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METO

DO

LO

GÍA

INFORME FINAL

CAPÍTULO II

Capítulo II : Metodología

Universidad Del Bío-Bío Facultad Arquitectura, Construcción Y Diseño Departamento De Planificación y Diseño Urbano - Laboratorio de Estudios Urbanos Estudio de Riesgos de Sismos y Maremoto para Comunas Costeras de la Región del Biobío

Capítulo II, Fundamentos Metodológicos - Página 2

Índice

A. Fundamentos teóricos del análisis de riesgo ................................................ 9

A.1. Definiciones ......................................................................................... 9

B. Propuesta Metodológica para Niveles de Amenaza ..................................... 11

B.1. Metodología para la definición de “niveles de amenaza” para

Tsunami 11

B.1.1. Introducción ........................................................................................11

B.1.2. Información utilizada .......................................................................... 13

B.1.3. Metodologías utilizadas ..................................................................... 13

B.1.4. Generación o condición inicial para las modelaciones numéricas ..... 15

B.1.5. Propagación ....................................................................................... 17

B.1.6. Inundación en la costa “Run-up” ........................................................ 18

B.1.7. Niveles de inundación ........................................................................ 21

B.2. Metodología para la definición de “niveles de amenaza” para

Remoción en Masa. .......................................................................................... 23

B.2.1. Metodología general .......................................................................... 23

B.2.2. Consideraciones para la modelación y zonificación de la remoción en

masa 24

B.2.3. Pasos metodológicos de la modelación ............................................. 27

B.2.3.1. Susceptibilidad de remoción en masa ......................................... 27

B.2.3.2. Áreas de runout ........................................................................... 29

B.2.4. Remoción en masa por sismos.......................................................... 31

B.2.4.1. Marco conceptual ........................................................................ 31

B.2.4.2. Modelo de Remoción en Masa por Sismo .................................. 33

B.2.4.3. Pendiente .................................................................................... 34



B.2.4.4. Unidades geológicas ................................................................... 35

B.2.4.5. Suelos ......................................................................................... 35

B.2.4.6. Vegetación .................................................................................. 36

B.2.5. Remoción en masa por lluvia ............................................................ 39

B.2.5.1. Exposición de ladera ................................................................... 40

B.2.6. Mapa síntesis de remoción en masa ................................................. 43

B.2.7. Validación del modelo ........................................................................ 45

B.3. Metodología para la definición de “niveles de amenaza” Desborde

de Cauce ........................................................................................................... 47

B.3.1. Características de HEC_RAS ............................................................ 47

B.3.2. Fuentes de datos para la modelación ................................................ 47

B.3.3. Procedimientos de modelación .......................................................... 48

B.3.3.1. Ingreso de datos al modelo ......................................................... 48

B.3.3.2. Ejecución del modelo .................................................................. 48

B.3.4. Elaboración de cartas de inundación ................................................. 48

B.3.4.1. Criterios de asignación del nivel de amenaza ............................. 48

B.3.4.2. Confección de las cartas ............................................................. 50

B.4. Representación Cartográfica de las Amenazas .............................. 50

B.4.1. Amenaza por Tsunami ....................................................................... 50

B.4.2. Amenaza por Remoción en Masa ...................................................... 51

B.4.3. Amenaza por Desborde de Cauces ................................................... 53

C. Metodologías para la definición de Vulnerabilidad ...................................... 54

C.1. Vulnerabilidad de la vivienda ........................................................... 54

C.1.1. Resistencia de la materialidad de la Vivienda: ................................... 56

C.1.2. Vulnerabilidad de la vivienda frente al fenómeno de tsunami ............ 57



C.1.3. Vulnerabilidad de la vivienda frente al fenómeno de remoción en masa

58

C.1.4. Vulnerabilidad de la vivienda ante el fenómeno de Desborde de

Cauces 58

C.2. Vulnerabilidad de la Infraestructura Crítica .................................... 59

C.2.1. Variables de los sistemas y subsistemas críticos .............................. 60

C.2.1.1. Educación ................................................................................... 60

C.2.1.2. Salud ........................................................................................... 61

C.2.1.3. Carabineros ................................................................................. 61

C.2.1.4. Bomberos .................................................................................... 62

C.2.1.5. Municipalidad .............................................................................. 63

C.2.1.6. Puentes ....................................................................................... 63

C.2.1.7. Caminos (accesos) ..................................................................... 64

C.2.1.8. Vialidad Urbana ........................................................................... 64

C.3. Representación Cartográfica de Vulnerabilidad ............................. 66

D. Criterios para la definición de categorías de Riesgo ................................... 67

D.1. Criterios para la definición de riesgo para vivienda ....................... 67

D.1.1. Riesgo para Tsunami ......................................................................... 67

D.1.2. Riesgo para Remoción en Masa ........................................................ 68

D.1.3. Riesgo por Desborde de Cauces ....................................................... 68

D.2. Metodología para le determinación de Riesgo en Infraestructura

critica 69

D.2.1. Mediciones del valor y nivel de riesgo ............................................... 69

D.3. Representación Cartográfica de Riesgos ........................................ 70

E. Marco Metodológico para el análisis y la generación de recomendaciones

que involucran los Instrumentos de Planificación Territorial (IPT´s). ............ 72



E.1. Introducción ....................................................................................... 72

E.2. Diagnóstico ........................................................................................ 72

E.3. Estudio de Referentes ....................................................................... 72

E.4. Recomendaciones ............................................................................. 73

F. Memoria Explicativa de la de definición de Áreas de Seguridad y Vías de

Escape. ................................................................................................................. 73

F.1. Definición de Áreas de Seguridad ................................................... 73

F.2. Metodología para la identificación de las Áreas de Seguridad ..... 74

F.2.1. Ubicación Áreas de Seguridad ............................................................ 74

F.2.2. Verificación de proximidad ................................................................... 75

F.2.3. Verificación de Accesibilidad ............................................................... 75

F.2.4. Verificación de Superficie de la Zona Segura ...................................... 76

F.2.5. Cobertura de la población a las áreas de seguridad ........................... 76

G. Memoria Explicativa, Definición y Metodología para las Obras de

Mitigación ............................................................................................................. 76

G.1. Definición de Obras de Mitigación ................................................... 76

G.2. Metodología para la identificación de las Medidas de Mitigación . 77

G.2.1. Identificación de áreas de mayor riesgo y más densamente pobladas

para cada una de las localidades y peligros catastrados. ............................... 78

G.2.2. Identificación equipamientos críticos, tanto los ubicados en las áreas

de mayor amenaza, como en las áreas de peligro medio y bajo .................... 78

G.2.3. Identificación infraestructuras viales y de conectividad expuestas a

peligro alto. ..................................................................................................... 78

G.2.4. Propuesta de Obras de Mitigación para las zonas pobladas ............. 78

G.2.5. Propuesta de Obras de Mitigación para los equipamientos críticos en

áreas de peligro bajo y medio ......................................................................... 79



G.2.6. Propuesta Obras de Mitigación para resguardar la conectividad

terrestre, aérea o marítima, según sea el caso. .............................................. 79

H. Fundamentos Cartográficos .......................................................................... 79

H.1. Introducción ....................................................................................... 79

H.2. Acciones internacionales relacionadas al uso de SIG en la gestión

de riesgos de origen natural ........................................................................... 80

H.2.1. Acuerdo de Hyogo ............................................................................. 80

H.2.2. CEPAL ............................................................................................... 80

H.3. Acciones locales relacionadas al uso de SIG como aporte a la

planificación regional ...................................................................................... 80

H.4. Contexto geodésico del estudio ...................................................... 81

H.4.1. Recomendación del IGM para las mediciones GPS en el área

afectada por el terremoto. ............................................................................... 83

H.5. Esquema General de Información .................................................... 84

H.6. Características generales de la cartografía. ................................... 87

Índice de Imágenes

Imagen 1. Deformaciones máximas verticales .................................................. 17

Imagen 2. Varias condiciones de borde móviles para los frentes de olas. ........ 19

Imagen 3. Definición de parámetros de inundación según formulación de

Synolakis (1987). Figura tomada de Synolakys (1987). ...................................... 20

Imagen 4. Croquis ilustrativo altura de flujo e inundación ................................. 22

Imagen 5. Esquema general de modelación de Remoción en Masa ................ 23

Imagen 6. Metodología y productos Modelación Remoción en Masa ............... 24

Imagen 7. Tipos movimientos de laderas ......................................................... 25

Imagen 8. Ejemplo de deslizamiento identificado mediante fotointerpretación . 29

Imagen 9. Distancia de runout según tipo de amenaza .................................... 30



Imagen 10. Síntesis de factores utilizados en la susceptibilidad de remoción en

masa por sismos ................................................................................................. 38

Imagen 11. Síntesis de factores utilizados en la susceptibilidad de remoción en

masa por lluvias .................................................................................................. 42

Imagen 12. Síntesis de susceptibilidad de remoción en masa ............................ 44

Imagen 13. Remoción en masa en Coronel asociada al terremoto del 27 de

febrero de 2010 ................................................................................................... 45

Imagen 14. Remoción en masa en Lota asociada a precipitación el 5 de julio de

2010 ......................................................................................................... 46

Imagen 15. Rangos de altura y velocidad del flujo de agua para la determinación

de amenazas (Fuente: elaboración propia). ........................................................ 49

Imagen 16. Esquema General de Base de Datos de Riesgos Costa Biobío ...... 85

Índice de Tablas

Tabla 1. Escala de definición de valores discretos según criterio .................... 9

Tabla 2. Categoría de Amenazas frente a Tsunami , Remoción en masa y

Desborde de Cauces .......................................................................................... 10

Tabla 3. Criterio de asignación de niveles de vulnerabilidad ......................... 10

Tabla 4. Lista de localidades y metodologías aplicadas ................................ 15

Tabla 5. Altura de flujo, h, según Categoría de Resistencia frente a Tsunami 21

Tabla 6. Ejemplo de cáclulo de alturas de flujo para distintos niveles de

inundación ......................................................................................................... 22

Tabla 7. Características de los deslizamientos en relación con los factores

climáticos y sísmicos .......................................................................................... 26

Tabla 8. Tipos de remoción en masa según magnitud sísmica ...................... 34

Tabla 9. Peso asignado a la variable Pendiente - Remoción Sismo .............. 34

Tabla 10. Peso asignado a la variable Unidades Geológicas - Remoción Sismo

......................................................................................................... 35



Tabla 11. Peso asignado a la variable Suelos - Remoción Sismo ................... 36

Tabla 12. Peso asignado a la variable Vegetación - Remoción Sismo ............ 37

Tabla 13. Precipitaciones máximas diarias en estaciones pluviométricas de la

región del Biobío ................................................................................................. 39

Tabla 14. Peso asignado a la variable Exposición - Remoción Lluvia ............. 41

Tabla 15. Ejemplo de aplicación del modelo de remoción pluvial .................... 43

Tabla 16. Niveles de amenazas según rango y frecuencia de la inundación

(Fuente: Elaboración propia). .............................................................................. 49

Tabla 17. Materialidad considerada en Censo 2002 ....................................... 55

Tabla 18. Configuraciones Estructurales y Materiales .................................... 56

Tabla 19. Altura de inundación, según Categoría de Resistencia frente a

Tsunami ......................................................................................................... 57

Tabla 20. Criterio de asignación de niveles de vulnerabilidad ......................... 59

Tabla 21. Principales fuentes de Información cartográfica ............................... 86



AA..FFuunnddaammeennttooss tteeóórriiccooss ddeell aannáálliissiiss ddee rriieessggoo

AA..11.. DDEEFFIINNIICCIIOONNEESS

La confusa utilización de estos conceptos para explicar una determinada situación, lleva a la necesidad de diferenciarlos con el fin de una correcta utilización

Novoa (1987) profundiza en la diferencia conceptual entre los términos de riesgo y peligro, que son los que usualmente se utilizan como sinónimos de manera errónea.

En este estudio, la peligrosidad (amenaza), será entendida como un fenómeno natural, cuya dinámica puede desbordar sus umbrales más frecuentes de intensidad, magnitud y localización (Mardones y Vidal, 2001, pp. 101). Este factor es el que hace referencia a todas las características y elementos del medio natural que hacen más peligrosos a un fenómeno (Ayala y Caicedo, 2000, pp. 38)

En la determinación del nivel de riesgo, para los casos de remoción en masas sismo y remoción en masas lluvias, el nivel de vulnerabilidad (V) es considerado en su nivel máximo de 3. Ello, debido a que cualquiera sea la construcción dentro del radio de efecto del desborde, la infraestructura será afectada totalmente.

De acuerdo a la metodología utilizada, los niveles para cada una de las componentes (A y V), se presentan en una escala de 1 a 3 (según tabla 1) y R en escala de 9 valores de nivel (según criterio consignado en la siguiente tabla).

Valor Asignado Criterio

1 Bajo

2 Medio

3 Alto

Tabla 1. Escala de definición de valores discretos según criterio

Para distinción de conceptos, se aplicarán los siguientes:

1) Nivel de Amenaza: Corresponde a las tres categorías de solicitaciones según evento. Para el caso de Tsunami, Remoción en masas y Desborde de causes los criterios y categorías se muestran en la tabla siguiente:



Nivel de Amenaza

Criterios de la categoría

Categoría Criterio para categoría de Tsunami

Criterio para categoría de desborde

Criterio para Categoría de Remoción

1 (somero) Altura entre 0 y 0.5mt

Periodo de retorno 50 años

Susceptibilidad menor a 33%

2 (mediano) Altura entre 0.5y y 2mt


Susceptibilidad entre 33% y 66%

3 (profundo) Altura mayor a 2mt


Susceptibilidad mayor a 66%

Tabla 2. Categoría de Amenazas frente a Tsunami , Remoción en masa y Desborde de Cauces

2) Nivel de Vulnerabilidad: Se refiere a las condiciones “propias” de la infraestructura en su grado de fragilidad ante eventos de la naturaleza. Se presentan en valores discretos de 1 a 3 según tabla 1.

Para cada Sistema Crítico (Educación, Salud, Emergencia, Municipios y Red Vial) las variables condicionantes de su vulnerabilidad y metodología de cálculo del valor de Vulnerabilidad se presentan en detalle en el apartado 2.1.2.

Por otra parte, para obtener el nivel de vulnerabilidad a partir de los valores estimados (en 2.1.2) se utiliza la siguiente escala:

Valor de Vulnerabilidad

Nivel de Vulnerabilidad

1 – 1,67 1

1,68 – 2,34 2

2,35 - 3 3

Tabla 3. Criterio de asignación de niveles de vulnerabilidad

3) Nivel de Riesgo: El valor esperado del riesgo se define como la suma ponderada de la amenaza ( A) y la vulnerabilidad ( V ). La expresión de cálculo es la siguiente:



VpApIR 1 (2)

con p + (1 - p) =1 y A>0, donde

IR Índice de Riesgo

p ponderación de la variable

A nivel de amenaza

V nivel de vulnerabilidad

BB..PPrrooppuueessttaa MMeettooddoollóóggiiccaa ppaarraa NNiivveelleess ddee AAmmeennaazzaa

BB..11.. MMEETTOODDOOLLOOGGÍÍAA PPAARRAA LLAA DDEEFFIINNIICCIIÓÓNN DDEE ““NNIIVVEELLEESS DDEE AAMMEENNAAZZAA”” PPAARRAA TTSSUUNNAAMMII

BB..11..11.. IInnttrroodduucccciióónn

La elaboración de mapas de inundación es una labor que requiere de alta precisión y especial cuidado, dado el impacto social y expectativas que al final generan a todo nivel. Esta es la experiencia que se tiene en otros países como en España (zonas de Cádiz) o los Estado Unidos en su costa Pacífica.

La elaboración de dichos mapas se puede llevar a cabo desde dos niveles, uno de alta resolución que requiere de información local muy elaborada al mismo nivel (fuentes, topo-batimetrías, etc.), y otra de baja resolución, que requiere datos e información menos elaborada, que permite hacer un diagnóstico de la peligrosidad en una región.

En el primer nivel de alta resolución, existen dos tipos de mapas de inundación: determinísticos y probabilísticos. En el primer caso se simulan numéricamente los peores casos posibles (en niveles del mar en pleamar) mapas que se utilizan para definir rutas de evacuación o límites de zonas que no se inundan (a efectos de un sistema de alerta), en el segundo caso, teniendo en cuenta la incertidumbre de las distintas variables envueltas (localización de epicentros, magnitudes sísmicas, nivel del mar, parámetros de mecanismos de generación, etc.), en este caso se hace un estudio probabilístico basado en la generación de una base de datos numérica a partir de la simulación numérica de cientos de escenarios combinando los distintos parámetros de incertidumbre y la generación sintética de eventos en los próximos miles de años. Con esto se obtiene mapas con isolíneas de inundación asociadas a diferentes períodos de retorno. Estos mapas requieren desde luego de una gran labor computacional y elaboración de mapas de detalle. Requiriendo una detallada caracterización de las fuentes sismo-tectónicas tanto de origen lejano como cercano, como la preparación de topo-batometrías de alta resolución en las zonas de inundación. Estos mapas se utilizan para la planificación y ordenamiento territorial, medidas



de mitigación y preparación de la población, elaboración de mapas de riesgo, pólizas de seguros, etc.

Dado el corto tiempo para el desarrollo del presente estudio, el alcance del análisis numérico se restringe al estudio de escenarios de origen cercano (Zona de subducción Chilena entre las placas litosférica de Nazca y Sudamérica), por otro lado, la elaboración de mapas de inundación presentan serias limitaciones, principalmente en lo que respecta a la preparación de topografías y batimetrías para elaborar las mallas locales. De acuerdo a la experiencia de este grupo investigador y resultados del proyecto europeo TRANSFER, se necesitan mallas de alta resolución en zonas de inundación (aprox. Δx=50m), esto implica la combinación de un modelo digital del terreno de la topografía, ligado a la batimetría. Labor que requiere de un alto tiempo y esfuerzo, dado que gran parte de este trabajo es de revisión manual, si se quieren tener mallas de alta calidad y fiables para el estudio de inundación. La elaboración de mapas de inundación está condicionada a la existencia y disponibilidad de dichas topo-batimetrías en formato digital, y a grandes tiempos de ejecución de los modelos.

Dado que en el presente estudio el mandante, desea identificar de forma global qué localidades de la región se encuentran más o menos expuestas al impacto de tsunamis, es decir, determinar el área de inundación y los distintos niveles de altura de flujo en cada localidad, además, teniendo en cuenta que no se cuenta con información topo-batimétrica de alta resolución y actualizada después del terremoto de 2010, se ha optado en el presente proyecto, llevar a cabo un estudio a un nivel de menos resolución, donde se identifiquen de forma global las zonas de mayor peligrosidad a lo largo de la costa de la región del Biobío, y en etapas futuras, se recomienda elaborar topo-batimetrías de detalle de la región y la elaboración de mapas de inundación de alta resolución, con mapas determinísticos en una primera instancia, y posteriormente, la elaboración de mapas probabilísticos de las localidades de acuerdo con su nivel de peligrosidad.

Los mapas de inundación por tsunamis permiten plantear medidas generales de mitigación de zonas expuestas, como (1) la identificación de las zonas del litoral con mayor exposición a la inundación por tsunamis, información base para la elaboración de mapas de vulnerabilidad y riesgo, (2) planteamiento de planes estratégicos de gestión integrada de la costa implementando medidas a nivel nacional, regional o local respecto a la peligrosidad de tsunamis, (3) determinación de tiempos de arribo de tsunamis en distintas localidades de la costa, información importante para el sistema de alerta chileno, (4) identificación de zonas de evacuación de la población en la zona de detalle de estudio. Para plantear medidas de mitigación más específicas sería necesario elaborar mapas de vulnerabilidad y riesgo complementarios a los de inundación.

La región del Biobío ha sido una de las regiones chilenas más afectadas por tsunamis en el pasado (1571, 1738, 1751, 1835, 1960, 2010 entre otros). Lo que conlleva a la toma de medidas, dentro de estas medidas esta el evaluar la peligrosidad, vulnerabilidad y riesgo de eventos de tsunami en distintas



localidades de la región, Información que le permitirá plantear medidas generales de mitigación de las zonas expuestas.

BB..11..22.. IInnffoorrmmaacciióónn uuttiilliizzaaddaa

Para la realización de los mapas de inundación se ha contado con la siguiente información:

Estudios y publicaciones científicas de eventos históricos de tsunamis en las costas de chile, intuyendo la caracterización de fuentes sismotectónicas.

Batimetría exterior definida da partir de la base de datos GEBCO.

Cartas náuticas (SHOA) del la costa del Biobío.

