Capítulo 5. RESULTADOS Y ANÁLISIS

5.10. Evaluación de agentes desencadenantes

5.10.1. Precipitaciones

Valparaíso ha presentado sistemas frontales a lo largo de su historia, dejando graves consecuencias en los pobladores, tanto de sectores costeros, como en cerros. Según estudios de la ONEMI (2008), los peligros asociados a estos eventos son: sedimentación, desborde de ríos, anegamientos y deslizamientos. Este último reportado como el más frecuente en la Región de Valparaíso (Figura 24).

Figura 24. Peligros asociados a sistemas frontales en la Región de Valparaíso. Fuente: ONEMI (2008). Dentro del área de estudio se encuentra la estación meteorológica “Rodelillo” (Anexo C) cuyo funcionamiento se remonta desde el año 1971, reportando a julio como el mes más lluvioso de la zona. En el año 2017, se registra un promedio anual acumulado de 138,9 mm.

A partir de registros históricos de precipitaciones máximas anuales en 24 horas de la mencionada estación (datos en Anexo E), se visualizan tres eventos de precipitaciones anómalas debido a la acumulación, en tan solo un día, mayor al promedio anual 2017 (Figura 25). A través de metodologías propuesta en Lara (2007), es posible obtener el período de retorno de cada una de las precipitaciones máximas anuales (Figura 26), por lo que para tener un evento similar al del 11 de mayo de 1981 (178 mm en un día), deben pasar al menos 1860 años. Mientras que aquellas precipitaciones de al menos 25 mm/día son las que presentan mayor probabilidad de excedencia (Anexo E), es decir, mayor probabilidad de que ocurra tal precipitación en un año cualquiera.

47%

33% 10%

10%

Peligros frecuentes en sistemas frontales

49 Figura 25. Gráfica de precipitaciones máximas anuales en 24 horas, desde año 1971 a 2017.

Figura 26. Período de retorno para precipitaciones máximas anuales en 24h registradas por la estación meteorológica Rodelillo. 178,00 159,00 150,00 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Prec ip ita ción (m m )

Fecha del evento

Precipitaciones máximas anuales en 24h

Estación meteorológica Rodelillo

0,00 200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00 1400,00 1600,00 1800,00 2000,00 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 180,00 200,00 T (a ñ o s) Precipitaciones (mm)

Periodo de retorno (T) para precipitaciones

Fuente de datos: DGA.

50 5.10.2. Sismos

Keefer (1984), establece una distancia máxima de 50 km para la generación de deslizamientos de suelo superficial y caídas de rocas, entre el foco del sismo y la ladera, que puede ser afectada por él. Por otro lado, Rodríguez et al. (1999), establecen una magnitud mínima de 5.5, para la ocurrencia de remociones en masa de tipo caídas de rocas, deslizamientos de rocas y deslizamientos desmembrados de suelo.

Debido a esto, se tomaron datos de sismos históricos del catálogo NEIC

(earthquake.usgs.gov/) en una distancia epicentral de 50 km desde el área de estudio

(Figura 27), entre los años 1900 hasta la actualidad, con magnitudes superiores e iguales a 5,5. Dentro de este radio, Valparaíso cuenta con 42 eventos de estas características con un promedio de magnitud 6,0.

Figura 27. Sismos sobre magnitud 5.5 en Valparaíso (1900-2018) en un radio de 50 km. Elaboración propia.

51 En el siguiente grafico (Figura 28), se encuentran ploteados los sismos históricos de magnitudes mayores a 5,5 desde el año 1953 a la fecha con respecto a la relación Frecuencia-Magnitud de la actividad sísmica del área escogida, esto según la Ley de Gutenberg-Richter.

Figura 28. Gráfico de relación entre frecuencia y magnitud de eventos sísmicos.

La importancia de la ecuación de la recta, es que nos indica los valores de a y b de la ecuación de Gutenberg y Richter (1944). Estos valores constantes están determinados por la naturaleza sísmica de Chile. En este caso, “a” corresponde al valor de 6,6194 y “b” al valor que acompaña a la x (pendiente de la recta).

