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Fundada en 1962

SOC

IEDA

D GEOLOGICA DE CH

ILE

la serena octubre 2015

Distribución espacio-temporal de la precipitación durante el evento meteorológico del 24 a 26 de marzo de 2015 y sus efectos sobre la generación de flujos aluviales Paula Olea-Encina1* y Diana Quevedo-Tejada2 1 Servicio Nacional de Geología y Minería 2 Departamento de Ingeniería en Obras Civiles, Universidad de Santiago de Chile * e-mail: paula.olea@sernageomin.cl Resumen. Entre los días 24 y 26 de marzo de 2015 una baja segregada afectó a las regiones de Antofagasta, Atacama y Coquimbo, lo cual generó flujos de detritos e inundaciones en al menos 18 localidades. Se presenta un análisis de la distribución espacial de las precipitaciones y la temporalidad de las remociones en masa generadas por dichas precipitaciones en las cuencas afectadas. Los resultados muestran que la tormenta se desplazó desde el sur hacia el norte entre las cuencas del río Huasco hasta las costeras de la ciudad de Antofagasta, presentando su mayor extensión el día 25 de marzo. Por otra parte se aprecian dos tipos de flujos. En la parte alta de las cuencas de los ríos Elqui y Huasco se produjeron eventos de tipo local; mientras que, en las cuencas septentrionales al río Huasco se produjeron flujos de alto poder destructivo que se iniciaron en la zona precordillerana y desembocaron en la costa. Tanto la variabilidad espacial, como la recurrencia y efectos de estos eventos hacen que sea imprescindible considerarlos dentro de los instrumentos de planificación territorial de los centros urbanos de Chile. Palabras Claves: Aluvión, Flujo de Detritos, Desierto de

Atacama, Precipitaciones 1 Introducción Chile se encuentra en una posición particularmente susceptible a la ocurrencia de flujos aluviales. En primer lugar, debido a la morfología del terreno con altas pendientes; y en segundo lugar, debido a la llegada de sistemas frontales desde el Océano Pacífico o desde el Amazonas (Hauser 2000). Por otra parte, Vargas et al. (2000) señala que el carácter convectivo de las tormentas es el responsable de la gran variabilidad espacial que presentan precipitaciones en distintas zonas de la costa, durante un mismo evento lluvioso. Entre los días 24 y 26 de marzo de 2015 se produjo un evento meteorológico de tipo baja segregada, el cual afectó a las regiones de Antofagasta, Atacama y Coquimbo, generando flujos de detritos e inundaciones en las ciudades de Chañaral y Copiapó, además de afectar al menos otras 18 localidades. En la Tabla 1 se encuentra un listado de las localidades afectadas, así como las principales características de cada una en términos morfométricos.

Según Hauser (2000), los mecanismos desencadenantes de flujos aluviales son principalmente las precipitaciones intensas (60mm/24hr), morfología empinada, con rocas tectonizadas e importante cobertura o disponibilidad de material fragmentario suelto. Sin embargo, el umbral de intensidad de las precipitaciones debe ser definido para cada región. Por otra parte, las cuencas afectadas se encuentran desprovistas de vegetación y las localidades afectadas se emplazan sobre los conos aluviales de las quebradas o en quebradas de escurrimiento efímero (Hauser 2000). 2 Metodología Se obtuvieron las precipitaciones diarias para los días 24 a 26 de marzo de 2015 a partir de la estimación de precipitación elaborada por Integrated Mult-satellitE Retrievals for GMP (IMERG). Las imágenes tienen un tamaño de pixel de 10 km. Posteriormente se realizó la validación de las precipitaciones obtenidas a partir de IMERG, para lo cual se han utilizado las siguientes redes de estaciones meteorológicas:

• Estaciones meteorológicas de la Dirección Meteorológica de Chile, DMC.

• Estaciones satelitales de la Dirección General de Aguas, DGA.

• Estaciones meteorológicas de Corporación Nacional del Cobre, Chile, CODELCO.

• Estaciones meteorológicas de Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas, CEAZA.