Datos topográficos ASTER GDEM y datos topográficos de detalle LIDAR

BB..11..33.. MMeettooddoollooggííaass uuttiilliizzaaddaass

En este punto se describen las distintas metodologías que se ha seguido para elaborar los mapas de inundación. Se describen también las condiciones iniciales utilizadas y los modelos de propagación e inundación

Las localidades en estudio se han separado en 3 grandes grupos según la metodología utilizada:

Metodología 1: Lugares que cuentan con información de batimetría y

topografía que permiten una simulación detallada. En esos lugares se utilizó el modelo TUNAMI-N para la propagación y estimación del área de inundación.

Metodología 2: Lugares que poseen sólo información topográfica de detalle pero que carecen de información batimétrica con la resolución adecuada. Para estos lugares se realizó una propagación del tsunami mediante el modelo COMCOT y la base de datos batimétrica GEBCO con resolución de 30”. La propagación se efectuó hasta una profundidad de 5m y la cota de inundación se calculó mediante una formulación de “run-up”.

Metodología 3: Lugares que no cuentan con información detallada tanto de topografía ni batimetría. Además, el tamaño del área en estudio es inferior o muy cercano a la resolución de la malla GEBCO, lo cual no permite obtener resultados representativos de aturas de ola ni aplicar formulaciones de run-up. En este caso, la cota de inundación ha sido estimada en base a registros históricos, recopilación de información en terreno y comparación geomorfológica con otros lugares que sí fueron modelados numéricamente.

Sin embargo, hay sectores que han sido modelados y estudiados utilizando las tres metodologías mencionadas. De esta manera, es posible comparar



resultados tanto numéricos como reales y elaborar de mejor manera las cartas de inundación.

La siguiente tabla muestra las distintas localidades y las metodología aplicadas en cada una de ellas. Se indica además, las localidades incluidas en las Cartas de inundación existentes del SHOA. Aun cuando las localidades están individualizadas como aisladas, muchos sectores requieren ser estudiados como un continuo. Por ejemplo, Hualpén, Concepción, San Pedro y Boca Sur, que serán estudiadas conjuntamente a través de una modelación de la desembocadura del Río Biobío. Del mismo modo, Tomé, Penco, Lirquén, Rocuant, Talcahuano y Tumbes formarían parte de una simulación de la Bahía de Concepción.

Comuna Localidad/Ciudad Método

1 Método 2

Método 3

Carta SHOA

Cobquecura Pullay Buchupureo Pilicura Cobquecura Taucú Colmuyao Mela

X X X X

X X X X X X X

Trehuaco Boca Itata X X Coelemu Vegas de Itata

Sector entre Perales y Alto Perales

X X X

X X

Tomé Purema Pingueral Dichato Coliumo Cocholgue Tomé

X

X X X X X X

X X X X X X

X

Penco Lirquén Penco

X X

X X

X X

X X

Talcahuano Rocuant Talcahuano Tumbes

X X X

X X X

X X X

X X

Concepción Concepción X X X

Hualpén Hualpén X X X X San Pedro de la Paz

San Pedro Boca Sur

X X

X X

X

Coronel Coronel Isla Santa María

X X X

X

Lota Lota X X



Arauco Laraquete Horcones Arauco Las Peñas Tubul Llico Punta Lavapié Rumena

X X X X X

X X X X X X X X

Lebu

Quiapo Millonhue Lebu Punta Morhuilla Isla Mocha

X X X X X

X

Los Álamos Pangue X

Cañete Antiquina a Huentelolén X Tirúa Quidico

Tirúa Puente Tierra Comillahue

X

X X X X

Tabla 4. Lista de localidades y metodologías aplicadas

BB..11..44.. GGeenneerraacciióónn oo ccoonnddiicciióónn iinniicciiaall ppaarraa llaass mmooddeellaacciioonneess nnuumméérriiccaass

Los mapas de inundación que se elaboran en el presente estudio, se basan en la caracterización de escenarios asociados a los peores casos, más probables, de tsunami de origen cercano, en condiciones de nivel del mar de pleamar viva equinoccial, eventos de baja probabilidad de ocurrencia, pero que permiten estar del lado de la seguridad en cuanto máximas cotas de inundación posibles en la zona. Denominaremos caso “más probables” aquel caso que se basa en un evento histórico de terremoto de gran magnitud y proximidad con la zona de estudio.

Para cada localidad, se elaboran dos tipos de mapas de inundación asociados a los siguientes escenarios:

Escenario 1: es la combinación de tres casos “creíbles” de tsunami, el terremoto de 1960 (Mw 9.5), el de 2010 (Mw 8.8) y la suma de los terremotos 1922 (Mw 8.4)+1943 (Mw 8.3). Para este escenario el mapa de inundación es el resultado de la envolvente de inundación de los tres eventos en cada localidad. Tal como se comentó en el Capítulo 3, cuanto mas antiguo sea el evento mayor es la incertidumbre a la hora de caracterizar los parámetros de rotura de las fuentes, no obstante para estos tres eventos se tiene un buen estimativo de los modelos de rotura. Estos eventos han sido simulados en un nivel del mar de pleamar viva equinoccial.

Escenario 2: Se representa por el evento de 1835 (Mw 8.5), cuyo terremoto fue de magnitud menor que los eventos de 1960 y 2010, sin embargo, su



localización es más desfavorable en cuanto al impacto que genera en la región del Biobío, tal como se verá más adelante. No se ha incluido este evento dentro del escenario 1, debido a la incertidumbre que existe en cuanto a su mecanismo de rotura, el cual se ha elegido la localización más desfavorable en la zona de subducción, adaptando la fuente a la geometría y estructura geológica de la subducción. Este evento también ha sido simulado en un nivel del mar de pleamar viva equinoccial.

Para obtener las deformaciones iniciales del fondo marino que dan lugar a cada uno de los tsunamis modelados se han utilizado las ecuaciones de Okada para un medio elástico, el cual se aplica a los parámetros y modelos de rotura que se presentaron en secciones previas. La siguiente imagen presenta las deformaciones máximas verticales obtenidas para los escenarios considerados. Los resultados oscilan entre unos pocos metros como en el caso del evento de 1835, hasta más de 14 metros, como en el caso del evento de 1960.



Imagen 1. Deformaciones máximas verticales

BB..11..55.. PPrrooppaaggaacciióónn

Tal como se mencionó anteriormente, se utilizan dos tipos de modelos numéricos para la propagación del tsunami, esto es TUNAMI-N y COMCOT.

Con el primero se simula tanto la propagación como la inundación. La propagación que realiza este modelo se basa en la teoría de olas en aguas



someras (shallow water equetions) ya que asume que los tsunamis pertenecen a las ondas largas. Bajo la teoría de este tipo de ondas, la aceleración vertical de las partículas de agua se puede despreciar, si se compara con la aceleración gravitacional, por lo tanto, el movimiento vertical de las partículas no tiene efecto en la distribución de la presión, siempre y cuando se trabaje con tsunamis de campo cercano.

Para las simulaciones numéricas con este modelo utilizaron 4 mallas anidadas de distintas resoluciones, esto es 81”, 27”, 9” y 3”, donde la malla de menor resolución es la que contiene la generación del tsunami o condición inicial y la malla de 3” es la utilizada para estudiar la inundación. Las mallas A y B fueron obtenidas de la base de datos GEBCO, mientras que las mallas de detalle C y D se obtuvieron de una combinación de las cartas náuticas y topografía de datos LIDAR.

Por otro lado, y a diferencia del modelo anterior, las propagaciones realizadas con el modelo COMCOT se ejecutaron en una sola malla de baja resolución. Teniendo en cuenta las anteriores limitaciones respecto a la topo-batimetría, los distintos eventos de tsunami se generan y propagan desde las fuentes hasta profundidades del mar alrededor de los 5m, y a partir de aquí, se aplican formulaciones de inundación “Run-up” propuestas por varios autores a partir de ensayos de laboratorio y medidas de eventos históricos de tsunamis en otras partes del mundo.

Debido a que no se cuenta con tamaños de malla de alta resolución en la zona cercana a la costa (como se verá más adelante Dx=737m), en algunas zonas con gran pendiente en el fondo marino, existe un salto entre el último punto de tierra y el siguiente punto de agua, pasando de 0m a profundidades entre 20 y 100m. Para propagar la onda máxima de tsunami desde dichas profundidades hasta la profundidad de 5m, se ha aplicado coeficientes de refracción y asomeramiento de formulaciones de ondas largas (ley de Green), comprobadas con el modelo numérico en zonas donde la modelación numérica llega a profundidades de 5 m. El coeficiente de amplificación de la onda entre una profundidad exterior (entre 20 y 100m), hasta la profundidad en la costa de 5m, coeficiente definido como K=H5/Hh, donde H es la máxima altura de ola del tsunami en una profundidad de 5m (H5) y en una profundidad (d), fue máximo de K=1.2.

Finalmente, para definir las coordenadas de la posición de la profundidad h=5m, respecto a la profundidad cero en la línea de costa, se ha utilizado formulaciones de perfil de equilibrio de Dean (1997) y la ayuda de las cartas náuticas.

BB..11..66.. IInnuunnddaacciióónn eenn llaa ccoossttaa ““RRuunn--uupp””

En los sectores donde se utilizó el modelo TUNAMI-N, el área de inundación se determina mediante el mismo modelo, ya que éste incluye en su formulación una frontera móvil aproximada (moving boundary).



Existen varias aproximaciones para la condiciones de borde móvil. En la formulación numérica que utiliza el modelo TUNAMI, los puntos de las mallas son localizados alternativamente para velocidad y nivel de agua, asumiendo que el nivel de agua ya ha sido calculado. Si el nivel de agua es más alto que el valor asumido, el agua fluye hacia la celda ubicada en suelo seco. Lo anterior se ilustra en la siguiente.

Imagen 2. Varias condiciones de borde móviles para los frentes de olas.

Una vez terminada la simulación, el modelo entrega un área de inundación

para cada escenario considerado, y a continuación se confecciona una envolvente que incluye todas estas áreas.

Para el caso de las simulaciones con el modelo COMCOT, Las formulaciones de “Run-up” permiten obtener la cota de inundación máxima en diferentes perfiles transversales a lo largo de la costa, en función si la ola del tsunami ha roto o no, de la altura de ola del tsunami, profundidad del agua, pendiente media de la costa y otros parámetros locales. Con estas formulaciones se obtienen cotas de inundación máxima asociadas a dichas ondas de tsunami, que permiten sobre la cartografía local elaborar mapas de inundación. Una de las formulaciones más utilizadas en este tipo de trabajos, es la formulación de Run-up (R) de Synolakis (1987):

Ola No rota: R/d=2.831 (cot)1/2 (H/d)5/4

Ola rota: R/d=0.918 (H/d)0.606



Un esquema con la definición de parámetros se muestra en la Imagen 3, donde R= Run-up (m), H=altura de ola máxima del tsunami en una profundidad

d y = la pendiente del fondo.

El Criterio de rotura de la onda larga que permite seleccionar la formulación de Run-up, es la de Gjevik & Pedersen (1981):

H/d> 0.8183 (cot)-10/9

De acuerdo con la aplicación de esta formulación en otros sitios como en las costas de Centro América (Brizuela et al., 2010), funciona bastante bien en zonas litorales donde el tsunami genera inundación en zonas de costa, presentando limitaciones en zonas de cuerpos de agua como estuarios, desembocadura de ríos, zonas de humedales y esteros. En estos últimos casos se ha asumido que la sobre elevación de la altura de ola en el punto de profundidad 5m se transmite dentro del estuario o desembocadura, y ya adentro en las riveras se aplica la formulación de Run-up.

La inundación que se consigue con esta formulación de Run-up de Synolakis (1987), en la zona costera, proporciona áreas de inundación más conservadores comparados con los resultados de la inundación con modelo numérico. Esto se debe a que el modelo incluye términos de disipación por turbulencia (rotura de las ondas del tsunami) y fricción del fondo, inundando por esto con el modelo menos distancia costa dentro.

Imagen 3. Definición de parámetros de inundación según formulación de Synolakis (1987). Figura tomada de Synolakys (1987).

Para el cálculo de la inundación en cualquiera de las localidades de estudio,

en el escenario 1, donde se simulan 3 eventos de tsunami, se identifican en los distintos puntos cercanos a la costa en (d=5m), las alturas de ola y correspondientes Run-up obtenidos por Synolakis (1987). Para cada punto se toma el mayor Run-up entre los tres casos propagados, luego se aplica un algoritmo de interpolación que tiene en cuenta los máximos Run-up de los demás puntos en la localidad para inundar la costa.



BB..11..77.. NNiivveelleess ddee iinnuunnddaacciióónn

Una vez definidas las áreas de inundación y los máximos run-up alcanzados, se definieron tres categorías de inundaciones, las cuales se traducen en alturas de flujo. Las alturas definidas se muestran en la tabla 5.

Categoría Altura de flujo

1 (somero) 0 < h ≤ 0.5m

2 (mediano) 0.5 < h ≤ 2m

3 (profundo) 2m < h

Tabla 5. Altura de flujo, h, según Categoría de Resistencia frente a Tsunami

Estas categorías se definen en base a los daños que un tsunami pueda ocasionar en distintos tipos de viviendas. Según observaciones realizadas en terreno, posterior al evento del 27 de febrero de 2010, las alturas de flujo entre 0-0.5m., no generan daño en viviendas, independiente de la materialidad. Sobre esta altura, las viviendas podrían presentar algún tipo de daño principalmente en elementos secundarios y arquitectónicos, por ejemplo vidrios de ventanas.

Hasta los 2m, las viviendas de madera pueden ser medianamente afectadas, desprendiendo muros y tabiques, pero sin arrancar completamente dichos elementos. Por sobre esta altura, las casas de un piso pueden ser levantadas y desplazadas de su posición original. Sin embargo, las viviendas de albañilería u hormigón armado no sufrirán daños severos en su estructura, aún cuando los elementos secundarios y arquitectónicos sean completamente destruidos. (Takahashi et al 2010).

Mediante las modelaciones se determinó el área de inundación y cuál es la cota que alcanza el run-up respecto al nivel medio del mar. Esta cota de inundación varía según la geomorfología del sector en estudio, alcanzando, por ejemplo, 7.5m en algunos sectores y en otros solamente 3m. Posteriormente, y considerando además las alturas de flujo definidas en la tabla anterior, es posible calcular las cotas que poseen alturas de de flujo superiores a 50cm y 2m, respectivamente (imagen 4). A modo de ejemplo se muestra en la tabla 6.



Imagen 4. Croquis ilustrativo altura de flujo e inundación

Tabla 6. Ejemplo de cáclulo de alturas de flujo para distintos niveles de inundación

Caso Run up alcanzado

(m)

Cota máxima con altura de flujo cero (m)

Cota con altura de flujo

de 0.5 m

Cota con altura de flujo

de 2.0m

1 7.5 7.5 7.0 5.5

2 3.0 3.0 2.5 1.0

NMM

Run-up

Área

Inundación

Altura de inundación

Altura

de flujo



BB..22.. MMEETTOODDOOLLOOGGÍÍAA PPAARRAA LLAA DDEEFFIINNIICCIIÓÓNN DDEE ““NNIIVVEELLEESS DDEE AAMMEENNAAZZAA”” PPAARRAA RREEMMOOCCIIÓÓNN

EENN MMAASSAA..

BB..22..11.. MMeettooddoollooggííaa ggeenneerraall

El estudio se dividió en tres etapas generales: Diagnóstico, Modelación y Carta Final de zonificación de amenaza por remoción en masa (Figura 4), la cual fue posteriormente cruzada con la información de vulnerabilidad para determinar finalmente el riesgo por remoción en las localidades costeras de la región del Biobío.

Imagen 5. Esquema general de modelación de Remoción en Masa

La etapa de Diagnóstico tuvo por finalidad realizar una caracterización

detallada del fenómeno de remoción en masa en las comunas costeras de la Región del Biobío. Para ello se abordó el estudio, principalmente, a partir de la verificación de antecedentes y estudios desarrollados en relación con riesgos de remoción en masa y, por otra parte, a partir de un análisis detallado de la información generada a partir del terremoto del 27 de febrero de 2010, desde la escala regional a la escala local.

Esta etapa incluyó un informe de análisis histórico de sismos, donde se investigó y sistematizó cada una de las ocurrencias históricas de eventos catastróficos relevantes de carácter sísmico o de naturaleza similar, ocurridos en el área de análisis desde los años 1570 al 2010. También se realizó una revisión bibliográfica detallada de cada uno de los estudios de riesgos geofísico asociados a remoción en masa, realizados en las localidades en estudio y también se revisaron planes reguladores y otros estudios técnicos. Luego se hizo un análisis de factores que influyen en la remoción en masa: clima, suelos, geología, pendiente, cobertura vegetal y registro de sismos. A continuación se revisó información registrada posterior al terremoto del 27 de febrero, utilizando información obtenida en terreno realizado en julio de 2010, entrevistas y documentos.

La segunda etapa consistió en realizar una Modelación para identificar zonas propensas a experimentar procesos de remoción en masa, tanto por sismos como por lluvias intensas, a través de una evaluación multicriterio. Para ello se tomó en consideración cada uno de los antecedentes e información recopilada y levantada en la etapa anterior. También se consideraron las áreas de alcance o runout de las áreas de amenaza definidas.

Finalmente en la última etapa se realizó la Carta Final de amenaza por remoción en masa. En esta etapa se combinó tanto la zonificación potencial proveniente de las modelaciones como los fenómenos detectados en la etapa

1. DIAGNOSTICO 2. MODELACION 3. CARTA FINAL DE

REMOCIÓN EN MASA



de diagnóstico. Además se realizaron recomendaciones detalladas de cada una de las 48 localidades graficadas en las cartografías de síntesis, con énfasis en las medidas de mitigación necesarias de implementar en los proyectos de urbanización. El esquema de las etapas y productos se aprecia en la siguiente figura.

Imagen 6. Metodología y productos Modelación Remoción en Masa

BB..22..22.. CCoonnssiiddeerraacciioonneess ppaarraa llaa mmooddeellaacciióónn yy zzoonniiffiiccaacciióónn ddee llaa

rreemmoocciióónn eenn mmaassaa

La metodología usada para determinar la remoción en masa, tanto por génesis pluvial como por detonantes sísmicos, se basa en el análisis de susceptibilidad de movimientos de ladera, método que ha sido ampliamente utilizado en estudios y mapas de peligrosidad a través de técnicas SIG tanto a nivel internacional (Ayala-Carcedo y Corominas, 2003; Heras, Barredo, y

1. Análisis

histórico

Eventos remoción

en masa

2. Análisis pre-

terremoto

Sismos

Informe

análisis

histórico

Planes

reguladores

Estudios riesgo

4. Información post

terremoto

Investigadores /estudios

organismos públicos

3. Análisis

variables Geología

Fotointerpretación

Clima

Sismos

Pendiente

Exposición

Vegetación

5. Recopilación y

análisis (terreno)

Carta

síntesis

final

Informe Final

Diagnóstico

Informe

terreno

Cartografía Informe

análisis pre

terremoto

Cartografía Informe

análisis post

terremoto

Informe

análisis

variables

por

localidad

Cartografía

síntesis áreas de

amenaza EMC

Fotointerpretación

Ficha

Cartografía base

Terreno

Cartografía



Lomoschitz, 2003; Castellanos y Van Westen, 2008) como en menor medida a escala nacional (Lara y Sepúlveda, 2010).

Se entiende por susceptibilidad a la propensión o tendencia de una zona a ser afectada por movimientos de ladera por desestabilización o alcance, determinada a través de un análisis compartido de factores condicionantes y/o desencadenantes, cualitativo o cuantitativo, con las áreas movidas o alcanzadas, análisis que se materializa en forma de mapa de susceptibilidad y suele presuponer que el comportamiento futuro de la ladera seguirá las mismas pautas que hasta el presente (Ayala-Carcedo, 2003). Esto último se sustenta en el principio geológico de actualismo que plantea que los fenómenos de inestabilidad en el futuro están relacionados con las situaciones geológicas, geomorfológicos e hidrológicas de las inestabilidades presentes y pasadas (Irigaray y Chacón, 2003).

El método adoptado presupone la adopción de una serie de supuestos para poder modelar la amenaza para las 48 localidades costeras de la VIII región del Biobío. En primer lugar, los movimientos en masa incluyen una amplia gama de fenómenos cuyas características pueden ir desde movimientos muy lentos y suaves, por ejemplo cripping, a deslizamientos muy rápidos y violentos tipo earthslide o movimientos complejos, lo cual hace difícil su modelación (ver figura 6). Por tanto se ha generalizado y considerado todos los deslizamientos como un solo fenómeno, y evaluado un modelo cuyo desencadenante son las precipitaciones extremas y otro modelo para terremotos (ver Tabla 7). Es importante mencionar que existen otros desencadenantes como el volcanismo, derretimiento de nieve, movimientos espontáneos y por factores antropogénicos que escapan al alcance de este estudio.