Utilizando la ecuación y los datos del gráfico antes mencionado, se calcula un N para la mayor magnitud y otro N para la menor magnitud registrada con la finalidad de obtener la ocurrencia de un evento sísmico (x) igual o mayor a la magnitud escogida:

Por lo tanto, podría ocurrir un evento de similares características al terremoto máximo registrado (Mw 8 en 1985) dentro de 104 años, es decir, en 2089 y sismos iguales o mayores a 5,5 en aproximadamente 2 años a partir de su anterior ocurrencia, lo cual es consistente con la base de datos.

y = -0,6672x + 5,1257 R² = 0,9607 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 5,5 6 6,5 7 7,5 8 Lo g10 (N)

Magnitud del evento

Frecuencia/Magnitud

52 Capítulo 6. DISCUSIONES

6.1. Acerca de la metodología

El interés de generar mapas relacionados a peligros geológicos, es conocer el grado de exposición que presenta un área determinada a dichos eventos (Sepúlveda, 1998) debido a la necesidad de disminuir el riesgo en zonas urbanas o prevenir desastres naturales en el momento de realizar intervenciones antrópicas, como lo es la continua expansión urbana. La metodología propuesta por Lara (2007), corresponde a un método útil en zonas de alta montaña, sin embargo, las escalas 1:25.000 y 1:50.000 sugeridas por la autora, resultan ser poco detallados para lo que requieren las zonas urbanas. Finalmente se utiliza una escala de 1:10.000.

En este trabajo, se consideró delimitar el área de estudio a través de una hoya hidrográfica como propone Lara (2007), lo que resulta poco eficiente debido que existen unidades difíciles de evaluar, ya sea por lugares inaccesibles, laderas con abundante densidad de vegetación o sectores alterados totalmente por la acción antrópica, de los cuales se obtienen algunos valores estimados a través de imágenes satelitales. Mientras que Muñoz (2013), realiza la evaluación en afloramientos focalizados que se encuentran en zonas urbanizadas. Por lo tanto, se sugiere este último método para las futuras evaluaciones de susceptibilidad. En cuanto a las ponderaciones utilizadas de Muñoz (2013), se consideran adecuadas para la escala y objetivo de trabajo, no obstante, se sugiere realizar las estimaciones de rangos GSI debido a la gran cantidad de unidades geomorfológicas (123 en este caso) que se deben evaluar y la dificultad de obtener algunos valores en laderas inaccesibles para el cálculo de la clasificación geomecánica de Bieniawski (RMR) de los macizos rocosos.

6.2. Geomorfología y litología

La geomorfología de la ciudad de Valparaíso se caracteriza por la presencia de al menos 9 niveles de terrazas de abrasión marina (Álvarez, 1964) como evidencias de la evolución del borde continental. Actualmente se encuentran estas morfologías a cotas de hasta 400 m s.n.m., lo cual indica que el borde continental ha sufrido alzamientos, emergiendo depósitos marinos (Farías, 2007). En el área de estudio, se encuentran estos depósitos en las cotas 300 y 330 m s.n.m.

La morfología y red de drenaje reflejada en los modelos de elevación digital del área de estudio, indican la existencia de un sistema fluvial importante a lo largo de la Avenida Santos Ossa, con el desarrollo de meandros entre las cotas 75 y 180 m s.n.m. (Figura 15) con sus respectivos depósitos fluviales. Los sistemas de tipo meandriformes, destacan por desarrollarse en llanuras de escasa pendiente. Sin embargo, en la actualidad, el caudal que recorre el Estero Las Zorras-Delicias es bajo a nulo, el cual ha sido canalizado antrópicamente (ver Figura 20, No. 2).

53 Los nuevos depósitos sedimentarios reconocidos al oeste del área de estudio, se caracterizan por tener una composición de arena fina con intercalaciones de niveles gravosos, además de la presencia de rodados graníticos y clastos de cuarzo, estos podrían asociarse al sistema fluvial antes descrito. Álvarez (1964) identifica unidades sedimentarias no consolidadas cercanos a este sector con las mismas características y las interpreta como Terrazas Estuariales (Qe) asociadas a la parte más ancha y profunda de la desembocadura de un río. Por otro lado, Muñoz (2013) relaciona la unidad Qe con los Estratos de Potrero Alto (TQpa), definido como depósitos sedimentarios con predominancia en facies continental aluvial (abanico aluvial, fluvial, llanura de inundación) del Mioceno(?) Plioceno-Pleistoceno(?) por Wall et al. (1996).

