenómeno de licuefacción se manifiesta en la superficie del terreno por la formación de grietas, hundimientos deterreno, asentamientos diferenciales de estructuras, “golpes de agua” (surgimiento de agua) y volcanes de arena. Losdos últimos, son producto del súbito aumento de la presión de agua en los poros del suelo ocasionada por la vibración,forzando a que el agua fluya rápidamente a la superficie. Si el flujo asciende lo suficientemente rápido, se generangolpes de agua. Al mismo tiempo, el agua ascendente puede transportar partículas de arena hasta la superficie donde

son depositadas formando montículos de arena, a los que por analogía se les denomina “volcanes de arena”. Esteflujo puede ocurrir durante el terremoto como también después de éste.La pérdida de cohesión del suelo permite que este se pueda movilizar, diferenciándose varios tipos de desplazamientosasociados a la licuefacción:Flujos de tierra: Los materiales del suelo se desplazan rápidamente cuesta abajo en un estado licuado, a vecescausando coladas de barro o avalanchas.Propagación lateral: Tipo de remoción en masa en que se produce desplazamiento limitado de las capas superficialesdel suelo a favor de pendientes suaves o hacia superficies libres, como por ejemplo, en márgenes de ríos y taludesde terrazas fluviales. Cuando las capas más profundas del terreno se licuan, las capas superficiales, en sectorescorrespondiente a capas de origen antrópico,, se mueven lateralmente en bloques, tanto durante como después delsismo, provocando una deformación permanente del suelo y ruptura de las cubiertas.Flotación: Objetos enterrados en suelos afectados por licuación son desplazados hacia arriba. Es común que tanques,buzones o tuberías de alcantarillado ascienden a través del suelo y queden en la superficie.Pérdida de resistencia de soporte: Reducción de la capacidad de soporte de los cimientos debido al debilitamientodel material del suelo subyacente o colindante. A menudo provocan que las estructuras se hundan o dañen.La licuefacción induce daños severos en estructuras, edificios y líneas vitales afectando el transporte de personas,distribución de mercancías, telecomunicaciones y suministros básicos, agravando más aún la situación posterior alevento sísmico. Por estas razones, la zonificación del peligro de licuefacción y su asimilación en las estrategiascomunales de planificación territorial, es uno de los aspectos vitales para la reducción del daño sísmico.

METODOLOGÍA Y ALCANCES DEL TRABAJOPara la zonificación del peligro de licuefacción se consideraron las observaciones geológico-geotécnicas de los suelosde Arauco, la posición del nivel freático y las evidencias de licuefacción observadas en terreno producto del sismo del27 de febrero 2010. Todos estos elementos fueron georeferenciados y trabajados en una plataforma SIG, para finalmenteser integrados mediante un método semicuantitativo. En este último, se considera que cada variable aporta en distintogrado al peligro de licuefacción para una determinada porción del terreno. El resultado, sintetizado en este mapa, indicazonas de alta, media y baja susceptibilidad de los suelos a ser licuados.Los límites de cada zona son inferidos, es decir, corresponden a una aproximación de la realidad en cuanto a ladistribución del potencial de licuefacción frente a un evento sísmico. Esto se debe a que no existe una estratigrafíade los suelos detallada, no hay resultados de ensayes geotécnicos y en algunas zonas no hay información exacta del nivel freático. El potencial de licuefacción de un determinado lugar, deberá ser cotejado por medio de estudios dedetalle, que incluyan estudios geotécnicos, al momento de proyectar una obra.Se debe tener en cuenta que los daños generados por licuefacción producto del evento sísmico del 27 de febrero de2010, fueron mínimos debido a que ocurrieron en uno de los meses más secos del año, por lo que el nivel freático seencontraba, probablemente, en su nivel más profundo. Por esta razón, en épocas en que el nivel alto de agua subterránease encuentre a menor profundidad, es esperable una mayor intensidad de la licuefacción y que esta se produzca enuna mayor cantidad de lugares.

EFECTOS OBSERVADOS EN ARAUCO PRODUCTO DEL TERREMOTO DEL 27 DE FEBRERO DE 2010 (MW 8,8)Los efectos más nocivos de la licuefacción fueron provocados por hundimiento del terreno, el cual destruyó numerosasviviendas, partiendo pisos, inclinándolas e incluso fracturando muros y techos. Los lugares más afectados fueronaquellas villas construidas sobre rellenos artificiales en quebradas y aquellas edificadas cerca, o bien, sobre el humedaldel río Carampangue. Específicamente, se observaron perdidas por licuefacción en las villas Los Arrayanes, Juan PabloII, 12 de Abril, Las Araucarias, la vía de acceso a Arauco, entre otros sectores, además de la ruptura de las matricesde agua y alcantarillado en gran parte de la ciudad (SERNAGEOMIN, 2010, INF-BIOBIO-03, 38 y 49).En la ribera del río Carampangue, se observaron flujos laterales. Estos aparecen controlados por sucesivas grietasparalelas y oblicuas al cauce, las que transportan porciones de suelo hacia el interior del río. Este es un fenómenogeneralizado el que ha sido observado en la mayor parte de la región. Por otra parte, inmediatamente al norte de lapoblación Eduardo Frei, se registraron volcanes de arena y barro.

SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA ESCALA 1:10.000

Áreas afectadas por licuefacción durante el terremoto del 27 de febrerode 2010.Zonas no susceptibles a la licuefacciónTerrenos compuestos por roca que poseen nula capacidad delicuefacción. Litológicamente corresponden a rocas sedimentariasdel tipo arenisca de la Formación Arauco. Son los terrenos másrecomendables para construcción a fin de evitar este fenómeno enparticular. En Arauco, suelos de este tipo se presentan en los cerrosy lomajes ubicados al sur de la ciudad, como los cerros Colo Colo, LasAntenas y La Virgen, entre otros.HumedalDuna costeraEscarpe de remoción en masaRíoLagunaCanalCalles y avenidasRutas vialesConstruccionesCurvas de nivelCota (m s.n.m.)Área no evaluada

CHILLÁN

72º00’

37º00’CONCEPCIÓN

Escala 1:10.000

MAPA DE UBICACIÓN

REGIÓNDE LA ARAUCANÍA

38º00'

REGIÓN DE VALPARAÍSO

VALPARAÍSO

San Antonio

72º00' 70º00'

SANTIAGO

REGIÓNDEL MAULE

TALCAConstitución

REGIÓNDEL BIOBÍOCONCEPCIÓN

CHILLÁN

Lebu

34º00'

36º00'

RANCAGUA

N

ARCHIPIÉLAGOJUAN FERNÁNDEZ

33º38'

78º49'

33º46'

80º46'

0 5 km 0 5 km

74º00'

5-1

Regiónde Los Ríos

TEMUCO

0 100 km

Este mapa

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5

5

REGIÓN DEL LIBERTADORGENERAL

BERNARDO O`HIGGINS

REGIÓNMETROPOLITANA

DE SANTIAGO

56º

43º

32º

19º

72º 68º

TERRITORIOCHILENO ANTÁRTICO

90º 53º

POLO SUR

600 km0

CHILE

* "ACUERDO DE 1998"

Santiago