Imagen 7. Tipos movimientos de laderas

1

1 Fuente: Glade, Anderson y Crozier (2005).



Tipo de deslizamiento

Origen climático Origen sísmico

Desprendimientos Roturas generalizadas en regiones distantes de tamaño modal menor que el de los deslizamientos causados por sismos. Asociados a ciclos de hielo-deshielo, preferentemente al final del invierno A menudo causados por lluvia Umbrales de lluvia sin un patrón

Roturas generalizadas con distribución elongada siguiendo las fallas activas. Tamaño modal grande. Caídas coetáneas

Avalanchas rocosas

Raramente Agrupaciones de avalanchas rocosas

Corrientes de derrubio y roturas superficiales

Tormentas de gran intensidad y corta duración

Posible si el contenido de agua en la ladera es grande

Coladas de tierra Tormentas de moderada intensidad y larga duración, en movimientos latentes. Poca lluvia en movimientos activos

Ocurrencia frecuente en terremotos. Sin característica distintiva

Deslizamientos rotacionales y traslacionales

Tormentas de moderada intensidad y larga duración, en movimientos latentes

Ocurrencia frecuente en terremotos. Sin característica distintiva

Grandes deslizamientos

Raramente primeras roturas. Lluvia/estacional anual puede dar reactivaciones en deslizamientos latentes o aceleraciones en los activos. Relación complejo

Agrupaciones de primeras roturas.

Tabla 7. Características de los deslizamientos en relación con los factores climáticos y sísmicos 2

En segundo lugar, la susceptibilidad está asociada a la posibilidad de

generación de movimientos de ladera en un área particular debido a las condiciones ambientales locales. En este sentido, la modelación debe entenderse como una aproximación al fenómeno, ya que para determinar la amenaza y riesgo de manera específica es necesario un estudio de mayor detalle, para lo cual se recomienda usar escalas entre 1:5.000 y 1:2.500. En este sentido muchas variables determinantes como grosor de la formación

2 Fuente: Adaptado de Corominas (2003).



superficial o nivel freático no se encuentran disponibles a la escala requerida. No obstante los mapas de susceptibilidad para uso en Protección Civil y Ordenación del Territorio deben centrarse ante todo en los movimientos con potencial de producción de víctimas, usando escalas no menor a 1:25.000 (Ayala-Carcedo y Corominas, 2003).

Finalmente, los métodos de peligrosidad de movimientos de laderas se clasifican en cuantitativos y cualitativos. Los primeros incluyen análisis estadísticos (bivariado y multivariado), aproximaciones ingenieriles geotécnicas (determinística y probabilística) y análisis de redes neuronales. Mientras que los métodos cualitativos incluyen análisis geomorfológicos, lógica analítica y superposición de capas (Lara y Sepúlveda, 2010). Dentro de estos últimos se encuentra el método de susceptibilidad, que tiene la ventaja de combinar varias variables de manera rápida y simple, no obstante no presenta la precisión de los métodos cuantitativos que son más complejos y requieren mucho tiempo para su ejecución, al igual que exhaustivas campañas de terreno.

BB..22..33.. PPaassooss mmeettooddoollóóggiiccooss ddee llaa mmooddeellaacciióónn

BB..22..33..11.. SSuusscceeppttiibbiilliiddaadd ddee rreemmoocciióónn eenn mmaassaa

La susceptibilidad a movimientos en masa se ha realizado mediante la técnica de Evaluación Multi-Criterio (EMC) que permitió definir las áreas más susceptibles de desencadenar fenómenos de remoción, ya sea de origen sísmico o por lluvias extremas, los cuales finalmente fueron combinados en un mapa síntesis. Por tanto se crearon de dos modelos, a través del Sistema de Información Geográfica ArcGIS 9.3, que incluyeron una serie de criterios, denominados factores y restricciones, que fueron superpuestos mediante una sumatoria lineal ponderada (Gómez y Barredo, 2005), de acuerdo a la siguiente fórmula:

Donde, ri es la aptitud de la alternativa i, wj el peso del criterio o factor j y vij

es el valor ponderado de la alternativa i en el criterio o factor j (Eastman, 2006).

Este método en primer lugar requiere preparar todas las coberturas en un mismo formato, unidad de medida y sistema de georreferencia. En este caso se usaron coberturas raster de un tamaño de celda de 2,5 metros en proyección UTM, Datum WGS84, Huso 18 Sur.

La EMC requiere definir los criterios compuestos por factores y restricciones que son los elementos básicos del modelo. Los factores son coberturas espaciales continuas, medidas en este caso en escala de 1 a 3,



que determinan la mayor o menor susceptibilidad de ocurrencia de eventos de remoción en masa.

En el SIG ArcGIS se creó un modelo que integra todos los pasos anteriores gracias a la herramienta ModelBuilder, que combina todas las variables mediante el proceso analítico Weighted Overlay. Este modelo permitió automatizar y aplicar el procedimiento para las 48 localidades además de permitir la incorporación de nuevas variables.

La escala del estudio fue de 1:10.000, no obstante algunas variables se encuentran en otras escalas como se verá más adelante.

Previamente se realizó un terreno de verificación de los fenómenos de remoción en masa producidos por el terremoto del 27 de febrero de 2010 y por precipitaciones, como deslizamientos de laderas, caída de escombros y flujos de barro. Por otro lado, se realizó una fotointerpretación usando fotos aéreas blanco y negro del Servicio Aerofotogramétrico (SAF), vuelo FONDEF SAF92 y SAF93, escala 1:20.000, para identificar mediante estereoscopio unidades geomorfológicas asociadas a deslizamientos activos y pasivos, como conos de deyección y derrubios, así como líneas de quiebre de pendientes. Igualmente se realizó una revisión bibliográfica para identificar sectores de ocurrencia de remoción en masa (Mardones y Vidal, 2001). Estos tipos de áreas fueron graficadas y consideradas para validar el modelo final.

A continuación se debe asignar el peso de cada factor. Para ello se consultó a expertos3, se revisó literatura especializada (Carrara, Guzzetti, Cardinali y Reichenbach, 1999; Aguiló, 2000; Ayala-Carcedo y Olcina, 2002; Ayala-Carcedo y Corominas, 2003; Carrara y Pike, 2008; Castellanos y Van Westen, 2008; Gorsevski y Jankowski, 2010) y se incorporó la visión del equipo de trabajo, respecto a los factores más relevantes en el proceso de remoción por masa tanto por sismos como por lluvias extremas. Este paso se basa en el hecho que no todos los factores incluidos en el modelo tienen la misma importancia y se comportan de la misma manera al momento de presentarse el fenómeno. Para ello se usó el Proceso de Jerarquía Analítica que consiste en comparar por pares de factores de acuerdo al método propuesto por Saaty (1978). Este método requiere la valoración comparativa de importancia entre pares, es decir indicar cuál es la importancia de un factor respecto a otro utilizando una escala de nueve posibilidades (9, 7, 5, 3, 0, 1/3, 1/5, 1/7, 1/9), que abarca de la mayor importancia (9), igual importancia (0) a la menor importancia (1/9).

Luego se debe sumar el valor de cada criterio, que corresponde a las coberturas georreferenciadas y normalizadas por su peso, que son determinantes en el desprendimiento de materiales. Antes de sumarlos los factores propuestos deben ser normalizados en una escala que comprenda

3 Dra. María Mardones, geomorfología del Departamento Ciencias de La Tierra, Facultad de Ciencias Químicas de la

Universidad de Concepción y Dr. Belisario Andrade, geomorfólogo del Instituto de Geografía, Facultad de Historia, Geografía y Ciencia Política de la Pontificia Universidad Católica de Chile.



unidades de medida en común, en este caso de 0 a 3, proceso denominado FUZZY.

Las restricciones corresponden a coberturas booleanas, esto es celdas con valores 0 o 1, que detractan o posibilitan la generación del fenómeno. Estas corresponden a: área de estudio de la localidad y terreno emergido.

La sumatoria de los valores parciales ponderados permitió obtener distintos valores totales de amenaza para cada celda, los cuales fueron agrupados para definir un mapa síntesis de acuerdo a las siguientes categorías:

Nivel bajo: 0 a 1,0 Nivel medio: 1,01 a 2,0 Nivel alto: 2,01 a 3,0

El resultado final corresponde a un mapa de amenaza que incluye tres

niveles de amenaza que combina los criterios de alta, media y baja amenaza.

Imagen 8. Ejemplo de deslizamiento identificado mediante fotointerpretación

BB..22..33..22.. ÁÁrreeaass ddee rruunnoouutt

Por otro lado, se estimaron las áreas de alcance de un movimiento en masa o runout, lo cual depende de varios factores como la rugosidad, pendiente, altura de caída de la ladera y características intrínsecas del bloque



como resistencia, morfología y tamaño, aspectos que requieren de una mayor escala de trabajo.

Al respecto la literatura plantea que a mayor proximidad a un escarpe mayor es la susceptibilidad y probabilidad de ser alcanzado por un bloque (Ayala-Carcedo et al., 2003). En este sentido Se estima que en zonas de susceptibilidad alta o muy alta se espera un runout cuando:

≥ ’

Donde, es el ángulo de la pendiente y ’ es el ángulo de fricción interno.

Así por ejemplo en material tipo arenisca donde la pendiente es superior a

30⁰, se espera un movimiento cuesta debajo de la ladera el que a los 20 metros se detendría (Glade et al., 2005). En función de estos antecedentes se ha propuesto una distancia de alcance de 50 metros para las zonas adyacentes a clase de amenaza alta y 25 m para la clase media, como lo muestra la figura 3. Para ambas se zonas se ha calificado con nivel de amenaza alto (3).

Imagen 9. Distancia de runout según tipo de amenaza



BB..22..44.. RReemmoocciióónn eenn mmaassaa ppoorr ssiissmmooss

BB..22..44..11.. MMaarrccoo ccoonncceeppttuuaall Dentro de los desastres de origen natural, los sismos son una de las

catástrofes más devastadoras y aterradoras que existen. El ruido que acompaña la sacudida, la violencia con que se siente y la rapidez con que una ciudad se viene abajo, hacen que el hombre tenga un particular temor frente a estas catástrofes. Alrededor de cinco millones de personas han fallecido en el mundo desde el año 1000, por causa de catástrofes sísmicas (Nava, 1987)

Un sismo es una liberación súbita de energía en tensión acumulada dentro de la corteza terrestre, que adopta la forma de ondas de choque y vibraciones de amplitud y duración diversas, que se transmiten a través de la tierra en diversas direcciones. Cuando estas ondas nos alcanzan y las sentimos como una serie de vibraciones es un movimiento sísmico (Maskrey y Romero, 1986). Hablamos de terremoto cuando se está ante la presencia de un sismo de gran magnitud, por lo general de magnitud superior a 6.

Dentro de los movimientos que se producen en los temblores, son en base a las ondas sísmicas que afectan a una masa de roca que genera dos grupos principales. Uno de esos grupos de ondas que viajan sobre la parte externa de la Tierra se conoce como ondas superficiales. Otros viajan a través del interior de la Tierra y se denominan ondas de cuerpo. Las ondas cuerpo se dividen a su vez en dos tipos, que se denominan ondas primarias o “P” y ondas secundarias o “S”.

Las ondas de cuerpo se dividen en ondas P y S por su modo de viajar a través de los materiales. Las ondas P son ondas que empujan (comprimen) y tiran (expanden) de las rocas en la dirección de propagación de la onda. Por consiguiente, las ondas P, que son ondas compresivas, pueden atravesar todos los materiales.

Por otro lado, las ondas S sacuden las partículas en ángulo recto con respecto a la dirección en la que viajan. A diferencia de las ondas P, que cambian transitoriamente el volumen del material por el viajan comprimiéndolo y expandiéndolo alternativamente, las ondas S cambian transitoriamente la forma del material que las transmite. Dado que los fluidos no responden elásticamente a cambios de forma, no transmitirán las ondas S.

El movimiento de las ondas superficiales es algo más complejo. A medida que las ondas superficiales viajan a los largo del suelo, hacen que éste se mueva y todo lo que descansa sobre él. De manera muy parecida a como el oleaje oceánico. Además, de su movimiento ascendente y descendente, las ondas de superficie tienen movimiento lateral similar a una onda S orientada en un plano horizontal.

En tanto, las ondas S tienen una amplitud ligeramente mayor que las ondas P, mientras que las ondas superficiales, que causan la mayor destrucción, tiene



una amplitud incluso mayor. Dado que las ondas superficiales están confinadas a una región estrecha próxima a la superficie y no se propagan por el interior como las ondas P y S, conservan su máxima amplitud durante más tiempo. Las ondas superficiales tienen también períodos más largos, por consiguiente, se suele hacer referencia a ellas como ondas largas u ondas “L”, las cuales tienden a ser las más peligrosas para las construcciones en superficie.

Los sismos son clasificados según su modo de generación. Los más comunes son los sismos tectónicos, pero también hay sismos que acompañan a erupciones volcánicas, otros debidos al colapso de cavernas o producidos por el hombre, pero estos representan eventos excepcionales.

Chile es uno de los países que con mayor frecuencia se ve sometido a este tipo de fenómeno natural. En el siglo pasado 9 sismos de magnitud superior a 8 afectaron al país, dejando más de 40.000 muertos. El nivel de sismicidad es tal que en los últimos 35 años, a partir de 1962, se han producido más de 4.000 sismos de magnitud superior a 5 (Madariaga, 1998). Si bien es cierto, lo más importante en este tipo de situaciones son las vidas humanas, no deja de ser menor los cuantiosos daños económicos que un suceso de esta naturaleza lleva consigo. Ciudades enteras se han derrumbado quedando miles de personas sin hogar. En otros casos las ciudades han tenido que mudarse de su emplazamiento inicial, producto del peligro de quedarse en una zona donde se destruyen los servicios básicos y que queda expuesta a infecciones y epidemias.

La gran cantidad de sismos que afectan a Chile tiene explicación en la posición geográfica del país. Según Mardones (1990), alrededor del 90% de las áreas sísmicas del globo se localizan en las áreas de contacto de placas litosféricas y particularmente en las áreas de contacto por subducción. En el caso particular de Chile los movimientos sísmicos se relacionan con la subducción a la placa oceánica de Nazca bajo la placa continental sudamericana. En estas zonas de subducción la actividad sísmica es mayor y con sismos de mayor magnitud. Al hundirse la placa oceánica bajo la placa continental, ocurren en ellas fracturas que generan los terremotos superficiales. En el proceso de movimiento descendente se generan esfuerzos adicionales que producen posteriormente deformaciones y fracturas, que dan lugar a focos más profundos.

Existen dos conceptos usados en la medición de los sismos. El primero es la “intensidad”, el cual se define como la violencia con que se siente un sismo en diversos puntos de la zona afectada. La medición se realiza observando los efectos o daños producidos por el temblor en las construcciones, objetos, terreno y el impacto que provoca en las personas. Su valor depende de la distancia del epicentro, tipo de construcción, calidad del suelo o roca de la localidad y del lugar que ocupan las personas (por ejemplo, en un piso en altura u a nivel del suelo, etc.) En la actualidad, para medir la intensidad, se emplea (desde el 9 de Julio de 1961) la Escala de Intensidades Modificada de Mercalli. Esta es una escala descriptiva de 12 grados. Los daños comienzan a partir del



grado VI (seis). El segundo corresponde a la “magnitud” el cual se define como la energía real liberada en el foco o hipocentro del sismo. Se trata de una medida absoluta de la energía del temblor o terremoto expresada en movimiento o aceleración de las partículas del suelo. Se mide con instrumentos, es decir, es una valoración objetiva, instrumental, del sismo y se usa en este caso la escala de Richter, cuyos grados representan cantidades progresivamente multiplicadas de energía. Esta escala no tiene límite superior. Los instrumentos adecuados: sismógrafos, acelerógrafos y otros, dondequiera que se ubiquen con respecto a la ubicación del sismo, registran el mismo rango de magnitud. Puede decirse entonces, que un terremoto tiene una sola magnitud y muchas intensidades; estas últimas normalmente decrecen al alejarse del epicentro sísmico. Se consideran sismos destructores, en general, aquellos que tienen una magnitud mayor que 6.5 (dependiendo de la calidad de la construcción y del suelo). Como información, el terremoto del 3 de Marzo de 1985 tuvo una magnitud de 7.8 y el terremoto de Valdivia del 22 de Mayo de 1960, fue de magnitud 9.5 y es el más grande que ha afectado a la humanidad, desde los años en que se introdujo la medición instrumental de los sismos, a fines del siglo pasado (Servicio Sismológico Universidad de Chile, online).

BB..22..44..22.. MMooddeelloo ddee RReemmoocciióónn eenn MMaassaa ppoorr SSiissmmoo El modelo de remoción en masa por sismo supone que frente a un sismo

cuya magnitud sea superior a 5,5 Ml existe propensión a que ocurra un movimiento (ver tabla), especialmente en condiciones de taludes saturados o muy húmedos. Por su naturaleza este tipo de fenómeno no se puede predecir, y el nivel de amenaza y riesgo asociado dependerá de la intensidad del sismo o terremoto, la longitud de la fractura, distancia del hipocentro, presencia de fallas activas y condiciones de la vivienda e infraestructura. Cabe consignar que en el terremoto del 27 de febrero de magnitud Mw 8,8 ocasionó desplazamientos de bloques en varias localidades como Arauco, Las Peñas, Coronel y Caleta Cocholhue.

De acuerdo a la revisión de literatura mencionada anteriormente se identificaron factores determinantes para el modelo, correspondiente a pendientes del terreno, unidades geológicas, suelos y cobertura vegetal. Cada una de estas variables fue clasificada en una escala de 1 a 3, de acuerdo al grado de propensión a generar un movimiento en masa.

Magnitudes Mínimas

Aproximadas (Ml)

Tipo de Remoción en Masa

5,5 Caídas de rocas, deslizamientos de roca, caídas de suelo, deslizamientos desmembrados de suelo.

5,5 Subsidencias de suelo, deslizamiento de suelo en bloques. 6,0 Avalanchas de suelo. 6,5 Avalanchas de roca.



6,5 Subsidencias de roca, deslizamientos de roca en bloque, flujos de tierra, extensiones laterales de suelo, flujos rápidos de suelo.

Tabla 8. Tipos de remoción en masa según magnitud sísmica4

BB..22..44..33.. PPeennddiieennttee Corresponde al grado de inclinación de la superficie terrestre. La cobertura

de pendientes tiene como objetivo determinar las variaciones topográficas dentro del área de estudio, bajo el supuesto que los sectores con mayores pendientes tienen alta probabilidad de que ocurra un proceso de remoción.

Para la elaboración de la carta de pendientes se trabajó sobre la base de un Modelo Digital de Elevación (MDE) proveniente de imágenes satelitales Lidar, con una resolución de celda de 2,5 metros y 5 centímetros en el eje vertical. En los sectores donde no había cobertura Lidar se construyeron los MDE curvas de nivel cada 2,5 metros 2008-2009 (Digimapas). Es importante indicar que el MDE Lidar ha sido corregido con un filtro de paso bajo 3 por 3 para homogenizar las celdas con valores extremos, especialmente las zonas planas y de carácter urbano donde se producen "ruidos" de la imagen. La explicación de esto es que las imágenes Lidar se obtienen mediante un sensor que registra con gran detalle los cambios de altitud del terreno, de esta manera, se presentan pendientes cercanas a 90 grados dadas por pequeños cortes de caminos, calles, etc. Esto provoca que se presenten celdas con valores de alta pendiente en zonas planas, lo cual es necesario corregir.

Con en el SIG ArcGIS se construyeron los modelos derivados de pendiente y exposición de ladera. Los límites de pendientes de peligrosidad fueron definidos de acuerdo a la revisión de literatura especializada (Ministerio de Medio Ambiente, España 1998; Mardones y Vidal, 2001), considerando especialmente los criterios utilizados por Mardones aplicado en el Gran Concepción (Mardones y Vidal, 2001).

Rangos de pendiente (°) Peso relativo

0 - 5⁰ 0

5,01⁰ - 10⁰ 1

10,01⁰ - 20⁰ 2

> 20⁰ 3 Tabla 9. Peso asignado a la variable Pendiente - Remoción Sismo

4 Fuente: Keefer (1984).



BB..22..44..44.. UUnniiddaaddeess ggeeoollóóggiiccaass Corresponde al sustrato geológico del área de estudio de acuerdo a la

estructura y tipo de formación geológica, con el propósito de estimar indirectamente el grado de alteración de la roca en profundidad. Los antecedentes para esta cobertura se obtuvieron del mapa geológico del Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN) a escala 1:1.000.000. Importante en esta etapa, fue determinar el estado de meteorización física y química de las rocas y el grado de diaclasamiento de las rocas. Es importante mencionar que no se dispuso de la información de fallas activas para ingresar al modelo.