6.3. Geología estructural

La falla normal que recorre la Avenida Argentina (Estero Las Delicias) y atraviesa los cerros Las Delicias y San Roque, carece de antecedentes de actividad sísmica y de evidencias en terreno (Muñoz, 2013) por lo que se considera una falla inactiva. La estructura mayor que controla la morfología de los cerros que componen el área de estudio, corresponde a una falla de rumbo dextral y no a una falla normal como proponen Gana et al. (1996). Además, se observan tres fallas conjugadas de orientación NE, probablemente extensionales debido a las facetas triangulares que presentan estos cerros, sistema coincidente con el modelo de Riedel (1929) que a su vez, los mismos autores, a la altura del Embalse Las Cenizas, identifican una falla de rumbo dextral que coincide con la traza de la estructura mayor. Si bien, la metodología utilizada para la ponderación de los índices de susceptibilidad no considera el tipo de falla, ni su actividad, en el presente trabajo se considera importante definir las nuevas estructuras, debido que la presencia de zonas de cizalle genera un cambio en las características geotécnicas de los macizos rocosos y su posterior ocurrencia de remociones en masa (caso de la unidad 101).

6.4. Clima y vegetación

La ciudad de Valparaíso presenta una baja amplitud térmica, por lo que la temperatura no es un factor relevante para este estudio debido a la ausencia de generación de meteorización mecánica que pueda afectar a los macizos rocosos como lo es el termoclastismo.

La vegetación predominante en el sector corresponde a bosques de eucaliptos, pinos y aromos de origen australiano, plantados en 1974 como medida de mitigación a la erosión del suelo. Estas especies introducidas poseen características no favorables ni para el suelo ni para la biodiversidad nativa, debido a la abundante necesidad hídrica y a su vez, a la acidificación que aporta al suelo, eliminando los componentes naturales que lo conforman. La problemática de estas plantaciones consiste en que sus raíces se extienden de manera lateral, generando una sobrecarga y una mala fijación al suelo y subsuelo, aumentando la susceptibilidad de la ocurrencia de deslizamientos rotacionales y superficiales de suelo. En particular, las especies de Aromo, tienen una facilidad para crecer en cualquier fractura que posean las rocas, acelerando la meteorización y

54 generando bloques propensos a caer. Ocurre el efecto contrario con los árboles nativos, debido a la adaptación natural en el medio, genera suelos favorables a la no ocurrencia de remociones en masa.

6.5. Mapas de susceptibilidad de remociones en masa

Los mapas de susceptibilidad realizados, indican que pueden ocurrir distintos tipos de remociones en masa en una misma unidad. Esto se debe a la combinación de tipos de materiales en las laderas. Sin embargo, en el área de estudio, predominan afloramientos graníticos por sobre otras litologías, lo cual se ve reflejado en los Índices de Susceptibilidad (IS) de caídas de rocas (Figura 22), contando con la mayor cantidad de unidades en el rango de altamente susceptible a muy altamente susceptible. A su vez, los deslizamientos rotacionales son el segundo tipo de remoción en masa más susceptible, debido a la mala calidad de los macizos rocosos en algunos sectores y la presencia de unidades sedimentarias poco consolidadas. Cabe destacar, que los sectores urbanos del lado suroeste y centro-este del área de estudio, se encuentran sobre los depósitos no consolidados TQpa y QTt (Figura 16), lo cual coincide con las unidades que presentan mayores IS en este tipo de remociones en masa. Los bajos IS de deslizamientos de suelo superficial, podrían estar relacionados por la presencia de litologías graníticas, ya que la generación de suelo es menor sobre la superficie de estos afloramientos.

6.6. Agentes desencadenantes

Las precipitaciones intensas presentan un periodo de retorno de 3 años para la ocurrencia de lluvias en una cantidad de 50 mm/día, lo cual se considera como cantidad suficiente para desencadenar un proceso de remoción en masa importante. Sin embargo, no se descarta la ocurrencia de remociones en masa con una cantidad menor de precipitación caída en un día, incluso el acumulado en varios días. Según la ONEMI (2008), en sistemas frontales, los deslizamientos son los más recurrentes en la ciudad de Valparaíso, lo cual se sustenta con el registro de remociones en masa (Tabla 9), las cuales fueron producidas en los meses más lluviosos de la región: junio, julio y agosto. En cuanto a eventos sísmicos, Rodríguez et al. (1999) establecen una magnitud mínima de 5,5 para desencadenar caídas de rocas, deslizamientos y subsidencias de suelo. Al evaluar los sismos ocurridos en una distancia epicentral de 50 km del área de estudio, se determina un periodo de retorno de 2 años para sismos de Mw 5,5.