Adicionalmente, se ha determinado la superficie cubierta con nieve producto del evento meteorológico, a partir de una imagen MODIS del sistema Rapid Response Imagery de Land, Atmosphere Near Real-Time Capability for EOS (LANCE) del día 27 de marzo. A partir de los datos señalados anteriormente, se realizó un análisis espacio-temporal a nivel diario de las

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SIM 12 LOS ALUVIONES DE ATACAMA, CONTEXTO, CAUSAS Y EFECTOS

precipitaciones. Luego, se realizó la descripción temporal de los eventos por cuenca. Esta información se ha recopilado a partir de los siguientes estudios:

• Grupo Emergencia Norte, 2015. • Naranjo & Olea, 2015. • Opazo & Velázquez, 2015. • Velázquez & Opazo, 2015.

Finalmente, se realizó la comparación entre la distribución espacio-temporal de las precipitaciones y la descripción temporal de los flujos aluviales. 3 Resultados 3.1 Obtención y validación de las precipitaciones

a nivel diario. Se obtuvieron las precipitaciones a nivel diario para los días 24, 25 y 26 de marzo de 2015 (ver Figura 1, en página 4). Se realizó la comparación con los datos a nivel diario de las estaciones meteorológicas y se obtuvo un RMSE de 2,4 mm. Además, se utilizó la línea de nieve para validar aquellas zonas que poseen una precipitación muy alta. En términos de superficie el porcentaje de nieve sobre las cuencas de la quebrada Taltal y el río Salado es menor al 10%; mientras que en las cuencas de los río Copiapó, Huasco y Elqui se encuentra entre el 30 y 45%. Las áreas por sobre la línea de nieve fueron omitidas de los análisis posteriores. 3.2 Análisis espacio-temporal de las

precipitaciones a nivel diario En la Figura 1 se encuentra la precipitación para los días 24, 25 y 26 de marzo en el área de estudio. Como se puede apreciar, durante el día 24 de marzo, las precipitaciones mayores a 50 mm/24hr se concentraron principalmente en la zona media y alta de cuenca de la quebrada de Taltal; en las cabeceras de las cuencas del río Salado y del río Elqui. En menor medida se aprecian precipitaciones entre 10 y 50 mm/24hr en la cabecera de la cuenca del río Copiapó; y en la cabecera de la cuenca del río Huasco, en particular en el río del Carmen. Por otra parte, durante el 25 de marzo las precipitaciones (entre 10 y 50 mm/24hr) se concentraron en la cuenca del río Salado. Además, hubo precipitaciones (entre 10 y 50 mm/24hr) en la parte baja de la cuenca de la quebrada Taltal; en la cabecera de la cuenca del río Copiapó, en toda la cuenca del río Huasco, y en la cuenca del río Elqui, en donde se concentró en los ríos Claro y Cochiguaz. Durante el día 26 de marzo las precipitaciones disminuyeron, en la cabecera de la cuenca del río Copiapó

y en la zona media-alta de la cuenca del río Elqui se registró el peak (entre 10 y 50 mm/24hr). En la zona media de la cuenca del río Elqui se registraron precipitaciones entre 10 y 30 mm/24hr, mientras que en la cuenca de la quebrada Taltal no se registraron precipitaciones. 3.4 Cronología de los flujos aluviales En la Figura 2 se encuentra la cronología del evento, se puede apreciar que los eventos poseen un orden cronológico de sur a norte. En la cuenca del río Huasco se registraron eventos entre la mañana del día 24 de marzo hasta mediodía del día 25 de marzo. Mientras que en las cuencas del río Copiapó y río Salado los eventos se concentraron entre la tarde del día 24 de marzo hasta la mañana del día 25 de marzo. Por otra parte en la cuenca de la quebrada Taltal se produjeron los eventos desde la tarde del día 25 de marzo, extendiéndose por todo el día 26 de marzo.