De acuerdo a la información digital se asignaron valores para cada una de las unidades geológicas. En el cuadro siguiente se observan los valores por unidad geológica, para las formaciones y estructuras de las localidades en estudio.

Unidades geológicas Peso relativo

Roca granítica sana 1

Depósitos litorales (Qm), depósitos fluviales (Qf) 2

Secuencias marinas litorales o fluviales estuarinas (Pl1m), sedimentarias marinas (E1m), secuencias turbidíticas (P1m)

2

Depósitos aluviales, coluviales y de remoción en masa (Q1)

3

Secuencias sedimentarias continentales parálicas (E1c)

3

Secuencias sedimentarias marinas de plataforma, litorales o transicionales. Formación Quiriquina (Ks1m)

3

Secuencias sedimentarias continentales aluviales, fluviales y lacustres en parte transicionales (Tr1c)

3

Formaciones Curanilahue y Boca Lebu (PE1) 3

Formaciones Ranquil y Cholchol (M1m) 3

Formaciones Guadal y Ayacara (OM1m) 3

Tabla 10. Peso asignado a la variable Unidades Geológicas - Remoción Sismo

BB..22..44..55.. SSuueellooss Esta cobertura corresponde a la capa superficial de la corteza terrestre que

contiene materia viva en su interior y que mantiene o es capaz de sostener la vegetación. De acuerdo a la información de series de suelos recopilada en el Centro de Información de Recursos Naturales (CIREN, 1999, ortofotos digitales escala 1:20.000, se han clasificado los suelos del área de estudio de acuerdo al nivel de susceptibilidad para producir fenómenos de remoción en masa, considerando especialmente la estructura y textura en todos los horizontes de éste.



Tipos de suelo Peso relativo

Playa y misceláneo duna 1

Misceláneo pantano y río 2

Serie Arenales 2

Serie Carampangue 2

Serie Llahuecuy 2

Serie Llahuén 2

Serie Laraquete 2

Serie Ninhue 2

Serie Paicaví 2

Serie Puerto Saavedra 2

Serie Antihuala 3

Serie Buchupureo 3

Asociación Caripilún 3

Asociación Constitución 3

Asociación Tomé 3

Asociación Treguaco 3

Serie Las Puentes 3

Serie Merilupo 3

Serie Miramar 3

Serie Nahuelbuta 3

Serie Quiripio 3

Serie Trehualemos 3

Terraza aluvial 3

Misceláneo quebrada 3

Tabla 11. Peso asignado a la variable Suelos - Remoción Sismo

BB..22..44..66.. VVeeggeettaacciióónn La vegetación es un factor de protección y estabilización del suelo,

respecto a los procesos de erosión y deslizamientos. Sin embargo, el grado de protección varía sustancialmente en terrenos de distinta inclinación. Para el análisis de la vegetación se construyó una cobertura vegetacional del área de estudio. Para lo anterior, se utilizó información del Catastro de Bosque Nativo, uso actual de la tierra de CONAF 1998, escala 1:110.000 y la fotointerpretación de fotos aéreas e imágenes satelitales GoogleEarth (Quickbird) entre 2005-2010. Posteriormente, se asignó un peso relativo a esta variable, de acuerdo al porcentaje de cobertura vegetal.



Cobertura (%)

Peso relativo

> 75% 1 50%-75% 2

< 50% 3 Tabla 12. Peso asignado a la variable Vegetación - Remoción Sismo

La figura 10 muestra una síntesis de los factores considerados, sus rangos, valoración y ponderación en la aplicación del modelo. La importancia decreciente de los factores fueron: pendiente, unidades geológicas, suelo y cobertura vegetal, como lo expresa la siguiente ecuación:

As = 0,35Pe + 0,3Ge + 0,3S + 0,05Veg Donde, As es amenaza por sismos, Pe corresponde a pendiente, Ge unidades geológicas, S suelos y Ve vegetación.



Factores Rangos Valoración Ponderación

0º 0

0,1º - 5º 1

5,1º - 10º 2

> 20º 3

Roca granítica 1

Qm, Qf 2

E1m, P1m 2

Q1 3

E1c 3

Ks1c 3

Tr1c 3

PE1 3

M1m 3

OM1m 3



Serie Arenales 2

Serie Carampangue 2

Serie Llahuecuy 2

Serie Llahuén 2

Serie Laraquete 2

Serie Ninhue 2

Serie Paicaví 2


Serie Antihuala 3

Serie Buchupureo 3



Asociación Tomé 3


Serie Las Puentes 3

Serie Merilupo 3

Serie Miramar 3

Serie Nahuelbuta 3

Serie Quiripio 3

Serie Trehualemos 3

Terraza aluvial 3


> 75% 1

50% - 75% 2

< 50% 3

30%

5%

Suelo

Cobertura vegetal

Mo

de

lación

de

susce

ptib

ilidad

de

rem

oció

n e

n m

asa po

r sismo

sPendiente 35%

30%Unidades

geológicas

Imagen 10. Síntesis de factores utilizados en la susceptibilidad de remoción en masa por sismos



BB..22..55.. RReemmoocciióónn eenn mmaassaa ppoorr lllluuvviiaa En términos generales algunos estudios realizados en climas mediterráneos

señalan que puede considerarse con cierta fiabilidad que precipitaciones cercanas o sobre los 100 mm en 24 horas, seguidas de varias semanas de intensas lluvias, pueden desencadenar potenciales deslizamientos por zapamiento torrencial. Las precipitaciones continuas juegan un rol importante en la pérdida de estabilidad de laderas, especialmente cuando los depósitos que constituyen las formaciones superficiales de las laderas resultan saturadas en su base por crecidas torrenciales (Carrasco et al, 2003).

En este sentido se debe tener en consideración la variabilidad temporal y espacial de eventos de precipitaciones en la zona costera de la región del Biobío. En este caso se han considerado los valores de precipitación máxima en 24 horas para un periodo de retorno de 10 años, usando estaciones pluviométricas de la DGA.

Desde un punto de vista espacial se ha aplicado el método de los polígonos de Thiessen para estimar la precipitación máxima. Así, la precipitación en un punto se considera igual al de la estación más cercana. Así cada estación tiene un polígono en el cual ese registro se considera válido. Si una zona abarca más de una estación, el valor de precipitación se obtiene ponderando los registros en función del área en que participa cada una. En la tabla siguiente, se entregan los resultados de precipitación máxima en 24 horas, para 10 años de periodo de retorno representativo de las cuencas costeras presentes en el área de estudio.

Estación Cuencas litorales predominantes

P24 (mm) Latitud Sur Longitud Oeste

Mangarral Pullay, Buchupureo, Pilicura, Cobquecura

113,7 36º 14’ 72º 22’

Coelemu Colmuyao, Mela 102,4 36º 29’ 72º 42’

Dichato Dichato, Coliumo, Collén 95,6 36º 32’ 72º 55

Las Pataguas Los Batros, Escuadrón, Boca Maule, Manco

125,6 36º 45’ 72º 53’

Chillancito Rafael 138,3 36º 46’ 72º 26’

Laja Chivilingo, Laraquete, Cruces, Horcones, Carampagne

94,2 37º 15’ 72º 43’

Cañete Paicaví 92,3 37º 47’ 73º 23’

Contulmo Quidico, Tirúa, Isla Mocha 120,1 38º 00’ 73º 13’

Tabla 13. Precipitaciones máximas diarias en estaciones pluviométricas de la región del Biobío

Del análisis anterior se desprende que los valores de precipitaciones máximas en 24 horas en la zona de estudio fluctúan en todos los casos



cercanos a los 100 mm. Estos valores no dan cuenta de variaciones notables entre las zonas de estudio. Un ejemplo de esto es que para una misma zona se han desencadenado eventos de remoción en masa por efecto de precipitaciones máximas en 24 horas de 40 mm y 120 mm ambos en la misma zona (Concepción).

Al respecto, se ha observado que en suelos en baja permeabilidad la saturación previa de la formación superficial es una condición necesaria para el advenimiento de corrientes de derrubios. En este sentido la lluvia antecedente en suelos ricos en depósitos arcillosos, reduce la succión del suelo e incrementa las presiones de agua en los poros durante lluvias posteriores, disminuyendo la resistencia del suelo. Esto explica que la lluvia antecedente origine roturas con intensidades de lluvias menores que las requeridas en eventos lluviosos aislados (Corominas, 2003).

Se considera el porcentaje de arcillas presente en todos los horizontes de las series de suelo, lo cual ante un mayor porcentaje de éstas incide en que la cantidad de poros en la estructura de un suelo sea menor, lo que implica que la capacidad de infiltración de las aguas del suelo sea más lenta provocando ante un evento extremo de precipitaciones que el suelo se vea saturado rápidamente pudiendo desencadenar una serie de eventos de remociones en masa, en donde se aprecia principalmente aquellos que se asocian a flujos de barro o de detritos, dependiendo de cuan meteorizada o incompetente se encuentre la roca. En tanto un suelo seco o con bajo nivel de saturación por precipitaciones tendrá una menor probabilidad de desencadenar algún tipo de evento.

En base a estas consideraciones para la modelación de la susceptibilidad de remoción en masa por lluvias se tomaron los mismos factores del modelo de sismos, a saber: pendiente del terreno, textura de suelo, unidades geológicas y cobertura vegetal, y se le agregó el factor de exposición de laderas. De esta forma solo se presenta la descripción del factor exposición de ladera.

BB..22..55..11.. EExxppoossiicciióónn ddee llaaddeerraa La exposición de ladera posee distintas implicancias en el medio físico,

tanto en la cobertura vegetacional, como en el desarrollo de fenómenos geomorfológicos. La orientación del talud es un factor a considerar en el análisis de riesgos de origen natural, toda vez que su posición respecto a la insolación se traduce en condiciones morfológicas y ambientales específicas que caracterizan al evento natural. En estas latitudes por efecto de una mayor insolación, las laderas con exposición norte presentan una disminución de la cubierta vegetacional. Estas mismas laderas presentan además, una mayor acumulación de material detrítico (roca fragmentada), producto de la alternancia más extrema entre una mayor insolación en el día, y bajas temperaturas en la noche. Esta alternancia térmica genera tensiones al interior de la roca que finalmente se traducen en la fractura de esta (termoclastía).



Por último en Chile, debido a los vientos, la lluvia adquiere un ángulo en su caída que hace que las laderas con exposición norte sean más susceptibles de saturación. Se asumió los siguientes valores de ponderación, de acuerdo al grado de insolación.

Exposición de laderas Peso relativo

Sin exposición 0

SE - SO 1

SO - NO 2

NE - SE 2

NO - NE 3 Tabla 14. Peso asignado a la variable Exposición - Remoción Lluvia

En este modelo se ponderó con mayor importancia la pendiente y el material geológico, con 30% respectivamente, mientras que la textura de suelo se ponderó con 25%, la exposición se le asignó un peso de 10%, mientras que la cobertura vegetal un 5%. El detalle del procedimiento metodológico se aprecia en la siguiente figura. En consecuencia la expresión del modelo de lluvias es la siguiente

All = 0,3Pe + 0,3Ge + 0,25S + 0,05Veg + 0,1 Ex

Donde, All es amenaza por lluvias, Pe corresponde a pendiente, Ge

unidades geológicas, S suelos, Ex exposición de laderas y Ve vegetación.

Es importante mencionar que para futuros estudios de riesgos por deslizamiento de laderas por lluvias a gran escala deben considerarse factores como nivel freático, permeabilidad, espesor de material superficial, entre otros.

En síntesis la pendiente es el factor más importante en el caso de ambos modelos, agregándose el factor geológico para el modelo de sismos. Por el contrario, la vegetación es el factor menos relevante ya que incluso puede ser un amplificador de los daños cuando el suelo y roca se desprenden llevando consigo todo tipo de árboles y vegetación a su paso en caso de eventos extremos, no obstante en términos generales se considera que es una agente retenedor del suelo por lo tanto cumple un papel positivo.



Factores Rangos Valoración Ponderación

0º 0

0,1º - 5º 1

5,1º - 10º 2

> 20º 3

Roca granítica 1

Qm, Qf 2

E1m, P1m 2

Q1 3

E1c 3

Ks1c 3

Tr1c 3

PE1 3

M1m 3

OM1m 3



Serie Arenales 2

Serie Carampangue 2

Serie Llahuecuy 2

Serie Llahuén 2

Serie Laraquete 2

Serie Ninhue 2

Serie Paicaví 2


Serie Antihuala 3

Serie Buchupureo 3



Asociación Tomé 3


Serie Las Puentes 3

Serie Merilupo 3

Serie Miramar 3

Serie Nahuelbuta 3

Serie Quiripio 3

Serie Trehualemos 3

Terraza aluvial 3


> 75% 1

50% - 75% 2

< 50% 3

Sin exposición 0

SE - SO 1

SO - NO 2

NE - SE 2

NO - NE 3

Exposición 10%

Pendiente 30%

Unidades

geológicas30%

Suelo 25%

Cobertura

vegetal5%

Modelación de susceptibilidad de rem

oción en masa por lluvias

Imagen 11. Síntesis de factores utilizados en la susceptibilidad de remoción en masa por lluvias

Con el fin de aclarar el procedimiento se presenta un ejemplo de cálculo de nivel de amenaza. Los valores obtenidos son los siguientes:



Variable Valor absoluto/Características

Valoración Ponderación Peso ponderado

Pendiente 22,3⁰ 3 0,3 0,9

Unidades geológicas

Depósitos aluviales 3 0,3 0,9

Textura de suelo

Suelo con matriz predominante franco arcillo arenosa

2 0,25 0,5

Cobertura vegetal

Cobertura urbana 3 0,05 0,15

Exposición de laderas

Ladera sur-este 1 0,1 0,1

Suma ponderada 2,55 Tabla 15. Ejemplo de aplicación del modelo de remoción pluvial

El valor obtenido para esta celda es 2,55 lo que significa que corresponde a un nivel de amenaza alta, ya que se encuentra en el rango entre 2 y 3.

BB..22..66.. MMaappaa ssíínntteessiiss ddee rreemmoocciióónn eenn mmaassaa Finalmente se combinaron ambos modelos de susceptibilidad para obtener

un mapa síntesis, junto con las áreas de alcance explicadas anteriormente, de acuerdo a los siguientes pasos:

a) Se realizó una tabulación cruzada de los resultados de la modelación de remoción en masa por sismo y lluvia. De esta manera, se mantienen los niveles de amenaza obtenidos por sismo y lluvia, para una reclasificación posterior.

b) Para la reclasificación de la combinatoria se busca mantener el escenario más desfavorable, esto quiere decir, que en el caso de que en una zona de amenaza baja por sismo se encuentre con una zona de amenaza media por lluvia, la clasificación final será una zona de amenaza media.

c) Se reclasifica de manera de obtener niveles de amenaza alta, media y baja.

A modo de ejemplo una celda con un valor bajo de remoción en masa por sismo (1), pero que a su vez tiene una alto valor de amenaza por lluvia (3), al realizar la tabulación cruzada quedaría con un valor 1,3, esto significa que el valor final de la celda será de alta amenaza (3). Este procedimiento se ejemplifica en la siguiente figura.



Modelación Por sismo

Modelación Por lluvia

Síntesis

Imagen 12. Síntesis de susceptibilidad de remoción en masa

d) Finalmente se agregan las zonas de runout.

Respecto a este último punto para complementar la cartografía de amenaza se estimaron las áreas de alcance potencial de fenómenos de deslizamiento, para lo cual se definieron áreas de influencia diferenciada como se explicó anteriormente.

En primer lugar se definieron líneas de quiebre de pendiente entre sectores montañosos y planos, gracias a una interpretación topográfica de los MDE y fotos aéreas. De esta forma las zonas de alta amenaza adyacentes a un piedemonte o escarpe se le asignaron una distancia adicional (buffer) de 50 m y 25 m para zonas de nivel medio de amenaza. A estas dos zonas se le dio un valor de máxima amenaza, 3, bajo el supuesto que si se produce un deslizamiento del talud no sólo se verá afectada la vivienda o equipamiento ubicada en la ladera misma, sino también el área alcanzada por el fenómeno en el área plana o de baja pendiente donde el movimiento se disipa.



La interpretación final del mapa de susceptibilidad para las tres clases de susceptibilidad corresponde:

Susceptibilidad Baja (1): corresponde a zonas sin restricciones importantes. Puede haber deslizamientos asociados a excavaciones antrópicas importante.

Susceptibilidad Media (2): corresponde a zonas con restricciones medias. Los desplazamientos son probables para lluvias excepcionales, deforestación, movimientos sísmicos o excavaciones medias o grandes. Es necesario un estudio geotécnico.

Susceptibilidad Alta (3): zona no utilizable sin estabilización. Es imprescindible un estudios geotécnicos o de estabilización de laderas.

BB..22..77.. VVaalliiddaacciióónn ddeell mmooddeelloo Una vez obtenidos los dos mapas de amenaza potencial por sismos y lluvias

extremas, se procedió a validar el modelo contrastando los niveles de amenaza identificados con los movimientos en masa detectados en terreno efectuado entre el 23 de junio y 9 de julio de 2010 mediante navegador GPS.

Las siguientes figuras muestran dos ejemplos que caracterizan los fenómenos de movimiento en masa por sismos y por lluvias extremas detectados. El primero corresponde a un fenómeno registrado en la localidad de Coronel correspondiente a caídas de bloques angulares, de dimensiones entre 70 a 120 cm. que llegaron muy cerca de viviendas a causa del terremoto del 27 de febrero del presente. Este registro coincide con el nivel de amenaza alto estimado. El segundo corresponde un deslizamiento de suelo y caídas de bloques en Lota producido por una intensa precipitación del 5 de julio del presente que bloqueó el camino y afectó a algunas viviendas cercanas. Del mismo modo, el nivel modelado corresponde a un alto nivel de amenaza.

Imagen 13. Remoción en masa en Coronel asociada al terremoto del 27 de febrero de 2010



Imagen 14. Remoción en masa en Lota asociada a precipitación el 5 de julio de 2010

Como aclaración final es necesario indicar que para una delimitación

geotécnica más detallada tanto de las áreas de remoción como las de alcance, es necesario realizar estudios de sitio de mayor escala y especificidad.



BB..33.. MMEETTOODDOOLLOOGGÍÍAA PPAARRAA LLAA DDEEFFIINNIICCIIÓÓNN DDEE ““NNIIVVEELLEESS DDEE AAMMEENNAAZZAA”” DDEESSBBOORRDDEE DDEE

CCAAUUCCEE

Se describe el procedimiento utilizado en la modelación y la elaboración de amenazas. Posteriormente, se detalla la modelación de cada río asociado a una localidad y las cartas obtenidas para cada una.

La modelación se realizó con el software HEC-RAS (HEC, 2010).

BB..33..11.. CCaarraacctteerrííssttiiccaass ddee HHEECC__RRAASS HEC-RAS está diseñado para la modelación unidimensional del flujo en

redes de drenaje de cauces naturales o sistemas de canales artificiales (RAS: River Analysis System). Fue desarrollado por el Centro de Ingeniería Hidrológica (HEC: Hidrologic Engineering Center) del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de Estados Unidos (US Army Corp of Engineering).

HEC-RAS es un sistema integrado de software diseñado para uso interactivo en un ambiente multiusuario y multitarea. Está compuesto por:

Interfaz gráfica (GUI) que permite trabajar con diferentes escenarios simultáneamente.

Análisis de componentes hidráulicos en forma separada, que incluye régimen permanente, impermanente, transporte de sedimentos y temperatura.

Manejo y almacenamiento de datos, que permite ingresar, modificar y visualizar los datos geométricos y variables de modelación.

Presentación de resultados mediante gráficos e informes.

BB..33..22.. FFuueenntteess ddee ddaattooss ppaarraa llaa mmooddeellaacciióónn La geometría de los cauces se obtuvo de las siguientes fuentes:

Base datos Lidar con red de puntos cada 2.5 m por 2.5 m.

Datos Aster con red de puntos cada 30 m por 30 m.

Puntos levantados en terreno con nivel y huincha

Google Earth

Para la definición de variables como la rugosidad se utilizó:

Tabla 5-6 de Ven Te Chow (1994)

Visitas a terreno

Fotos

Google Earth

Los detalles de las fuentes para cada caso estudiado se presenta en las fichas de modelación de cada localidad.



BB..33..33.. PPrroocceeddiimmiieennttooss ddee mmooddeellaacciióónn Se realizó una modelación para los flujos más significativos de los

escurrimientos descritos en el diagnóstico. El procedimiento para cada río se resume en el ingreso de datos, procesamiento y obtención de resultados.