6.7. Modelos de peligro

Las unidades que presentan IS>50 se suelen proponer a la modelación del peligro para conocer su alcance desde la ladera, sin embargo, se requieren valores de las propiedades geomecánicas de las rocas, las cuales no están disponibles para este trabajo. Si bien, pueden utilizarse valores estándar para realizar este proceso, no son recomendables según Antezana-Ray (2018), debido a la falta de precisión que se requieren en zonas urbanizadas.

55 Capítulo 7. CONCLUSIONES

La hipótesis de este trabajo era detectar si las pendientes pronunciadas de los cerros de Valparaíso eran el factor condicionante principal, junto con las precipitaciones intensas como agente desencadenante potencial para la generación de remociones en masa. Sin embargo, los factores condicionantes que más influyen en el aumento de la susceptibilidad a la ocurrencia de procesos de remociones en masa, son la intervención antrópica desfavorable, la mala calidad geotécnica y la vegetación arbórea no nativa presente en las unidades. Por lo que se descarta como factor condicionante principal a las pendientes de los cerros de Valparaíso, siendo el promedio en todo el área de estudio, de 17,7º. Cabe destacar que las mayores pendientes se encuentran asociadas a los cortes de ladera para la construcción de la Avenida Santos Ossa, es decir, producto de la intervención humana.

La densa cubierta vegetal se encuentra presente en la mayor parte de las laderas evaluadas, siendo aún más abundantes, aquellas en donde la exposición al Sol es mayor, por ello, las unidades que presentan una alta exposición al Sol, aumentan los valores de susceptibilidad en deslizamientos rotacionales y superficiales de suelo. Cabe mencionar, que la vegetación puede ser un factor positivo o negativo dependiendo del tipo de flora que se encuentre en la unidad, siendo positivo, aquellas plantaciones arbóreas nativas debido a la buena adaptación natural de sus raíces en el suelo, no así aquellas plantaciones australianas (Eucaliptos, Pinos y Aromos), los cuales aportan con un sobrepeso en el suelo y fracturamiento de rocas favoreciendo en la generación de bloques propensos a caer.

Como factor desencadenante principal, sí se asocia a la saturación de agua en las laderas en un periodo corto de tiempo producto de precipitaciones pluviales mayores o iguales a 100 mm para la generación de deslizamientos, sobre todo aquellas laderas que tienen un nivel de suelo superficial o regolito considerable para la ocurrencia del fenómeno. Por otro lado, se desconocen antecedentes de remociones en masa desencadenadas por sismos mayores a Mw 5,5 en un radio de 50 km, sin embargo, no se descarta la ocurrencia de caídas de rocas desencadenadas por sismos, en aquellos macizos rocosos con altos (IS = 51 – 75) y muy altos (IS = 76 – 100) índices de susceptibilidad y/o atravesados por fallas o zonas de cizalle.

El proceso de remoción en masa con mayores índices de susceptibilidad (IS) en el área de estudio, corresponde a caídas de rocas, con 11 unidades de IS superiores a 50 (susceptible a muy susceptible), mientras que los deslizamientos de suelo superficial presentan índices mayormente poco susceptibles. Por último, los deslizamientos rotacionales son los procesos menos recurrentes en la zona, debido a que la litología predominante es intrusiva, con pocas unidades graníticas de resistencia menor a R2. Se recomienda realizar un mapeo estructural detallado para definir finalmente la traza y dinámica de la falla de rumbo discutida, con la intención de evaluar correctamente las

56 unidades afectadas por estas estructuras. Además, se recomienda obtener propiedades geomecánicas de las unidades presentes en el área de estudio, con la finalidad de modelar el peligro geológico certero para aquellas unidades con índices de susceptibilidad mayores o iguales a 50. Los resultados obtenidos, sugieren poner énfasis a las intervenciones antrópicas, debido que provocan una desestabilización evidente en las laderas, sobre todo aquedas que se encuentran adyacentes a la Avenida Santos Ossa.

Finalmente, la metodología de Muñoz (2013) para el cálculo de índices de susceptibilidad de remociones en masa arroja valores válidos para zonificar sectores urbanos.

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