Figura 2. Cronología de los flujos aluviales. 3.5 Comparación entre las precipitaciones diarias

y la cronología de los flujos aluviales Los flujos aluviales en las cuencas de los ríos Huasco y Elqui ocurrieron en conjunto con las precipitaciones, debido a que las quebradas afectadas poseen pequeñas cuencas aportantes. Tanto la cuenca del río Copiapó como la del río Salado las primeras precipitaciones se registraron en la parte alta y media (sobre 1000 m s.n.m.) de las cuencas, por lo que se activaron los principales tributarios, generando un efecto sinérgico sobre los flujos, los cuales tuvieron un gran poder destructivo en centros urbanos. Por otra parte, la cuenca de la quebrada de Taltal no se aprecia una relación directa entre las precipitaciones y los flujos aluviales. Ya que las precipitaciones se concentraron entre los días 24 y 25, mientras que los flujos se

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AT 3 geología del cuaternario y cambio climático

produjeron entre el día 25 por la tarde y el día 26. Puede inferirse que el desfase existente entre las precipitaciones y la presencia de los flujos en la ciudad de Taltal se deben a dos factores: en primer lugar el tamaño y configuración de la cuenca, y en segundo lugar a la presencia de las piscinas de control aluvional, las cuales actuaron retrasando la llegada de los flujos a la ciudad. 4 Discusión y comentarios El evento meteorológico presentó una gran distribución espacial, además de distintos tipos de flujos a lo largo de las cuencas afectadas. En las cuencas de los ríos Huasco y Elqui se produjeron flujos de detritos y deslizamientos en pequeñas quebradas tributarias a la red de drenaje principal (Alfaro et al. (2015), Opazo & Velásquez (2015), Velásquez & Opazo (2015)), las cuales producto de la alta pendiente, el tipo de sustrato, intensidad y cantidad de precipitaciones se activaron rápidamente. Estas dos cuencas fueron afectadas de manera similar, ya que las precipitaciones se concentraron en uno de los tributarios principales de la cabecera de la cuenca, sumado a la presencia de embalses en la zona media de la cuenca. Mientras que en las cuencas del río Copiapó, río Salado y quebrada Taltal los flujos aluviales provenían de toda la red de drenaje principal, lo cual se tradujo en flujos de alto poder destructivo que afectaron a las cuencas casi en su totalidad. Por otra parte, los embalses Lautaro (1.130 m s.n.m.), Santa Juana (630 m s.n.m.) y Puclaro (480 m s.n.m.) actuaron como laminador de crecidas, impidiendo que el caudal y flujos de detritos provenientes de la zona precordillerana o cordillerana siguieran su curso hacia aguas abajo. Es por esta razón, sumado a que las precipitaciones se concentraron aguas arriba de los embalses Puclaro y Santa Juana, que las ciudades de Vallenar y La Serena no se vieron fuertemente afectadas por los flujos aluviales. Sin embargo, en el caso de la cuenca del río Copiapó los flujos se produjeron por el aporte proveniente desde la quebrada Paipote. Las lluvias antecedentes juegan un rol decisivo en la generación de flujos aluviales, ya que la saturación del suelo acelera el escurrimiento superficial en detrimento de la infiltración (Hauser 2000). Por lo que tanto la intensidad como la duración temporal de las precipitaciones hicieron que los flujos aluviales tuvieran una gran agresividad. Dada la recurrencia y agresividad de este tipo de eventos es necesario tener instrumentos de planificación vinculantes que permitan disminuir la utilización de las zonas de alto riesgo. Para los cuales es necesario conocer los umbrales de activación de las cuencas, además de tener una red de monitoreo meteorológico de ellas que permita gestionar de manera oportuna y eficaz las alertas por flujos

aluviales. Además de incluir distintos escenarios para los mapas de riesgo, debido a la variabilidad natural de este tipo de eventos. Finalmente, a partir de datos geoespaciales es posible hacer un análisis casi en tiempo real de las áreas afectadas por precipitaciones. Lo cual, sumado a los valores umbrales de activación de cuencas servirían de apoyo a sistemas de alerta temprana. Agradecimientos Este trabajo está patrocinado y auspiciado por el Servicio Nacional de Geología y Minería SERNAGEOMIN. Siendo una contribución de la unidad de Sensores Remotos en apoyo a la emergencia producida como consecuencia de los aluviones a fines de marzo de 2015 en el norte de Chile Referencias Alfaro, A., Fuentes, F. & Murillo, I. 2015. Efectos geológicos del evento meteorológico de marzo de 2015 en la comuna de Alto del Carmen: observaciones geológicas y validación de zonas de inundación, evacuación, reconstrucción de campamentos y acopio en los valles de los ríos del Carmen y Tránsito. INF-ATACAMA-06. SERNAGEOMIN. Inédito.