BB..33..33..11.. IInnggrreessoo ddee ddaattooss aall mmooddeelloo Sobre la base de datos (Lidar o SRTM) en el software Global Mapper se

dibujó en formato vector polilínea el eje del cauce y las secciones representativas del cauce a modelar. Estos datos se exportaron en formato *.dxf el cual puede ser leído por HEC-RAS.

Para cada sección se generó el perfil en el software Global Mapper, el cual se exportó en un archivo distancia/elevación (*.xz), cuyos datos se incorporaron a cada sección modelada en HEC-RAS.

En cada sección se indicó la distancia a la sección aguas abajo (medida en Global Mapper), el coeficiente de rugosidad de Manning y la localización del cauce principal. Si la distancia entre secciones era mayor a 250 m se interpolaron secciones complementarias para obtener una mejor modelación.

Se ingresaron tres caudales para cada río, los que fueron determinados en el diagnóstico. Se ingresaron dos tipos de condiciones de borde y se seleccionó la mayor:

Altura crítica en la desembocadura. Altura fijada por el máximo nivel del mar en la desembocadura (1,0; 1,5 y 2,0

para periodos de retorno de 2, 10 y 50 años, respectivamente).

BB..33..33..22.. EEjjeeccuucciióónn ddeell mmooddeelloo El modelo se ejecutó en el módulo de régimen permanente de HEC-RAS.

En este caso se desprecian los efectos de almacenamiento por contar con una variación gradual del caudal hasta alcanzar los valores considerados.

Una vez ejecutado el programa se revisan los resultados y se plantean correcciones al modelo considerando lo observado en terreno y a antecedentes previos.

BB..33..44.. EEllaabboorraacciióónn ddee ccaarrttaass ddee iinnuunnddaacciióónn Con los resultados del modelo se elaboran las cartas de amenaza de

inundación por desborde de cauces.

BB..33..44..11.. CCrriitteerriiooss ddee aassiiggnnaacciióónn ddeell nniivveell ddee aammeennaazzaa Para la presentación de los resultados de amenaza de inundación por

desborde de cauces se definió tres niveles:

Área de amenaza alta: Corresponde a la de inundación más frecuente, considerando un periodo de retorno de 2 años, o a zonas con altura de



agua superior a 2 m o velocidad de flujo mayor a 2 m/s, para otros periodos de retorno.

Área de amenaza media: Corresponde a la de inundación no tan frecuente, considerando un periodo de retorno de 10 años, o con rangos de altura y velocidad de flujo no contempladas en los otros niveles de amenaza. En los casos en los que las otras áreas estén muy cercanas no se elabora.

Área de amenaza baja: Corresponde a la de inundación muy poco frecuente, considerando un periodo de retorno de 50 años, y con altura del agua bajo los 2 m, con velocidad menor a 2 m/s menos la altura de agua

Los límites de altura y velocidad fueron adaptados de las recomendaciones planteadas por Martín Vide (2003) para daños en edificaciones y se ilustran en la Imagen 15. En este caso se considera una reducción de la velocidad máxima en función de la altura del escurrimiento, para diferenciar el rango bajo del medio, donde el flujo comienza a afectar construcciones livianas. Velocidades sobre 2 m/s o alturas sobre 2 m afectan a todo tipo de edificaciones.

Los efectos de la dirección del eje hidráulico se consideran indirectamente a través de la rugosidad utilizada en las zonas de inundación, lo que afecta la velocidad del escurrimiento en esos lugares.

Imagen 15. Rangos de altura y velocidad del flujo de agua para la determinación de

amenazas (Fuente: elaboración propia).

En la Tabla 16 se muestra las combinaciones de rangos de altura y velocidad del agua con la frecuencia de inundación. En este caso se complementa los rangos que producen daños sobre edificaciones con la frecuencia de ocurrencia del evento. El objetivo es incluir el problema que una inundación frecuente produce sobre cualquier edificación y las personas que la habitan.

Rango de altura y velocidad de flujo

Periodo de retorno (Frecuencia)

2 años 10 años 50 años

Alto Alta Alta Alta

Medio Alta Media Media

Bajo Alta Media Baja Tabla 16. Niveles de amenazas según rango y frecuencia de la inundación (Fuente: Elaboración

propia).



BB..33..44..22.. CCoonnffeecccciióónn ddee llaass ccaarrttaass

Del programa con cada modelo se tiene una imagen en planta de los bordes externos del área de inundación, imágenes de cada sección con los niveles de agua alcanzados para cada caso, imagen del perfil del río en el eje de río y una tabla con los resultados por cada sección. A esos resultados se les aplicaron los criterios de amenaza para identificar los tres niveles definidos.

Luego, los polígonos de inundación se dibujaron GlobalMapper sobre la base Lidar o Aster, según la localidad correspondiente, con la proyección WGS84 huso 18 sur. Para ello se replantearon las alturas y anchos de inundación siguiendo el eje hidráulico y las curvas de nivel.

BB..44.. RREEPPRREESSEENNTTAACCIIÓÓNN CCAARRTTOOGGRRÁÁFFIICCAA DDEE LLAASS AAMMEENNAAZZAASS A continuación se explica la forma en que se generan las cartografías que

contienen los resultados de la modelación de las amenazas del estudio. En cada mapa de amenaza se dan a conocer las siguientes características: Título del mapa; Principales coberturas que contiene el mapa; Leyendas y Tablas principales, y explicación de las mismas.

BB..44..11.. AAmmeennaazzaa ppoorr TTssuunnaammii

Título del mapa Amenazas por Tsunami

Principales coberturas

: Resultado de la modelación de amenaza de inundación por tsunami, con niveles de amenaza

Zonificación del Plano Regulador Comunal

Leyendas de coberturas principales

:

Como lo indica la leyenda, este mapa representa la inundación por tsunami con tres niveles de amenaza, los cuales se definen a partir de la altura del flujo de agua (h), en metros, a la que una porción del territorio puede estar afecta.

Zonificación del Plano Regulador Comunal, en el espacio de la localidad. En el



mapa también se indican las siglas de la zonificación.

Tablas : El mapa presenta una única tabla, la cual contiene la sigla y el nombre completo de cada una de las zonas del Plano Regulador comunal. Por ejemplo, para una etiqueta ZEU que aparece en el mapa, su nombre real es Zona de Extensión Urbana.

BB..44..22.. AAmmeennaazzaa ppoorr RReemmoocciióónn eenn MMaassaa

Título del mapa Amenazas por Remoción en Masa


: Resultado de la modelación de la Remoción en Masa con niveles de amenaza

Resultado de la modelación de la Zona Afecta a Derrumbes



:

Como lo indica la leyenda, este mapa representa los niveles de susceptibilidad del terreno a la remoción en masa, los cuales se definen en bajo, medio y alto dependiendo del porcentaje de susceptibilidad obtenido luego de la aplicación de la metodología explicada en el apartado 'Metodología de Modelación de la Remoción en Masa' Además, aparece la representación gráfica de las zonas donde caería la remoción en masa en caso de producirse el fenómeno (Zona Afecta a Derrumbes)



Zonificación del Plano Regulador Comunal, en el espacio de la localidad. En el mapa también se indican las siglas de la zonificación.




BB..44..33.. AAmmeennaazzaa ppoorr DDeessbboorrddee ddee CCaauucceess

Título del mapa Amenazas por Desborde de Cauces


: Resultado de la modelación de desborde de cauces y anegamientos con niveles de amenaza

Hidrología



:

Como lo indica la leyenda , este mapa representa el período de retorno en el cual se puede dar el fenómeno de inundación por desborde de cauce o anegamiento, los cuales van desde los 2 a los 50 años.

Zonificación del Plano Regulador Comunal, en el espacio de la localidad. En el mapa también se indican las siglas de la zonificación.




CC..MMeettooddoollooggííaass ppaarraa llaa ddeeffiinniicciióónn ddee VVuullnneerraabbiilliiddaadd Definir el concepto de vulnerabilidad asociado a desastres de origen natural no

es un tema zanjado aún5, “En los términos más generales, la vulnerabilidad de un sistema la define su propensión a sufrir transformaciones significativas como consecuencia de su interacción con procesos externos o internos. Por transformación significativa se entiende un cambio de índole estructural o, al menos, relativamente permanente y profundo. El concepto de vulnerabilidad es aplicable a cualquier sistema que interactúa con su entorno, y en particular a los sistemas humanos (por ejemplo, una aldea, un grupo social), los sistemas naturales (un ecosistema boscoso) y los sistemas socioecológicos, que incluyen componentes humanos y biofísicos (Gallopín y otros, 1989); es decir, no se trata de un concepto exclusivo de los sistemas sociales”.

El análisis del riesgo ante eventos de la naturaleza considera la existencia de la Amenaza, Recurrencia del Evento (Amenaza) y la Vulnerabilidad.

La estimación de la vulnerabilidad de un sistema ante un peligro dado depende de las características del fenómeno y presenta la mayor dificultad entre las variables del análisis del riesgo. El objetivo de una evaluación de vulnerabilidad es encontrar una relación entre las intensidades de los fenómenos y los daños o pérdidas probables de los bienes en un asentamiento o lugar de interés, debido a dicha intensidad. Dado que la vulnerabilidad depende del peligro que se está analizando, deben estimarse tantas vulnerabilidades como peligros haya en una determinada zona.

En el marco de este estudio se analiza vulnerabilidad de la vivienda y vulnerabilidad de Infraestructura crítica.

CC..11.. VVUULLNNEERRAABBIILLIIDDAADD DDEE LLAA VVIIVVIIEENNDDAA El deterioro o la destrucción de viviendas por causas asociadas a los

fenómenos naturales, tiene efectos generales sobre las condiciones de vida de la población y sobre el desempeño económico del país o región afectado.

Para centrar este concepto dentro de este estudio de riesgos, es imperativo el poder calcular en primer lugar la Vulnerabilidad de las Viviendas que eventualmente se vean enfrentadas a los fenómenos naturales (Sismos, Maremotos, Desborde de cauces).

En general, para el caso de sismo y de remoción en masa, la vulnerabilidad está dada en función del peso y de la rigidez de la estructura, así como de otros parámetros que definen su período de vibrar, y en el caso de inundación y/o Tsunami, depende de la fortaleza de las edificaciones para soportar presiones hidrostáticas e hidrodinámicas, su flotabilidad y la resistencia de su cimentación al efecto erosivo de las aguas.

En función de lo expresado inicialmente respecto a los distintos tipos de

5 Ver en http://www.eclac.org/publicaciones/xml/7/12707/lcmexg5e_TOMO_Ia.pdf, Manual para la evaluación del impacto socioeconómico y ambiental de los desastres, CEPAL 2003

http://www.eclac.org/publicaciones/xml/7/12707/lcmexg5e_TOMO_Ia.pdf



eventos y las características de la vivienda, es la materialidad la variable que mejor relaciona el efecto que ésta puede mostrar, por ejemplo, sobre la antigüedad de las mismas.

Existe un consenso casi unánime respecto a que la información obtenida de los Censos de Vivienda permite el establecer una caracterización adecuada de la materialidad que la compone, dado el carácter universal de su realización.

En nuestro caso, la base de datos censal (proveniente del VI Censo de Vivienda, realizada en abril de 2002) operada a través del programa informático REDATAM6 rescata distintos elementos que componen la materialidad de las viviendas existentes en Chile a dicha fecha.

Para establecer las categorías de vulnerabilidad de viviendas, primero se debe establecer qué dimensiones de la vivienda se dispone para poder efectuar el análisis respectivo. En el caso de los datos disponibles del Censo de Vivienda antes citado, se disponen de antecedentes respecto a los componentes del Muro, Techo y Piso, los cuales aparecen detallados la tabla siguiente:

Dimensión Tipo

TECHO

1 Tejas (Arcilla, Metálica, Cemento)

2 Tejuela (Madera, Asfáltica)

3 Losa de Hormigón

4 Zinc

5 Pizarreño

6 Fibria de Vidrio/ Femocolor

7 Fonolita

8 Paja Embarrada

9 Desechos (lata, cartones, plástico, etc.)

MURO

1 Hormigón armado, piedra

2 Ladrillo

3 Paneles estructurados, bloque (prefabricado)

4 Madera o tabique forrado

5 Internit

6 Adobe, barro empajado


PISO

1 Parquet

2 Baldosin Cerámico

3 Entablado

4 Alfombra muro a muro

5 Baldosas de Cemento

6 Plástico (Flexit, Linoleo)

7 Ladrillo

8 Radier

9 Tierra Tabla 17. Materialidad considerada en Censo 2002

7

6 REDATAM, Recuperación de Datos en Áreas Menores, es una aplicación informática desarrollada por el

Centro Latinoamericano de Demografía (CELADE), organismo dependiente de la Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL)

7 Fuente: elaboración propia en base a información VI Censo de Vivienda 2002



Del análisis de los fenómenos naturales en estudio y su impacto sobre la Vivienda, y de acuerdo a la opinión de expertos consultados8 y discusiones de equipo, se determinó que la dimensión que permite caracterizar el resultado de la ocurrencia del fenómeno en sus distintas magnitudes, corresponde a la dimensión “Muro”, la cual es el elemento estructural que recibe en cada caso el impacto directo de los distintos tipos de eventos en estudio.

A continuación, se describe la relación establecida ante cada fenómeno respecto a la materialidad de la vivienda y la vulnerabilidad de la misma ante la ocurrencia de los distintos tipos de eventos:

CC..11..11.. RReessiisstteenncciiaa ddee llaa mmaatteerriiaalliiddaadd ddee llaa VViivviieennddaa::

De acuerdo a opinión de expertos9, se definió 3 categorías para describir la resistencia de las viviendas ante los distintos grados que pueden alcanzar los fenómenos de amenaza en estudio, ellas son: Muy Resistente (1), Medianamente Resistentes (2), y Poco Resistentes (3). Estas categorías se definieron en base a la materialidad de los muros, no considerándose las dimensiones techo y pisos, pues no existe una relación significativa de ellas con los fenómenos en estudio.

La tabla siguiente muestra las distintas configuraciones estructurales y materialidades utilizadas en la definición de las tres categorías de resistencia, e igualmente presenta las categorías de resistencia frente a un Tsunami:

Dimensión Materialidad Resistencia Categoría de vulnerabilidad

MURO

1 Hormigón armado, piedra Muy resistente (MR)

1 2 Ladrillo

3 Paneles estructurados, bloque (prefabricado)

Medianamente resistente (Med R)

2

4 Madera o tabique forrado

5 Internit

Poco Resistente (PR)

3 6 Adobe, barro empajado


Tabla 18. Configuraciones Estructurales y Materiales 10

Debido a que la información censal es agrupada por el INE (Instituto Nacional

de Estadísticas) a nivel de Entidad Censal (en el ámbito rural), y a nivel de

8 Arquitecto especialista en estructura, Cecilia Poblete; Arquitecto, Aarón Napadensky; Ingeniero Jorge Beber. 9 Especialista en estructura, Cecilia Poblete; Arquitecto, Aarón Napadensky; Ingeniero Jorge Beber. 10

Fuente: Elaboración propia en base a trabajo del equipo



Manzanas (en el ámbito urbano), se procedió a obtener mediante REDATAM la información de la cantidad de viviendas por unidad censal que pertenecen a cada una de las categorías indicadas anteriormente (categoría 1, 2 y 3). Una vez que se tiene esta información, se define la categoría de resistencia de la vivienda predominante en cada unidad censal. El cálculo de la predominancia se realiza bajo los siguientes criterios:

Si una categoría está presente en más del 40% de las viviendas, se considera predominante en la unidad censal.

Si no existe ninguna categoría predominante bajo el criterio anterior, se calcula un factor de predominancia a partir de una suma ponderada de los porcentajes que representa cada categoría en el total de viviendas, usando la siguiente fórmula

1* [porc_c1]+2.3* [porc_c2]+3.5* [porc_c3]

Donde [porc_c1], [porc_c2] y [porc_c3] representan el porcentaje de

viviendas de cada categoría que existen en la unidad censal.

Al usar los valores 1, 2.3 y 3.5 se puede dar un peso mayor dentro de la decisión a las categorías de resistencia más desfavorables frente a las más favorables. El valor final de la categoría predominante será el valor que resulte de aproximar el valor obtenido con esta fórmula.

Luego, dado que en la vivienda se planteó definir la vulnerabilidad en función de la materialidad, se obtiene que para las amenazas de tsunami y desborde de cauces, la vulnerabilidad de una vivienda es igual a su categoría de resistencia, por lo que los valores que puede tomar son: 1, 2 y 3.

Para el caso de la remoción en masa, y en consideración de las características propias del fenómeno, se definió como criterio principal que la vulnerabilidad de la vivienda siempre será la máxima, es decir tomará siempre el valor 3.

CC..11..22.. VVuullnneerraabbiilliiddaadd ddee llaa vviivviieennddaa ffrreennttee aall ffeennóómmeennoo ddee ttssuunnaammii

Podemos caracterizar el Tsunami de acuerdo a la altura de inundación que genera, lo cual se muestra en la tabla siguiente:

Categoría Altura de inundación

1 (somero) 0-0,5 mts.

2 (mediano) 0,5-2 mts.

3 (profundo) >2 mts. Tabla 19. Altura de inundación, según Categoría de Resistencia frente a Tsunami

11

11 Fuente: Elaboración propia equipo Tsunami



Como se ha señalado anteriormente, estas categorías se definen en base a los daños que un tsunami pueda ocasionar en distintos tipos de viviendas. Según observaciones realizadas en terreno, posterior al evento del 27 de febrero de 2010, las alturas de inundación hasta los 0,5 m. no generan daño en viviendas, independiente de la materialidad12.

Entre 0.5 m y 2.0 m las viviendas podrían presentar algún tipo de daño principalmente en elementos secundarios y arquitectónicos, por ejemplo vidrios de ventanas. Las viviendas de madera pueden ser medianamente afectadas, desprendiendo muros y tabiques, pero sin arrancar completamente dichos elementos. Por sobre esta altura, las casas de un piso pueden ser levantadas y desplazadas de su posición original. Sin embargo, las viviendas de albañilería u hormigón armado no sufrirán daños severos en su estructura, aún cuando los elementos secundarios y arquitectónicos sean completamente destruidos13. (Tahashi et al 2010).

Por encima de los dos metros se considera que la vulnerabilidad es alta cualquiera sea el material.

Nota: Esta consideración de vulnerabilidad es válida para viviendas de hasta 2

pisos, las cuales representan la gran mayoría de las viviendas en el área de estudio. Para edificaciones de altura superior a los dos pisos, se deberá estudiar caso a caso pues entonces la vulnerabilidad dependerá de la altura, estructura y materialidad, para lo cual no se cuenta con la información necesaria y, además queda fuera de alcance de este estudio.

CC..11..33.. VVuullnneerraabbiilliiddaadd ddee llaa vviivviieennddaa ffrreennttee aall ffeennóómmeennoo ddee rreemmoocciióónn eenn

mmaassaa Ante remoción en masa, se considera que la vulnerabilidad de la vivienda es

siempre máxima, dado que si está fundada en una ladera que comienza desplazarse se asume destrucción irrecuperable del edificio, independientemente de su materialidad. Asimismo, si la vivienda está localizada en una zona donde caen los materiales de la remoción (barro, rocas) se supone también destrucción total. Para homologar con la vulnerabilidad máxima en otros fenómenos, se le asigna un valor de “3” en este caso.

CC..11..44.. VVuullnneerraabbiilliiddaadd ddee llaa vviivviieennddaa aannttee eell ffeennóómmeennoo ddee DDeessbboorrddee ddee

CCaauucceess

12 Esta profundidad es también la que se considera como límite para que una persona se mantenga en pie en un curso de agua 13 Ver Susumu Murata (Coastal Development Institute of Technology, Japan), Fumihiko Imamura (Tohoku University, Japan), Kazumasa Katoh (Musashi Institute of Technology, Japan), Yoshiaki Kawata (Kyoto University, Japan), Shigeo Tahashi (Port and Airport Research Institute, Japan), & Tomotsuka Takayama (Kyoto University, Japan): “Tsunami: To survive from tsunami”, Advanced Series of Ocean Engineering, 2010



Como se explicó en el punto “B”, se definieron tres categorías de solicitaciones asociadas a las categorías de peligro o amenaza por inundación fluvial:

Solicitación alta: Corresponde a la de inundación más frecuente, considerando un periodo de retorno de 2 años, o a zonas con altura de agua superior a 2 m o velocidad de flujo mayor a 2 m/s, para otros periodos de retorno.

Solicitación media: Corresponde a la de inundación no tan frecuente, considerando un periodo de retorno de 10 años, o con rangos de altura y velocidad de flujo no contempladas en los otros niveles de amenaza.

