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Servicio Nacional de Geología y Minería Subdirección Nacional de Geología y Minería
Documento Externo
Este trabajo fue efectuado por: Rodrigo Carrasco O. Paola Ramírez C.
OBSERVACIONES DE LOS EFECTOS DE LA ACTIVIDAD SÍSMICA RECIENTE EN LA LOCALIDAD Y LAGUNA DE CÁHUIL COMUNA DE PICHILEMU, REGIÓN DE O’HIGGINS
JULIO DE 2011 Página 2 de 14
OBSERVACIONES DE LOS EFECTOS DE LA ACTIVIDAD SÍSMICA RECIENTE EN LA LOCALIDAD Y LAGUNA DE CÁHUIL, COMUNA DE PICHILEMU, REGIÓN DE O’HIGGINS
1.- ANTECEDENTES
La Ilustre Municipalidad de Pichilemu, mediante ordinario No. 00271 del 02 de mayo de 2011, solicitá al Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN), realizar una inspección en terreno con el objetivo de verificar posibles desplazamientos del sector litoral, ocurridos como resultado del sismo y posterior tsunami del 27 de febrero de 2010, y sus efectos en la actividad minera artesanal, desarrollada en las orillas de la Laguna de Cáhuil, correspondiente a la explotación de cloruro de sodio mediante evaporación solar. Los días 18 y 19 de mayo de 2011, los geólogos, Paola Ramírez y Rodrigo Carrasco, efectuaron un recorrido en el área para emitir una opinión técnica, en relación con la situación geomorfológica actual del terreno en las riberas de la Laguna de Cáhuil y en su desembocadura. La visita fue realizada en compañía de los vecinos Sres. Alberto Araneda y Luis Guajardo este último, Presidente de la Junta de Vecinos de Cáhuil, quienes les mostraron a los profesionales los lugares de interés a observar, además, se contó con información relacionada con estudios de riesgos y sismos elaborados por la Pontificia Universidad Católica de Chile, proporcionada por el Sr. Dante Cornejo, Administrador Municipal de la Ilustre Municipalidad de Pichilemu. En el presente informe, se describen las observaciones realizadas en dicho recorrido, complementadas con los antecedentes técnicos publicados en diversos artículos de difusión científica, que explican las consecuencias de los dos sismos que afectaron el área, el 27 de febrero y el 11 de marzo de 2010.
2.- UBICACIÓN
El pueblo de Cáhuil está ubicado a 15 kilómetros, en línea recta al sur, de Pichilemu, en la desembocadura del estero Nilahue, Provincia Cardenal Caro, Región de O’Higgins. Este lugar es conocido por el estuario estacional denominado Laguna de Cáhuil (Fig. 1), cuya característica principal es la producción de sal de costa, además de la nidificación de gran variedad de aves, entre las que destacan cisne corcovado, cisne de cuello negro y taguas.
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Fig. 7. Ubicación de la localidad de Cáhuil respecto a la ciudad de Pichilemu. Destaca la Laguna de Cáhuil, de forma alargada hacia el sureste, siguiendo la cuenca del estero Nilahue.
3.- ANTECEDENTES SISMICOS
La zona de Cáhuil fue afectada anteriormente por el terremoto de marzo de 1985, de magnitud 7,8 en la escala de Richter, cuyo epicentro se localizó en las costas del sur de la Región de Valparaíso, a 20 km de la costa y 15 km de profundidad. Es uno de los terremotos más destructivos que han afectado a la zona central del país, y los daños reportados, principalmente asociados a la infraestructura habitacional y publica, son considerados graves y atribuidos al tipo de suelo de fundación sobre la cual se encuentran (relleno cuaternario) considerado muy malo (González, 1987). Con respecto a la Laguna de Cáhuil, no se mencionan antecedentes sobre un cambio de nivel en el estuario estacional que afectara el régimen de la laguna. Producto del sismo del 27 de febrero de 2010, de magnitud 8,8 Mw (Anexos 1 y 3), nuevamente se produjeron daños en edificaciones y viviendas en la comuna de Pichilemu; además, las zonas ubicadas próximas a la costa fueron afectadas, en diferentes grados, por las olas del tsunami generadas por el sismo (Naranjo y Contreras, 2010). El suelo de fundación del sector Pichilemu Cáhuil, en su mayoría corresponde a rocas del basamento metamórfico intruídas por rocas graníticas (Fig. 2) que presentan buena respuesta sísmica. El pueblo de Cáhuil, sin embargo, está fundado sobre depósitos cuaternarios,
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Fig. 2. Afloramiento de rocas metamórNcas cubiertas Fig. 3. Evidencias de grietas paralelas a la ribera por sedimentos cuaternarios, sector denominados la norte de la laguna de Cáhuil, sector de la Balsa. Isla, rivera sur de la laguna de Cáhuil.