CODELCO. 2015. Informe evento meteorológico 24-25-26 marzo 2015. Gerencia de Sustentabilidad, Seguridad y Salud Ocupacional. División Salvador. Inédito.

Grupo Emergencia Norte. 2015. Estimación de Fecha y Hora de Ocurrencia de los eventos de inundación y aluviones al 27 de abril del 2015. SERNAGEOMIN. Inédito.

Hauser, A. 2000. Remociones en masa en Chile (versión actualizada). Servicio Nacional de Geología y Minería, Chile, Boletín N° 59, Santiago.

Naranjo, J.A. & Olea, P. 2015. Descargas de flujos aluviales durante la tormenta del 24 al 26 de marzo de 2015. SERNAGEOMIN. Inédito.

Opazo, E. & Velásquez, R. 2015. Efectos geológicos del evento meteorológico del 24 y 25 de marzo de 2015: Observaciones de remociones en masa en la comuna de Vicuña, región de Coquimbo. INF-COQUIMBO-01. SERNAGEOMIN. Inédito.

Vargas, G., Ortlieb, L. & Rutlant, J. 2000. Aluviones históricos en Antofagasta y su relación con eventos El Niño/Oscilación del Sur. Rev. geol. Chile, Santiago, v. 27, n. 2, dic. Velásquez, R. & Opazo, E. 2015. Efectos geológicos del evento meteorológico del 24 y 25 de marzo de 2015: Observaciones de remociones en masa en la comuna de Paihuano y Vicuña, región de Coquimbo. INF-COQUIMBO-02. SERNAGEOMIN. Inédito.

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SIM 12 LOS ALUVIONES DE ATACAMA, CONTEXTO, CAUSAS Y EFECTOS

Figura 1. Distribución espacial de las precipitaciones para los días 24, 25 y 26 de marzo de 2015.

Tabla 1. Resumen de las cuencas en estudio

Cuenca Tributario Poblado Área (km2) Cota mínima (msnm)

Cota máxima (msnm) Longitud(km)

Costeras Las rocas Antofagasta 2,0 0 707 4,9 Quebrada Taltal Taltal Taltal 5.732,0 0 3.171 142,4

Río Salado Salado Chañaral 7.528,0 0 3.315 171,0 Río Salado Salado El Salado 6.087,0 409 3.315 135,0 Río Salado Salado Diego de Almagro 2.766,0 787 3.315 100,0

Río Copiapó Paipote Copiapó 6.689,3 436 2.398 116,9 Río Copiapó Copiapó Copiapó 10.356,7 436 3.046 167,4 Río Copiapó Copiapó Tierra Amarilla 10.180,0 497 3.046 151,1 Río Huasco Punta negra Punta Negra 4,2 870 1.642 1,9 Río Huasco Marqueza Marqueza 13,5 962 2.492 7,0 Río Huasco Las Pircas Las Pircas 74,0 1.038 2.101 12,5 Río Huasco Perales Perales 1,7 1.077 2.259 2,6 Río Huasco La Puntilla La Puntilla 4,6 893 2.103 4,2 Río Huasco La Puntilla La Puntilla 2,0 891 2.000 3,3 Río Huasco Mesilla Mesilla 12,9 922 1.843 5,0 Río Huasco Crucecita baja Crucecita Baja 15,3 1.029 2.197 5,8 Río Huasco Los Canales Los Canales 37,6 1.131 2.866 13,1 Río Elqui Cochiguaz Cochiguaz 52,6 1.567 4.568 15,4 Río Elqui Cochiguaz Cochiguaz 7,8 1.394 2.891 3,8 Río Elqui Cochiguaz Cochiguaz 4,4 1.317 3.893 5,6 Río Elqui Cochiguaz Cochiguaz 4,5 1.276 3.836 5,0 Río Elqui Arenal Arenal 4,4 658 2.141 5,6 Río Elqui Leiva Leiva 46,6 630 2.592 13,0 Río Elqui Seca Seca 20,2 892 3.089 7,6 Río Elqui Huanta Huanta 10,0 1.208 3.186 5,4 Río Elqui Viñita Viñita 27,8 1.027 2.608 14,7