Solicitación baja: Corresponde a la de inundación muy poco frecuente, considerando un periodo de retorno de 50 años, y con altura del agua bajo los 2 m, con velocidad menor a 2 m/s menos la altura de agua.

Para la determinación de vulnerabilidad, se han considerado las mismas categorías de materialidad y altura de la inundación que para el caso del Tsunami explicadas anteriormente.

CC..22.. VVUULLNNEERRAABBIILLIIDDAADD DDEE LLAA IINNFFRRAAEESSTTRRUUCCTTUURRAA CCRRÍÍTTIICCAA En este apartado se indica la metodología de cómo se estima el Valor de la

vulnerabilidad y Nivel de vulnerabilidad, para los siguientes sistemas y subsistemas críticos: Educación, Salud, Carabineros, Bomberos, Municipalidades, Puentes y Caminos.

Para cada subsistema, se definen sus variables independientes (Vi), y se estiman los valores de la vulnerabilidad mediante la suma ponderada de dichas variables. Finalmente, se presenta el Nivel de vulnerabilidad, de 1 a 3, de acuerdo al criterio que se define en la siguiente tabla:

Valor de Vulnerabilidad14 Nivel de Vulnerabilidad

1 – 1,67 1

1,68 – 2,34 2

2,35 - 3 3

Tabla 20. Criterio de asignación de niveles de vulnerabilidad

Cabe destacar que para el caso de la determinación del nivel de amenaza que afecta a un elemento de la infraestructura crítica (los cuales geográficamente son representados por un punto en la base de datos), no se utilizó un criterio puro de asignación automático mediante herramientas SIG, sino que, sobre la base de un 14

La explicación y formula específica de estos valores se entrega para cada uno de los elementos de infraestructura crítica, que se presenta a continuación



paso automático del nivel de amenaza a través de un join espacial, se examinó caso a caso y se determinó el nivel de amenaza final. El criterio para modificar este valor fue:

Si al punto no se le había asignado amenaza en el proceso automático, pero sí existía una cercanía considerable del punto a algún nivel de amenaza, se asignaba ese nivel al punto,

Si el punto que representaba la infraestructura estaba muy cerca de un nivel de amenaza mayor al asignado automáticamente, se le asignaba el mayor de los niveles, y

Si el punto geográfico que se analizaba representaba a una edificación que en alguna parte era tocada por una amenaza, pero el punto no lo era, se le asignaba el nivel de amenaza que tocaba a la edificación.

Este proceso de verificación se realizó utilizando google earth, sobre el cual se superpusieron las amenazas y la infraestructura.

CC..22..11.. VVaarriiaabblleess ddee llooss ssiisstteemmaass yy ssuubbssiisstteemmaass ccrrííttiiccooss

CC..22..11..11.. EEdduuccaacciióónn Se utilizan las Variables: Materialidad (Var1) y Matricula/Población (Var2),

con los siguientes valores y niveles:

Var 1. Materialidad (MAT)

Criterio Valor Nivel

Madera 3 3

Mixta 2 2

Albañilería - Hormigón 1 1

Var 2. Matricula /Población (MATRI)


Bajo Menor a 0.01 1

medio Mayor o igual 0.01 y menor a 0.1

2

Alto Mayor o igual a 0.1 3

La Formula de determinación del Valor de Vulnerabilidad = p1*MAT +

p2*MATRI (3)

Para p1 + p2 = 1; en particular, para el estudio, p1=0,75 y p2=0,25 (por Klee, (ver ANEXO V, Matriz de KLEE)

El Valor de Vulnerabilidad obtenido de (3) se transforma en Nivel de Vulnerabilidad presentado en una escala de 1 a 3



CC..22..11..22.. SSaalluudd Se utilizan las variables: materialidad (Var1), Numero de camas (Var2) y

Población (Var3), con los siguientes valores y niveles:



Madera 3 3

Mixto 2 2


Var 2. Número de camas (NCAM)


Bajo 1 1

medio 2 2

Alto 3 3

Var 3.Población (POBL)


Bajo (hasta 1.000 personas)

1 1

Medio(entre 1.001 y 20.000 personas)

2 2

Alto (más de 20.000 personas)

3 3

La Formula de determinación del Valor de Vulnerabilidad = p1*MAT +

p2*NCAM + p3*POBL (4)

Para p1 + p2 + p3 = 1; en particular, para el estudio, p1=0,67, p2=0,25 y p3=0,08 (por Klee).

El Valor de Vulnerabilidad obtenido de (4) se transforma en Nivel de Vulnerabilidad presentado en una escala de 1 a 3

CC..22..11..33.. CCaarraabbiinneerrooss Se utilizan las Variables: Materialidad (Var1) y Población (Var2), con los

siguientes valores y niveles:





Madera 3 3

Mixto 2 2

Albañilería – Hormigón 1 1

Var 2. Población (POB)


Bajo (hasta 1.000 personas)

1 1

Medio(entre 1.001 y 20.000 personas)

2 2

Alto (más de 20.000 personas)

3 3

Formula de valor de vulnerabilidad = p1*MAT + p2*POB (5)

Para p1 + p2 = 1; en particular, para el estudio, p1=0,75 y p2=0,25 (por Klee).

El Valor de Vulnerabilidad obtenido de (5) se transforma en Nivel de Vulnerabilidad presentado en una escala de 1 a 3.

CC..22..11..44.. BBoommbbeerrooss Se utilizan las Variables: Materialidad (Var1) , Población (Var2), con los


Var1. Materialidad (MAT)


Madera 3 3


Var2 . Población (POB)


Bajo 1 1

Medio 2 2

Alto 3 3

Formula de valor de vulnerabilidad= p1*MAT + p2*POB (6)


El Valor de Vulnerabilidad obtenido de (6)se transforma en Nivel de Vulnerabilidad presentado en una escala de 1 a 3.



CC..22..11..55.. MMuunniicciippaalliiddaadd Se utilizan las Variables: Materialidad (Var1), Población (Var2), con los


Var. 1 Materialidad ( MAT)


Madera 3 3


Var. 2.Población (POB)


Bajo 1 1

medio 2 2

Alto 3 3

Formula de valor de vulnerabilidad = p1*MAT + p2*POB (7)



CC..22..11..66.. PPuueenntteess Se utilizan las Variables: Materialidad(Var1), Estado del puente (Var2) y

Longitud del Puente(Var3), con los siguientes valores y niveles:



Madera 3 3

Asfalto - Hormigón 1 1

Var 2. Estado (EST)


Bueno 1 1

Regular 2 2

Malo 3 3

Var 3. Longitud ( LONG)


Bajo mts 1

medio mts 2

Alto mts 3



Formula de valor de vulnerabilidad = p1*MAT + p2*EST + p3*LONG (8)


CC..22..11..77.. CCaammiinnooss ((aacccceessooss)) Las variables utilizadas son Ruta (Var1) e importancia (Var2) , con los


Var 1. Ruta (RUTA)


Otros 3 3

Asfalto - Hormigón 1 1

Var 2.Importancia (IMP)


Bajo( La ruta es secundaria y existen otras vías alternativas para localidad)

1 1

Medio( La ruta es secundaria para la localidad)

2 2

Alto ( La ruta es principal para la Localidad)

3 3

Formula del valor de la vulnerabilidad = p1*RUTA + p2*IMP + p3*POB (9)

Para p1 + p2 + p3 = 1; en particular, para el estudio, p1=0,5, p2= 0,25 y p3=0,25 (por Klee).

El Valor de Vulnerabilidad obtenido de (9) se transforma en Nivel de Vulnerabilidad presentado en una escala de 1 a 3 (según Tabla 20).

CC..22..11..88.. VViiaalliiddaadd UUrrbbaannaa Las variables utilizadas son: importancia de la vía según tipo definido en el

PRC (Var1), e Importancia de la vía para la conectividad con las áreas de seguridad (Var2), con los siguientes valores y niveles:



Var 1. Importancia por Tipo de Vía (imp_conect)

Categoría De La Vía

Definición Flujos Distancia Entre Líneas Oficiales

Valor y Nivel

Expresa Establece relaciones intercomunales entre las diferentes áreas urbanas a nivel regional.

Mayor a 4000 veh/hora

50m

3

Troncal Establece conexiones entre zonas urbanas de una intercomuna.


30m 3

Colectora Corredor de distribución entre la residencia y los centros de empleo y servicios, y de repartición y/o captación hacia o desde la trama vial de nivel inferior.


20m

2

Servicio Vía central de centros o subcentros urbanos que tienen como rol permitir la accesibilidad a los servicios y al comercio emplazado en sus márgenes.

Mayor a 600veh/hora

15m

2

Local Establece relaciones entre vías entre vías troncales, colectoras y de servicios y de acceso a la vivienda.

Capacidad media o baja de desplazamiento de flujos vehiculares.

11m

1

Var 2.Importancia para acceso a área de seguridad (imp_seg)

Criterio Valor y Nivel

Nula (La vía no es vinculante con la (s) Zona (s) de seguridad de la localidad)

0

Bajo ( La vía es vinculante con la Zona de seguridad de la localidad, pero existen más de 2 rutas alternativas a ella para acceder)

1

Medio (La vía, junto sólo a una vía más es vinculante con la Zona de seguridad de la localidad)

2

Alto (La vía, es la única vinculante con la Zona de seguridad de la localidad))

3

Este criterio se aplica con el principio de que toda la población de la

localidad debe acceder por lo menos a una área de seguridad.

Formula del valor de la vulnerabilidad = p1*TV + p2*IMP (10)

Para p1 + p2 = 1; en particular, para el estudio, p1=0,5, p2= 0,5 (por Klee).




CC..33.. RREEPPRREESSEENNTTAACCIIÓÓNN CCAARRTTOOGGRRÁÁFFIICCAA DDEE VVUULLNNEERRAABBIILLIIDDAADD Se ha generado un solo mapa de vulnerabilidad, el cual representa la

vulnerabilidad de la vivienda y la infraestructura frente a las amenazas de tsunami y desborde de cauces. En el caso de la remoción en masa, no se generó cartografía, ya que por las características del fenómeno se tomó como principio general que cualquier elemento tiene frente a él la máxima vulnerabilidad.

A continuación se describen las principales características, particulares de esta cartografía:

Título del mapa Síntesis de Vulnerabilidad (Vivienda e Infraestructura)

Principales coberturas : Viviendas con su nivel de vulnerabilidad

Manzanas y Entidades INE desde donde se obtuvo el dato de vulnerabilidad

Infraestructura crítica con su nivel de vulnerabilidad

Red vial con su nivel de vulnerabilidad


:

Esta leyenda representa los niveles de vulnerabilidad de la infraestructura crítica. La infraestructura crítica incluye datos de: Educación, Salud, Municipios, Seguridad y Puentes. Cada punto de infraestructura tiene en el mapa un id correlativo (a nivel comunal) para hacer más fácil la representación

Esta leyenda representa los niveles de vulnerabilidad de la vivienda., los cuales fueron calculados a partir de la materialidad de la misma, dato obtenido desde las bases de datos del Censo de Población y Vivienda del año 2002. La interpretación correcta es: una vivienda es 'Muy resistente', 'medianamente resistente', o 'poco resistente' ante los fenómenos de inundación por tsunami y desborde de cauces

Esta leyenda representa el nivel de vulnerabilidad de la red vial en la localidad, la cual se define en función de la importancia de la vía tanto para la conectividad entre conglomerados, y para el acceso a zonas de seguridad frente a las amenazas de este estudio.

Tablas : El mapa presenta una única tabla, la cual contiene la descripción de cada elemento de la Infraestructura Crítica, vinculado a la representación geográfica a través del id correlativo mencionado anteriormente.



DD..CCrriitteerriiooss ppaarraa llaa ddeeffiinniicciióónn ddee ccaatteeggoorrííaass ddee RRiieessggoo

DD..11.. CCRRIITTEERRIIOOSS PPAARRAA LLAA DDEEFFIINNIICCIIÓÓNN DDEE RRIIEESSGGOO PPAARRAA VVIIVVIIEENNDDAA

La determinación del nivel que adquiere el riesgo a que se ven enfrentadas las viviendas ante la ocurrencia de alguno de los fenómenos naturales en estudio, corresponde a lo que a juicio de expertos se provoca sobre ella a partir de la magnitud que presenta dicha amenaza en relación con su vulnerabilidad.

Entendiendo que para el caso de la vivienda, el riesgo es una relación entre la amenaza y la vulnerabilidad (aunque el tipo de relación es distinto para el caso del riesgo para la infraestructura crítica como se explica en el próximo punto D.2) y combinando las categorías de vulnerabilidad de la vivienda (resistencia en este caso) establecida para este estudio y los niveles de amenaza, es posible definir tres categorías de riesgo: riesgo bajo (daño leve, aceptable), riesgo medio (daño moderado, recuperable), riesgo alto (daño severo irrecuperable).

Considerando lo anterior, cada uno de los equipos (Tsunami, Remoción en Masa e Inundación por desborde de cauces), definió un cuadro que vincula que vincula el riesgo a la amenaza y la vulnerabilidad, lo que se muestra a continuación para cada tipo de amenaza.

DD..11..11.. RRiieessggoo ppaarraa TTssuunnaammii

Combinaciones de categorías de resistencia y magnitud de la amenaza

Tipo de daño Categoría De riesgo

MR y Somero Aceptable 1

MR y mediano, MR y Profundo, Med. R y Somero, Med.R y Mediano, PR y Somero

Recuperable 2

Med. R y Profundo, PR y Mediano, PR y Profundo Irrecuperable 3

Donde15:

MR = Muy Resistente Med. R = Medianamente Resistente PR = Poco Resistente Somero = Inundación hasta 0.5 m. Mediano = Inundación entre 0.5 m y 2.0 m Profundo = Inundación mayor a 2.0 m.

15 Estas categorías de resistencia se ha explicado en el punto C, correspondiente a vulnerabilidad)



DD..11..22.. RRiieessggoo ppaarraa RReemmoocciióónn eenn MMaassaa Dado que, como se ha mencionado anteriormente en el punto respectivo, la

vulnerabilidad siempre es máxima16 las variaciones en el nivel de riesgo estarán dadas por el nivel de amenaza: Alta (3), Media (2) y Baja (1)

Esto se expresa en el siguiente cuadro:

Vulnerabilidad Amenaza

Alta (3) Media (2) Baja (1)

3 9 6 3

Para efectos de los rangos de riesgo, estos valores se expresan como:

Alto = 3, (vulnerabilidad alta; amenaza alta)

Medio= 2 (vulnerabilidad alta; amenaza media)

Bajo= 1 (vulnerabilidad alta; amenaza baja)

DD..11..33.. RRiieessggoo ppoorr DDeessbboorrddee ddee CCaauucceess El siguiente cuadro muestra cómo se determina el nivel de daño potencial

según resistencia y solicitación.

Amenaza

Vulnerabilidad

Baja (R=1) Media (R =2)

Alta (R = 3)

Alta (A = 3) Moderado (2) Severo (3) Severo (3)

Media (A = 2) Leve (1) Moderado (2) Severo (3)

Baja (A = 1) Leve (1) Leve (1) Moderado (2)

De acuerdo a esto, se construye el cuadro de riesgo que se muestra a continuación:

Combinaciones de categorías de resistencia y magnitud de la amenaza

Tipo de daño Categoría de riesgo

A + S = 2 o 3 Leve 1

A + S = 4 Moderado 2

A + S = 5 o 6 Severo 3

16 Asumiendo que una vez producido el fenómeno de remoción en masa el daño será severo independiente

de la materialidad de la vivienda.



DD..22.. MMEETTOODDOOLLOOGGÍÍAA PPAARRAA LLEE DDEETTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN DDEE RRIIEESSGGOO EENN IINNFFRRAAEESSTTRRUUCCTTUURRAA

CCRRIITTIICCAA

DD..22..11.. MMeeddiicciioonneess ddeell vvaalloorr yy nniivveell ddee rriieessggoo

En este apartado, el postulado metodológico central, es que el nivel de Riesgo (R) se define como la suma ponderada de la amenaza (A) y la vulnerabilidad (V). Esto es:

R = p * A + (1 - p) * V, para A>0 ;

Con p + (1 - p) =1 y A>0 Donde: IR = Índice de Riesgo A = Nivel de amenaza: Corresponde a las tres categorías de solicitaciones

según evento. V = Nivel de vulnerabilidad. Se refiere a las condiciones “propias” de la

infraestructura en su grado de fragilidad ante eventos de la naturaleza y su importancia relativa dentro del sistema en estudio

p = Ponderación de la variable que determina la importancia relativa de las variables de un sistema, puesto que cada variable de un sistema no necesariamente tiene la misma relevancia. Para la determinación de la importancia relativa entre variables se utilizó la Matriz de Klee (Véase Anexo V; apartado Antecedentes de la Metodología Klee); ampliamente utilizada en términos de estudios y latitudes. En detalle, la metodología para obtener el factor de importancia o ponderador se encuentra en el Anexo V apartado “Metodología General de Ponderación”.

De lo anterior allí se obtiene los siguientes ponderadores:

p = 0.55 para amenaza y;

(1 – p) = 0.45 para vulnerabilidad

En la determinación del nivel de riesgo, para los casos de Remoción en Masa por Sismos y Remoción en Masa por Lluvia, el nivel de vulnerabilidad (V) es considerado en el nivel máximo de 3. Ello, debido a que cualquiera sea la construcción dentro del radio de efecto del desborde, la infraestructura será afectada totalmente.

Los resultados de la aplicación de la fórmula son los siguientes:



Escala para obtener el valor del nivel de riesgo.

Nivel de Amenaza (A) Nivel de Vulnerabilidad (V)

Valor Nivel del Riesgo (R)

1 1 1.00

1 2 1.45

1 3 1.90

2 1 1.55

2 2 2.00

2 3 2.45

3 1 2.10

3 2 2.55

3 3 3.00

Con fines cartográficos los valores 1,00; 1,45 y 1,55 se presentaran con categoría de riesgo 1; Los valores 1,90; 2,00 y 2,10 con categoría de riesgo 2 y, finamente, los con categoría de riesgo 3 los valores 2,45; 2,50 y 3,00.

DD..33.. RREEPPRREESSEENNTTAACCIIÓÓNN CCAARRTTOOGGRRÁÁFFIICCAA DDEE RRIIEESSGGOOSS

Los riesgos de la vivienda y la infraestructura crítica, uno de los objetivos principales de este estudio, son representados cartográficamente en tres mapas distintos, uno por cada amenaza. De esta forma, se ha elaborado:

1) Mapa de Riesgos ante Tsunami (para la vivienda y la Infraestructura crítica)

2) Mapa de Riesgos ante Remoción en Masa (para la vivienda y la Infraestructura crítica17)

3) Mapa de Riesgos ante Desborde de Cauces (para la vivienda y la Infraestructura crítica)

17 Este mapa incluye también el riesgo en las zonas donde caería la remoción en masa en caso de producirse

el fenómeno (zonas afectas a derrumbes)



A continuación se describen las principales características de esta cartografía, las cuales son comunes para los tres mapas mencionados recientemente:

Título del mapa 1. Mapa de Riesgos ante Tsunami (Vivienda e Infraestructura)

2. Mapa de Riesgos ante Remoción en Masa (Vivienda e Infraestructura)

3. Mapa de Riesgos ante Desborde de Cauces (Vivienda e Infraestructura)

Principales coberturas : Viviendas con su nivel de riesgo ante la amenaza

Infraestructura crítica con su nivel de riesgo ante la amenaza

Red vial con su nivel de riesgo ante la amenaza


:

Esta leyenda representa los niveles de riesgo de la infraestructura crítica. La infraestructura crítica incluye datos de: Educación, Salud, Municipios, Seguridad y Puentes. Cada punto de infraestructura tiene en el mapa un id correlativo (a nivel comunal) para hacer más fácil la representación

Esta leyenda representa los niveles de riesgo de daño de la vivienda, los cuales fueron calculados a partir del nivel de vulnerabilidad de la misma y el nivel de la amenaza que enfrenta..

Esta leyenda representa el nivel de riesgo de la red vial en la localidad, la cual se define en función del nivel de vulnerabilidad de la misma, y el máximo nivel de amenaza al cual enfrenta.

Tablas : Los mapas presentan una única tabla, la cual contiene la descripción y el nivel de riesgo de cada elemento de la Infraestructura Crítica, vinculado a la representación geográfica a través del id correlativo mencionado anteriormente.

Es importante destacar que para el caso de la vivienda se consideró lo siguiente: vivienda tocada por una amenaza = vivienda en riesgo ante la amenaza (riesgo en función de su vulnerabilidad y el nivel de la amenaza).

Es por esto que pueden darse casos en que una vivienda (esto se nota especialmente en construcciones de gran tamaño) es tocada sólo en una parte, pero en la cartografía aparecerá el polígono completo con el nivel que le



corresponda según su vulnerabilidad y nivel de amenaza. Sin embargo, la parte de la vivienda que no es tocada por una amenaza es representada con un tono considerablemente más tenue que el color del sector que sí es tocada por una amenaza.

EE..MMaarrccoo MMeettooddoollóóggiiccoo ppaarraa eell aannáálliissiiss yy llaa ggeenneerraacciióónn ddee rreeccoommeennddaacciioonneess

qquuee iinnvvoolluuccrraann llooss IInnssttrruummeennttooss ddee PPllaanniiffiiccaacciióónn TTeerrrriittoorriiaall ((IIPPTT´́ss))..

EE..11.. IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN Como primera tarea del análisis de los instrumentos de planificación territorial,

el equipo profesional se enfocó al estudio de las localidades más afectadas por el terremoto y tsunami del 27/F, a objeto de constatar el efecto real de este evento en cada una de las localidades y de contrastarlo con la realidad normativa de cada de ellas. Lo anterior, implicó analizar qué localidades contaban con algún tipo de instrumento de planificación y cuáles no, y cómo esto incidió en su nivel de vulnerabilidad frente al riesgo natural.

EE..22.. DDIIAAGGNNÓÓSSTTIICCOO Una vez realizada la primera fase de reconocimiento general, el equipo

profesional se enfoca en el análisis de los instrumentos de planificación vigentes en cada localidad, a objeto de precisar los destinos permitidos y las normas urbanísticas de asociadas a cada zona del IPT sometida a riesgo.

Posteriormente en una segunda fase, se analizan los estudios de riesgo de cada IPT a objeto de determinar la co-relación existente entre la zonificación vigente en el plan regulador comunal y las áreas de riesgo identificadas en la línea base de cada instrumento.

Este análisis permitió verificar el grado de coherencia dentro del proceso de elaboración de un plan regulador y el valor que se le asigna a los riesgos de origen natural en el ámbito de la planificación del territorio.

Los antecedentes estudiados, en esta etapa, fueron los siguientes:

Expediente Plan Regulador Metropolitano de Concepción.

Expedientes de cada plan regulador comunal, plan seccional, límite urbano, de cada localidad.

Cartas de inundación levantadas por el Centro de Operaciones Terrestres del Ejército.

Cartas de inundación del SHOA.

Plan de Reconstrucción elaborado por Gobierno Regional del Biobío PRBC-18

Mapas de amenazas y vulnerabilidad elaborados para este estudio.

EE..33.. EESSTTUUDDIIOO DDEE RREEFFEERREENNTTEESS



En una fase posterior al diagnóstico, el equipo se enfoca a la tarea de analizar los referentes existentes en localidades sometidas a similares condiciones de riesgos naturales.

Para ello se realiza una labor de recopilación y revisión bibliográfica con el objetivo de tomar conocimiento del tipo de recomendaciones se han incorporado en los instrumentos de planificación para gestionar y reducir los riesgos.

Dentro de esta revisión, se pudo constatar que es imprescindible establecer nexos entre instrumentos de planificación territorial y otro tipo de instrumentos, como planes de contingencia y las ordenanzas locales que cada municipio genera, a objeto de lograr una respuesta efectiva del cuerpo normativo que actúa regulando tanto el territorio como a la comunidad local que lo habita. (Ver anexo VII)

EE..44.. RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS En esta fase, el insumo base para alimentar la elaboración de las

recomendaciones a los IPT’s son los mapas de amenazas elaborados para los riesgos de inundación por tsunami, inundación por cauce y remoción en masa.

Con este insumo, el equipo propone una serie de medidas que apuntan a fortalecer la resiliencia local frente a los riesgos estudiados, proponiendo tanto medidas reparatorias como preventivas.

Estas recomendaciones orientarán al planificador local en la toma de decisiones, y pueden variar desde modificar o condicionar los destinos permitidos en una determinada zona del IPT, como modificar las normas urbanísticas asociadas, o incorporar normas que actualmente no existen en la legislación vigente como por ejemplo la exigencia de estudios específicos, condicionar la materialidad de las construcciones en zona de riesgo o tener la capacidad de segregar destinos por piso, entre otras.

Lo anterior, apunta a generar propuestas que se enfoquen en el perfeccionamiento de la legislación vigente y posiblemente en la generación de nuevas herramientas de gestión del riesgo.

FF.. MMeemmoorriiaa EExxpplliiccaattiivvaa ddee llaa ddee ddeeffiinniicciióónn ddee ÁÁrreeaass ddee SSeegguurriiddaadd yy VVííaass

ddee EEssccaappee..

FF..11.. DDEEFFIINNIICCIIÓÓNN DDEE ÁÁRREEAASS DDEE SSEEGGUURRIIDDAADD Las Áreas de seguridad fueron definidas en el presente estudio como; áreas

libres de peligro, o en su defecto, con la menor exposición posible, en niveles bajos y medios, a tsunami inundación por desborde, y remoción en masa (por lluvia y sismo), y que sean lo más próximas y accesibles posible, con dimensiones adecuadas, en relación a las zonas pobladas que buscan dar cobertura en caso de alarma o desastre. En este mismo sentido, el área de seguridad es una porción de territorio que puede consolidarse como un eventual refugio que acoja la evacuación de la población en los momentos inmediatos al desastre, dando



tiempo para organizar el regreso de las personas a sus hogares o a su reubicación en albergues. No obstante, antes de consolidar su condición de refugio urbano, debe estudiarse en detalle su factibilidad, por lo cual el presente listado constituye un primer insumo para que cada localidad evalúe su consolidación en Zonas Seguras18 (evaluando entre otros, la situación actual de la propiedad, ocupación, etc.) y defina – dentro de éstas – la ubicación y límites precisos, y la manera en que serán habilitadas.

FF..22.. MMEETTOODDOOLLOOGGÍÍAA PPAARRAA LLAA IIDDEENNTTIIFFIICCAACCIIÓÓNN DDEE LLAASS ÁÁRREEAASS DDEE SSEEGGUURRIIDDAADD Para la identificación de las áreas de seguridad, durante la tercera y cuarta

semana de noviembre, se realizaron varios talleres de trabajos, con representantes y expertos de cada uno de los equipos de Análisis de infraestructura y sistemas productivos, Hidrología, Ordenamiento territorial, Sistemas de Información Geográficos, Laboratorio de Estudios Urbanos, Demografía, Riesgo de sismos, y Riesgo de tsunamis, todos liderados por el Jefe del Estudio, profesor Roberto Lira O. En cada una de las sesiones se desarrolló el siguiente procedimiento:

1) Ubicación de Áreas de seguridad, no expuestas o con la mínima exposición

posible a los peligros catastrados19;

2) Verificación de proximidad;

3) Verificación de accesibilidad, vialidad existente o requerida;

4) Verificación de la superficie del Área de Seguridad y;

5) Cobertura de la población a las áreas de seguridad identificadas para cada localidad.

FF..22..11.. UUbbiiccaacciióónn ÁÁrreeaass ddee SSeegguurriiddaadd En la primera fase se ubicaron todas las áreas cercanas a las zonas

pobladas, que no estuviesen expuestas al riesgo de tsunami, remoción en masa y/o inundación, o que en su defecto, estuviesen expuestas al mínimo de peligros en sus niveles bajo y medio, y que no estuviesen densamente pobladas ni construidas.

En las localidades en las cuales no se encontró ningún área libre de peligro, se procedió a buscar y seleccionar áreas cercanas que sólo tuviesen riesgo

18 La diferencia entre el área de seguridad y las zonas seguras, es que las primeras son sectores dentro del

territorio que dadas sus condiciones de ubicación, tamaño, proximidad y accesibilidad, tienen potencial para consolidarse, mientras que las zonas seguras, darían cuenta de su formalización normativa, con la infraestructura, equipamientos y servicios básicos necesarios para ser utilizados como refugios urbanos (agua de puntera, sistemas autónomos de generación de electricidad, grandes superficies cubiertas, etc). 19 La identificación de Áreas de seguridad en este estudio permite una primera visión de las posibles

ubicaciones de las Zonas Seguras, así como detectar por otra parte localidades expuestas a amenazas, que no cuentan con Áreas de Seguridad ausentes de peligro y que por lo tanto puede ser más necesario relocalizar o ejecutar obras mayores a fin de establecer otro tipo de refugios urbanos.



bajo o medio de remoción en masa20; en su ausencia con riesgo bajo de tsunami y finalmente con riesgo bajo de desborde de cauce, buscando evitar aquellas áreas que a pesar de la existencia de riesgos bajos o medios, confluyeran más de uno de los fenómenos.

Se optó por este criterio considerando los siguientes aspectos:

a) En primer lugar, las áreas expuestas al riesgo de inundación suelen también

estar expuestas a tsunami; no así las zonas con riesgo de remoción, por lo general ubicadas en terrenos altos;

b) En segundo lugar, que la amenaza de remoción, en puntos específicos presentara por lo general una mayor factibilidad de ser mitigada a través de medidas especificas a proponer (ej. protección de laderas con vegetación, muros de contención, etc)21 y;

c) En el caso de ausencia de sectores cercanos a la población libres de exposición a peligros o expuestos solo a remoción en masa, se privilegiaron aquellos expuestos a tsunami en un nivel bajo (0-50 cm.), ya que la recurrencia del evento es mucho más distanciada que la de desborde de cauce.

FF..22..22.. VVeerriiffiiccaacciióónn ddee pprrooxxiimmiiddaadd Una vez identificadas en cada localidad las áreas no expuestas o con

exposición mínima, según los criterios ya enunciados, se procedió a seleccionar aquellas que estuviesen ubicadas dentro de un área no superior a una distancia lineal igual o inferior a 1.000 m. de las zonas pobladas a las que se pretende dar cobertura en caso de desastre. Se tomó el umbral de los 1.000 m. o 1 Km., como máximo, considerando que este puede ser alcanzado en un tiempo aproximado de 15 minutos22.

FF..22..33.. VVeerriiffiiccaacciióónn ddee AAcccceessiibbiilliiddaadd En una tercera instancia, y ya con aquellos lugares libres o con la mínima

exposición a peligro, que se encuentran dentro de un radio de 1000 mts. de la población que busca ser cubierta, se verificó y seleccionó aquellos sitios que tuviesen una accesibilidad consolidada, es decir, con vialidad existente que permitiesen el acceso desde las zonas pobladas. En las localidades en las cuales se encontraron áreas que cumplían con el Criterio 1 y 2, pero no cumplían con el Criterio 3, se dejaron señaladas como Áreas de Seguridad, estableciendo taxativamente que su consolidación dependía del desarrollo de una vialidad adecuada.

20 Pero que estuviesen libres de las amenazas de tsunami e inundación 21 Mitigación que resulta por lo general mucho más complicada en el caso de la amenaza de tsunami por

ejemplo, que requiere de obras de mitigación más costosas y de incierta eficacia(ej.: muros rompeolas, barreras naturales, etc)

22 El umbral de los 15 minutos se obtuvo a su vez de las los referentes internacionales



FF..22..44.. VVeerriiffiiccaacciióónn ddee SSuuppeerrffiicciiee ddee llaa ZZoonnaa SSeegguurraa En una cuarta fase, se verificó y selecciono aquellas Áreas de Seguridad que

cumpliendo con los criterios precedentes, tuviesen una superficie mínima disponible de 600 m2, que por lo tanto permitiese albergar un mínimo de 100 personas, descartando aquellas con menor superficie. La estimación de esta superficie considera que un Áreas de Seguridad podría ser utilizada en una primera instancia como albergue de emergencia (ante el temor de regresar a sus hogares por una o dos noches), la Zona de Seguridad debía idealmente ser capaz de albergar carpas. Considerando un mínimo de 24 mts2 por carpa (6m x 4m) para una familia de 4 personas, se llegó a un número aproximado de 6 m2 por persona. Luego, considerando un mínimo de 100 personas por Zona Segura (aprox. 25 viviendas) se obtuvo como criterio, un mínimo ideal de 600 m2 por Zona Segura (100p x 6m2/p). De todas maneras es pertinente decir que las áreas de seguridad, en su total por localidad, no necesariamente deben tener una cobertura equivalente a la de la población total, ya que existe un porcentaje importante, que evacua hacia otros puntos no planificados, se mantienen en sus casas, o evacuan verticalmente (edificios), y finalmente hay que tener en cuenta que los desastres afectan parcialmente a los asentamientos.

FF..22..55.. CCoobbeerrttuurraa ddee llaa ppoobbllaacciióónn aa llaass áárreeaass ddee sseegguurriiddaadd Finalmente, y como último criterio, se revisó la cobertura y capacidad de las

Áreas de seguridad, en relación a la población que está dentro del área de cobertura y que se encuentra expuesta al peligro, es decir, frente a los eventuales damnificados (población expuesta a peligro alto), buscando en la medida de lo posible una cobertura lo más próxima a su requerimiento máximo23.

GG..MMeemmoorriiaa EExxpplliiccaattiivvaa,, DDeeffiinniicciióónn yy MMeettooddoollooggííaa ppaarraa llaass OObbrraass ddee

MMiittiiggaacciióónn

GG..11.. DDEEFFIINNIICCIIÓÓNN DDEE OOBBRRAASS DDEE MMIITTIIGGAACCIIÓÓNN A grandes rasgos existen tres formas de disminuir la vulnerabilidad:

a) Compensar o fortalecer el sistema expuesto a peligro, por ejemplo, mejorando las características edilicias;

b) Reparar o relocalizar el sistema hacia otras áreas que no estén expuestas a

peligro, es decir, erradicación de la población, de los equipamientos críticos o nuevas vialidades y;

c) Mitigación, moderación o disminución de la dureza o rigor del evento, por ejemplo infraestructuras disipadoras de energía frente a un tsunami.

23 De acuerdo al cálculo: No Habitantes x 6m2.



De estas tres medidas, el presente acápite toma esta última, estableciendo una serie de “Obras de Mitigación” para cada una de las localidades analizadas, y cuyo propósito es reducir la vulnerabilidad de éstas frente a cada uno de los peligros analizados, es decir, la atenuación de los daños potenciales sobre la vida y los bienes causados por uno o varios de los eventos analizados (tsunami, desborde de cauce y remoción en masa). No obstante, la definición que se ocupó para “Obras de Mitigación”, es más amplia que solo moderar, aplacar, disminuir o suavizar algo riguroso o áspero24, extendiéndose con ello, al conjunto de obras que se pueden hacer para contrarrestar o minimizar los impactos negativos que pudieran ocurrir frente a un evento determinado25, incorporando medidas de compensación como por ejemplo, reforzamiento de vialidades, infraestructuras de conectividad, o de equipamientos críticos, esto con el fin de que no colapsen frente a un evento determinado, recogiendo con ello, una gran variedad de obras de protección que han sido propuestas para cada localidad, en atención a los peligros existentes, sus potenciales áreas de impacto, condiciones geomorfológicas y estructura del asentamiento, sin embargo, es necesario consignar que cada una de las obras propuestas deben someterse a los estudios respectivos, asegurando su rentabilidad social e impacto ambiental, según la legislación vigente.

GG..22.. MMEETTOODDOOLLOOGGÍÍAA PPAARRAA LLAA IIDDEENNTTIIFFIICCAACCIIÓÓNN DDEE LLAASS MMEEDDIIDDAASS DDEE MMIITTIIGGAACCIIÓÓNN Para la identificación de las Obras de Mitigación, durante la tercera y cuarta

semana de noviembre, se llevaron a cabo varios talleres de trabajos, con representantes y expertos de cada uno de los equipos de: (i) Análisis de infraestructura y sistemas productivos; (ii) Hidrología; (iii) Ordenamiento territorial; (iv) Sistemas de información geográficos; (v) Laboratorio de Estudios Urbanos y modelación digita; (vi) Demografía; (vii) Riesgo de sismos; y (viii) Riesgo de tsunamis.

En cada una de las sesiones, y para cada una de las localidades se desarrolló el siguiente procedimiento:

1) Identificación de áreas de mayor riesgo, amenaza y más densamente pobladas para cada una de las localidades y peligros catastrados (tsunami, desborde de cauce, y remoción en masa) y verificación de aquellas áreas de mayor amenaza;

2) Identificación equipamientos críticos, tanto los ubicados en las áreas de mayor peligro, como en las áreas de peligro medio y bajo;

3) Identificación de las infraestructuras viales y de conectividad expuestas a peligro alto;

4) Propuestas de Obras de Mitigación para las zonas más densamente

24

Definición de mitigación del Diccionario de la Real Académica Española 25

A.W. Coburn, R.J.S. Spence, y A. Pomonis. Mitigation de desastres, PNUD, 1991 Cambridge Architectural

Research Limited The Oast House, Malting Lane, Cambridge, Reino-Unido



pobladas

5) Propuestas de Obras de Mitigación para cada uno de los posibles eventos y localidades, en relación a los equipamientos críticos en áreas de peligro bajo y medio (para aquellos localizados en peligro alto, se recomendó su relocalización en forma general) y;

6) Propuestas Obras de Mitigación para cada uno de los posibles eventos y localidades, a fin de resguardar la conectividad terrestre, aérea o marítima, según sea el caso.

GG..22..11.. IIddeennttiiffiiccaacciióónn ddee áárreeaass ddee mmaayyoorr rriieessggoo yy mmááss ddeennssaammeennttee

ppoobbllaaddaass ppaarraa ccaaddaa uunnaa ddee llaass llooccaalliiddaaddeess yy ppeelliiggrrooss ccaattaassttrraaddooss.. En esta primera fase se identificó, localidad por localidad, todas las áreas

expuestas a peligro alto, tanto para el evento de tsunami, inundación por desborde de cauce y remoción en masa. Posteriormente se establecieron y priorizaron aquellas áreas que estando sometidas a peligro alto, están más densamente pobladas26.

GG..22..22.. IIddeennttiiffiiccaacciióónn eeqquuiippaammiieennttooss ccrrííttiiccooss,, ttaannttoo llooss uubbiiccaaddooss eenn llaass

áárreeaass ddee mmaayyoorr aammeennaazzaa,, ccoommoo eenn llaass áárreeaass ddee ppeelliiggrroo mmeeddiioo yy bbaajjoo Ya establecidas e identificadas las áreas de mayor riesgo y población, se

individualizaron los equipamientos críticos que se encontraban dentro de éstas áreas, los cuales y en forma general se propone evaluar su relocalización. Posteriormente se localizaron para cada localidad, aquellos equipamientos críticos que se encuentran dentro de las áreas de peligro medio y bajo.

GG..22..33.. IIddeennttiiffiiccaacciióónn iinnffrraaeessttrruuccttuurraass vviiaalleess yy ddee ccoonneeccttiivviiddaadd

eexxppuueessttaass aa ppeelliiggrroo aallttoo.. En una tercera instancia, se identificaron las vialidades e infraestructura de

conectividad territorial que se encontraran expuestas a peligro alto y cuyo colapso significase necesariamente la desconexión de la localidad con el resto del territorio ínter-comunal, o con infraestructuras marítimo-portuarias o aéreas, según sea el caso, o con las áreas de seguridad ya establecidas.

GG..22..44.. PPrrooppuueessttaa ddee OObbrraass ddee MMiittiiggaacciióónn ppaarraa llaass zzoonnaass ppoobbllaaddaass En una cuarta fase, se propuso y seleccionó aquellas Obras de Mitigación

que apuntasen a disminuir la magnitud del potencial evento y amenaza que sobre las superficies altamente pobladas y expuestas a riesgo alto existiesen en cada localidad, determinando para ello múltiples proyectos tales como costaneras, sistemas dunarios, bosques de mitigación y forestación de laderas, entre otras.

26

La definición de “más densamente pobladas”, no es un valor absoluto, sino más bien se fue relativizando

en relación a la realidad de cada localidad.



GG..22..55.. PPrrooppuueessttaa ddee OObbrraass ddee MMiittiiggaacciióónn ppaarraa llooss eeqquuiippaammiieennttooss

ccrrííttiiccooss eenn áárreeaass ddee ppeelliiggrroo bbaajjoo yy mmeeddiioo En una quinta fase, y contando con una propuesta en forma general de la

relocalización de los equipamientos críticos en áreas de peligro alto, se propusieron y seleccionaron aquellas Obras de Mitigación que disminuyeran la vulnerabilidad de los equipamientos críticos en áreas de riesgo medio y bajo, con especial atención sobre aquellos equipamientos que pueden verse afectados en su funcionamiento a pesar de la baja intensidad del evento, como por ejemplo, los hospitales y las postas, los que dada las exigencias de higiene, con solo una inundación de unos cuantos centímetros, quedan inhabilitados. Para estos se propusieron, entre otras alternativas, la generación de muros perimetrales, o la implementación de zócalos.

GG..22..66.. PPrrooppuueessttaa OObbrraass ddee MMiittiiggaacciióónn ppaarraa rreessgguuaarrddaarr llaa ccoonneeccttiivviiddaadd

tteerrrreessttrree,, aaéérreeaa oo mmaarrííttiimmaa,, sseeggúúnn sseeaa eell ccaassoo.. Finalmente, se propuso y seleccionó aquellas Obras de Mitigación o

mejoramiento, cuya finalidad fuese el resguardo de la vialidad e infraestructura de conectividad que eviten ante el evento de un desastre, la desconexión de la localidad con la región e intercomuna, del asentamiento con sus infraestructuras de conectividad terrestre, marítima o aérea, según sea el caso, y de la población con sus áreas de seguridad.

HH.. FFuunnddaammeennttooss CCaarrttooggrrááffiiccooss

HH..11.. IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN El Laboratorio de Estudios Urbanos de la Universidad del Biobío (LEU), sentó a

lo largo de este estudio las bases para la implementación de un Sistema de Información Geográfico (SIG), a través de la creación de una Base de Información Geográfica para apoyar el “Estudio de Riesgos de sismos y maremotos para comunas costeras de la Región del Biobío”, con el fin de aportar al fortalecimiento de la planificación y gestión territorial del área estudiada, especialmente a nivel de servicios públicos en lo que respecta a la gestión de riesgos de origen natural, área que se ha instalado como un eje estratégico de desarrollo para proteger a la población vulnerable de la región del Biobío.

El enfoque utilizado para abordar el desarrollo de este SIG fue tomar en consideración las recomendaciones internacionales en estas materias, como por ejemplo la que hace la OEA cuando plantea como eje principal la “Modernización del catastro y registro público”.

A partir de este hecho se buscaron las formulas para recopilar e integrar la mayor cantidad de datos sectoriales existentes con el afán de recrear el “mejor entorno de información” posible y de esta manera disponer de la plataforma más confiable y segura posible para el desarrollo del estudio.

En el futuro, esta plataforma se puede utilizar como un instrumento estratégico



para la gestión de desastres de origen natural y antrópicos dependiendo del modelo de datos que se aplique sobre este modelo cartográfico digital generado para esta ocasión.

Lo que sí se hace muy necesario es elaborar un protocolo de actualización permanente en el tiempo para que la base generada no caiga en un principio de entropía hasta que deje de ser utilizada.

HH..22.. AACCCCIIOONNEESS IINNTTEERRNNAACCIIOONNAALLEESS RREELLAACCIIOONNAADDAASS AALL UUSSOO DDEE SSIIGG EENN LLAA GGEESSTTIIÓÓNN DDEE

RRIIEESSGGOOSS DDEE OORRIIGGEENN NNAATTUURRAALL

HH..22..11.. AAccuueerrddoo ddee HHyyooggoo El Acuerdo de Hyogo promueve la vigilancia del medio ambiente a través de

un marco de acción 2005-2015: Aumento de la resiliencia de las naciones y las comunidades ante los desastres con un enfoque estratégico y sistemático para la reducción de la vulnerabilidad y a las amenazas/peligros y los riesgos que éstos conllevan. Puso de relieve la necesidad y señaló los medios de aumentar la resiliencia de las naciones y las comunidades ante los desastres27.

HH..22..22.. CCEEPPAALL El manual para el manejo de desastres de origen natural de la CEPAL,

dentro de sus recomendaciones promueve el uso de SIG para una administración territorial segura y sostenible en situaciones de emergencias generadas por catástrofes, ya que permite mantener un repositorio de datos en el tiempo que puede ser consultado y alimentado en forma permanente 28

HH..33.. AACCCCIIOONNEESS LLOOCCAALLEESS RREELLAACCIIOONNAADDAASS AALL UUSSOO DDEE SSIIGG CCOOMMOO AAPPOORRTTEE AA LLAA

PPLLAANNIIFFIICCAACCIIÓÓNN RREEGGIIOONNAALL También cabe mencionar que la región ha dado importantes pasos hacia la

construcción de un SIG Regional corporativo lo que facilitó la recopilación e interoperabilidad de la información territorial, en este sentido destacan:

El Sistema Nacional de Información Territorial SNIT, que tiene soporte legal en el DS N 28 del Ministerio de Bienes Nacionales y que promueve el uso de la información territorial en el marco de un SIG.

La Estrategia Regional de Desarrollo que tiene dentro de sus lineamientos principales la prevención de desastres, que considera la construcción de una Red Geodésica y Geodinámica para monitorear de forma georreferenciada los datos capturados por una red GPS de estaciones permanentes.

El Sistema de Información Territorial del Servicio de la Vivienda y Urbanización, del Ministerio de Obras Públicas, de la Asociación de

27

Fuente: www.unisdr.org 28

Fuente: Manual para la evaluación del impacto socioeconómico y ambiental de los desastres, CEPAL,

2003.

http://www.unisdr.org/



Municipalidades de la Región del Biobío, por mencionar algunos.

La existencia del Observatorio Geodésico TIGO en consorcio entre la Agencia Federal de Cartografía y Geodesia Alemana y la Universidad de Concepción que es una de las seis estaciones fundamentales del mundo y única en Sud América para la medición y observación de la tierra, que está haciendo profundas transformaciones en lo que respecta al desarrollo de la geodesia local, del país y del mundo, tema clave para un ordenamiento territorial moderno y sustentable.

HH..44.. CCOONNTTEEXXTTOO GGEEOODDÉÉSSIICCOO DDEELL EESSTTUUDDIIOO El modelado cartográfico es la forma de análisis más específico y característico

del empleo de los sistemas de información geográfica (SIG). Supone analizar al mismo tiempo toda la información recogida, tanto en su carácter temático como espacial.

La base cartográfica de un SIG representa, a través de sus coordenadas, el sistema espacial donde se localizan los datos geográficos; sin embargo, la falta de un marco espacial común aísla los SIG de sistemas vecinos, convirtiéndose en la restricción más importante para explotar sus potencialidades.

En Chile se han utilizado tradicionalmente sistemas de referencia sudamericanos locales, para georreferenciar la cartografía. Para ello se emplearon sistemas de medición de geodesia clásica, usando instrumentos ópticos y electro-ópticos. Físicamente, se marcaron puntos en lugares prominentes del terreno para permitir las visuales de los instrumentos de medición en la triangulación geodésica. Cada punto quedó documentado en el terreno, y a través de un proceso de ajuste se les asignó una coordenada en el respectivo sistema. Esta estructura es conocida como la Red Geodésica Nacional (RGN). Las coordenadas para estos sistemas fueron traspasadas usando la triangulación geodésica desde dos puntos datum: el datum provisorio sudamericano de 1956 (PSAD56) que se localiza en La Canoa, Venezuela, y el datum sudamericano de 1969 (SAD69) que se localiza en Chúa, Brasil.

Los puntos geodésicos de la RGN tenían una jerarquía implícita en el orden de su precisión, por ejemplo: los de 1er orden una precisión de ± 1,5 m, los de 2o orden ± 4,5 m y de 3er orden ± 10 m (fuente: IGM 2008). Así, para la elaboración de cartografía regular a escala 1:50.000, donde la localización planimétrica está en el orden de 12,5 m, la RGN fue adecuada para las demandas de precisión.

No obstante lo anterior, muchos SIG se poblaron usando bases cartográficas a escala 50.000, y sobre ellas se insertaron datos geográficos que requieren un alto nivel de precisión en su localización, como por ejemplo postes, grifos, semáforos, tapas de alcantarillado, ductos, etc., pero la base cartográfica no admite una localización más precisa que la original, entonces los encargados fuerzan los calces admitiendo posiciones erróneas.

También, podemos encontrar SIG, de aquellos que han elaborado su propia



base cartográfica a escala grande (1:2000 o 1:4000), la que requeriría una precisión en sus vértices ± 2 a 5 decímetros, usando puntos de 2º, 3er o peor, 4º orden geodésico. Sin embargo, a la luz de la precisión de los puntos de la RGN tradicional, se genera una georreferenciación errónea en la base cartográfica del SIG.

Los casos presentados en los dos párrafos precedentes deja al descubierto el motivo por el cual los SIG de diferentes servicios privados o públicos tienen dificultades en el intercambio de datos, y más que una solución para el análisis y la gestión se transforman en problemas, terminando en bases de datos sectoriales y aisladas entre sí.

El Sistema Nacional de Coordinación y Gestión Territorial (SNIT) estableció un estándar para ser utilizado en la componente espacial de los datos geográficos; es decir, se adoptó un nuevo sistema de referencia de coordenadas, válido para todo el país. Este sistema es conocido como SIRGAS Chile (WGS84). Se Indica WGS84 (corresponde al Sistema Geodésico Mundial de año 1984, datum del Sistema de Posicionamiento Global GPS ), porque sus coordenadas diferían por fracción de milímetros del sistema SIRGAS Chile.

Lo indicado en el párrafo anterior solucionaba un problema de georreferenciación de datos espaciales, latente en todo el país. La precisión de los puntos en este marco de referencia geodésico estaba en el orden de escasos centímetros, y por ello era apto para desarrollar cartografía a escala grande (1:500, 1:1000) con fines de ingeniería y catastral.

No obstante, ahora nos enfrentamos al terremoto del pasado 27 de febrero, que generó un abrupto cambio en el sistema de georreferenciación, evidenciado por los diversos estudios y mediciones que se están desarrollando para llevar el control de la deformación de la corteza terrestre, lo que ha dejado inhabilitado para la georreferenciación precisa no solo el sistema SIRGAS, sino que también la RGN tradicional.

Con el objeto de desarrollar estudios y planificación del Borde Costero, se han utilizado diversos documentos cartográficos generados por diferentes fuentes de información, entre ellos expedientes de planos reguladores comunales, vuelos Lidar, batimetría proveniente del SHOA y GEBCO, bases cartográficas del Ministerio de Obras Públicas, etc., todos anteriores al terremoto del 27 de febrero, lo que implica que, en definitiva, entregan una visión de la realidad espacial de la información territorial local existente hoy en día. Sobre estos documentos y dada la diversidad de precisiones declaradas, es que se ha optado por utilizar una escala de trabajo 1:10.000, la cual presenta una tolerancia de ± 5 metros en la posición horizontal, y ± 2,5 metros en la posición vertical.

Queda claro que la exactitud de las posiciones geodésicas son inciertas hasta que el IGM restablezca el sistema de la red SIRGAS Chile.

Por último, parece importante reproducir aquí las recomendaciones del IGM para las mediciones GPS en el área afectada por el terremoto, las cuales deben



ser tomadas como marco de referencia para el uso futuro – y las correspondientes compatibilizaciones con los Sistemas de Información Territorial existentes- que se hagan a futuro con la información que entrega el presente estudio.

HH..44..11.. RReeccoommeennddaacciióónn ddeell IIGGMM ppaarraa llaass mmeeddiicciioonneess GGPPSS eenn eell áárreeaa

aaffeeccttaaddaa ppoorr eell tteerrrreemmoottoo.. “Como es de su conocimiento mucha de la infraestructura física de centro

sur de Chile fue dañada por el terremoto del 27 de febrero del 2010, el quinto más grande terremoto registrado en la historia.

El sistema de referencia nacional (Red Geodésica Nacional SIRGAS-CHILE), que proporciona georreferenciación con precisión a los distintos usuarios de información espacial, también ha sido afectado por los movimientos cosísmicos y pos sísmicos asociados a este devastador terremoto y a sus réplicas posteriores.

La manera más rápida de restaurar el sistema de referencia en las áreas afectadas es construir una gran cantidad de nuevas estaciones continuas GPS (CGPS) con el fin de monitorear los desplazamientos de la superficie terrestre de la zona afectada de manera de conocer cuando dicha deformación vuelva a su estado “normal” que tenían antes del terremoto.

Las actividades relacionadas a levantamientos topográficos siempre aumentan después de un gran terremoto, lo que hace que sea necesario restablecer el sistema de referencia espacial en una forma aún más urgente.

Por tal motivo el Instituto ha materializado en conjunto con organismos tanto nacionales como internacionales, una gran campaña de instalación de una red GPS de las características antes mencionada, lo que ha permitido que a la fecha se cuente con 50 estaciones distribuidas en toda la zona afectada por el terremoto.

El relación a los trabajos que se ejecuten durante este periodo y que precisen de un vértice de coordenadas, el IGM recomienda a los usuarios de la Red Geodésica Nacional realizar sus trabajos en forma normal, utilizando como referencia los puntos que el IGM tiene densificados a lo largo del país con anterioridad al sismo, teniendo en cuenta que la precisión en cada uno de ellos fue afectada por el terremoto, por ende, la georreferenciación de precisión solo se tomaría como local y asociada a la fecha en que se capturo esa información.

Además se aconseja guardar los datos GPS obtenidos para poder ser reprocesados una vez que el IGM remida y reajuste la red de puntos existentes en el nuevo sistema de referencia nacional, el que será obtenido una vez que la velocidad de la placa sudamericana vuelva a ser estable, hecho que se estima ocurra dentro de un año aproximadamente" 29

29 Departamento Geodésico

Instituto Geográfico Militar”

http://200.24.230.179/desarrollo.cl/www/fenix/?p=15

http://200.24.230.179/desarrollo.cl/www/fenix/?p=15



HH..55.. EESSQQUUEEMMAA GGEENNEERRAALL DDEE IINNFFOORRMMAACCIIÓÓNN Para estar en sintonía con la OCDE el SIG es una excelente herramienta para

el manejo de datos georreferenciados como apoyo al ordenamiento territorial y la gestión catastral del Estado, a través de la integración y espacialización de datos provenientes de diversas fuentes para observar, medir, comparar y recomendar la mejor solución a un problema territorial mejorando ostensiblemente la calidad de la información en el proceso de toma de decisiones y por ende apoyar a la conducción de políticas de suelo ambientalmente sustentables.

La norma mundial entiende al SIG bajo la integración de cinco componentes fundamentales: Software, Hardware, Personas, Procedimientos y Base de Datos. La no existencia de uno de ellos, imposibilita su implementación.

En el contexto de este estudio, en consideración de las limitaciones de tiempo y los objetivos principales que tiene, se estableció como objetivo sólo la creación de la Base de Datos de un futuro SIG para el manejo de riesgos de la región.

Esta base de datos fue pensada en función de las necesidades de modelación que el estudio planteaba (modelación de amenazas de tsunami, remoción en masa y desborde de cauces), y en función de las necesidades de análisis que debería hacerse sobre la información.

De esta manera, en la base de datos se pueden diferenciar los siguientes tipos de información:

Divisiones político administrativas

Información topográfica y batimétrica

Información Hidrográfica

Información catastral

Información de Amenazas Naturales

Información del Sistema Productivo y Servicios (con vulnerabilidad y riesgo)

Información Demográfica (Población y Vivienda con vulnerabilidad y riesgo)

Información Normativa (Planos Reguladores Comunales)

Imágenes digitales del área de estudio Post – Terremoto Toda la información del área de estudio se organizó a nivel comunal, contando

cada comuna con la información que describe el siguiente esquema:

Imagen 16. Esquema General de Base de Datos de Riesgos Costa Biobío 30

30

Fuente: Elaboración Propia

BD

División Político Administrativa

Límites Comunales

Información topográfica y batimétrica Lidar DTM 2.5 m

Aster GDEM Curvas de Nivel 2.5 m

Batimetrías SHOA Batimetrías GEBCO

Batimetrías CIMP (Centro de Investigación Marítimo Portuario – UCSC)

Información Hidrográfica

Cuencas

Hidrografía

Información Catastral Predios

Construcciones Soleras

Información de Amenazas De origen natural

Amenazas por tsunami

Amenazas por remoción en masa,

desencadenante Sismo

Amenazas por remoción en masa,

desencadenante lluvias

Amenazas por desborde de cauces

Información de Infraestructura de Sistemas Críticos, Productivos y Servicios

Sistema Abastecimiento

Sistema Educación

Sistema Emergencia

Sistema Industria Manufacturera

Sistema Pesquero Industrial y Artesanal

Sistema Red Vial y Portuaria

Sistema Salud

Sistema Servicios Básicos

Sistema Servicios Públicos

Sistema Turístico

Información Demográfica

Entidades Censo de población y vivienda 2002

Manzanas Censo de población y vivienda 2002

Información Normativa

Zonificación de planos reguladores comunales

Imágenes Digitales Post - Terremoto

Imágenes satelitales aportados por ONEMI

En el caso de la información topográfica y batimétrica, indispensable para la modelación de las amenazas se utilizaron las bases cartográficas que resume la siguiente tabla:

Base Fuente Año Proyección Precisión

DEM Lidar y curvas

de nivel extraídas

DigiMapas Chile 2008 WGS 84 Huso 18

sur

EGM 96

Pixel de 2,5

metros

ASTER Global Digital

Elevation Model

(GDEM)

Ministry of

Economy, Trade,

and Industry

(METI) of Japan

y NASA

2000 – 2008 WGS 84 Huso 18

sur

EGM 96

Pixel de 1

arcosegundo

(30 metros)

Base oficial Borde

Costero

Subsecretaría de

Marina

2006 WGS 84 Huso 18

sur

1:5.000

Bases Planos

Reguladores

Comunales

MINVU Variable

según PRC

vigente

Variable, la mayoría

WGS 84 Huso 18

sur

Variable. La

mayoría

1:5.000 y

1:10.000

Base 2003 Mideplan,

actualizada MOP

2009

MOP regional 2009 WGS 84 Huso 18

sur

Batimetría GEBCO General

Bathymetric

Chart of the

Oceans

2003 WGS 84 Huso 18

sur

Grilla 1’ x 1’

Batimetría SHOA CENDHOC –

SHOA

WGS 84 Huso 18

sur

Tabla 21. Principales fuentes de Información cartográfica

Cabe destacar la importancia de la disponibilidad de los distintos organismos públicos para la entrega de información necesaria para este estudio, considerando la importancia que éste tenía para el desarrollo futuro de la región y el manejo de los riesgos asociados a las amenazas naturales que debe enfrentar.

Entre las instituciones públicas que aportaron información, se destacan las siguientes:

UGIT Región del Biobío

DDU – MINVU Región del Biobío

Instituto Nacional de Estadísticas



MOP Región del Biobío

Ministerio de Bienes Nacionales, Región del Biobío

CENDHOC - SHOA

Dirección de Obras Hidráulicas, Región del Biobío

ONEMI

HH..66.. CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS GGEENNEERRAALLEESS DDEE LLAA CCAARRTTOOGGRRAAFFÍÍAA..

La cartografía resultado de este estudio tiene por objetivo representar para cada localidad:

Las áreas afectas a las amenazas estudiadas,

La vulnerabilidad de los sistemas estudiados,

El riesgo al que están afectos los sistemas estudiados.

La escala de representación acordada para toda la cartografía del proyecto es

1:10.000.

De acuerdo a esta escala definida, y a la extensión total de la localidad, el mapa se hace en formato que van desde el A3 hasta A0.

Cuando la extensión de una localidad excede el tamaño máximo de los formatos anteriores, la localidad queda representada en más de un mapa, y al número de lámina se le agregan letras minúsculas que pueden ir de la “a” la “c”.

Cada mapa se presenta por localidad, salvo ciertas excepciones que se dan en localidades que geográficamente son muy cercanas, como lo son: Penco y Lirquén, Talcahuano y Rocuant, y Boca Sur y San Pedro de la Paz.

Por cada localidad se crearon 7 Láminas, tituladas de la siguiente manera:

Lámina 1: Amenazas por Tsunami

Lámina 2: Amenazas por Remoción en Masa

Lámina 3: Amenazas por Desborde de Cauces

Lámina 4: Síntesis de Vulnerabilidad (Vivienda e Infraestructura)

Lámina 5: Riesgos ante Tsunami (Vivienda e Infraestructura)

Lámina 6: Riesgos ante Remoción en Masa (Vivienda e Infraestructura)

Lámina 7: Riesgos ante Desborde de Cauces (Vivienda e Infraestructura)

Por solicitud del mandante todos los mapas fueron elaborados usando cartografía en shape, la que está ordenada en la base de datos de acuerdo a la estructura indicada en el apartado 'Estructura de la Base de Datos'.

Por último, toda la cartografía fue elaborada usando ArcGIS 9.2 por solicitud del mandante. Todos los proyectos están contenidos en la base de datos del



proyecto.

Como se mencionó, para la confección de los mapas resultado, se ha definido trabajar a una escala estándar de 1:10.000. El formato de salida (tamaño del plano) dependerá entonces del tamaño de la localidad en estudio.

Toda la cartografía es entregada impresa en las carpetas anexas a este informe, agrupadas a nivel comunal. Además se entrega el respaldo en digital en formatos jpg y pdf.

informe final capÍtulo ii - leu.ubiobio.clpasos metodológicos de la modelación ... remoción en...

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