Otro sismo de magnitud 6,9 Mw, a 33,1 km de profundidad, tuvo lugar el día 11 de marzo de 2010, cuyo epicentro se ubicó a 15 km al noroeste de Pichilemu (Fig. 4; Anexo 2); además, le sucedieron varias réplicas mayores con magnitud entre 5,0 y 6,4 Mw. generando alerta de tsunami preventiva en
4 Página 5 de 14 el área ubicada entre las latitudes de Coquimbo y la Región de los Lagos. De acuerdo a Quezada et al. (2010), este movimiento sísmico no puede ser considerado una réplica del terremoto del 27 de febrero, porque su mecanismo focal es una falla normal (NW-SE/S) y totalmente opuesto al generado por terremotos de subducción, con sus propias replicas y su baja profundidad; esto último condiciona que sus efectos sean mucho más locales, por lo cual no provocó daños significativos en la infraestructura a escala regional, aunque sí, localmente, generó la destrucción de aquellas construcciones que habían soportado con daños el sismo del 27 de febrero.
Fig. 4. Muestra el área de ruptura del terremoto del 27 de febrero de 2010. Las flechas indican la propagación de la ruptura en dos segmentos y la longitud total de la fosa en la zona de ruptura es representada en la línea roja. Se muestra la ubicación del epicentro según el Servicio Sismológico de la Universidad de Chile (DGF).Para el sismo de Pichilemu del 11 de marzo de 2010, se ilustra la traza de la falla normal cortical que lo generó (imagen tomada de Quezada etal. (2010).
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Estos sismos, dejaron en evidencia la alta vulnerabilidad de las localidades costeras del país, frente a un evento de tsunami. Es el caso del pueblo de Cáhuil, que está emplazado en un lugar expuesto a la entrada del mar por la desembocadura del estero Nilahue, según lo indica la modelación realizada por la Pontificia Universidad Católica de Chile (2010), cuyos resultados se muestran en la figura 5. De acuerdo a los estudios de Barrientos (2010) y Quezada et al. (2010) publicados con posterioridad a los sismos principales, se han evidenciado desplazamientos verticales y horizontales en el área costera continental de Chile Central, mediante el uso de GPS (Global Positioning System), bio indicadores y testimonios de lugareños. Estos estudios indican dos zonas principales de deformación, y entregan evidencias de un claro alzamiento litoral entre Cocholgüe y Tirúa (36,6-38,3° latitud S) incluyendo las islas Santa María y Mocha, y una subsidencia litoral entre Pichilemu y Constitución (34,4-
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35,3° latitud S), y en la localidad de Cartagena (33,5° latitud S) (Quezada et al., 2010,). Barrientos (2010), indica la existencia dos zonas principales de deformación, y estima levantamientos del orden de 1,9 m a 2,0 m en Punta Lavapié y de 1,1 m inmediatamente al sur de Concepción; con respecto a los desplazamientos horizontales, se han reportado medidas de 3,7 m en la ciudad de Concepción y 4,7 m en la ciudad de Constitución.
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Fig. 5. Modelación de los efectos de un tsunami para la costa de Pichilemu-Cáhuil de acuerdo a su profundidad (tomado del Estudio de Riesgos de Sismo y Maremoto para las Comunas Costeras de las Regiones de O’Higgins y del Maule).
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Para la zona de Pichilemu-Cáhuil, los antecedentes recopilados indicarían que, por efecto del sismo del 27 de febrero de 2010, la zona habría tenido un levantamiento evidenciado en que los roqueríos costeros quedaron más expuestos, indicando una baja del nivel del mar y, posteriormente, para el sismo del 11 de marzo de 2010, se produjo un ascenso del mar, indicando una subsidencia del terreno. El producto de ambos movimientos da como resultado una subsidencia cercana a los 30cm (Quezada eta!., 2010).
4.- OBSERVACIONES EN TERRENO
La Laguna de Cáhuil se ubica entre los faldeos de la cordillera de la costa y la desembocadura del estero Nilahue, en la Comuna de Pichilemu, aproximadamente 15 km al sur de la localidad de Pichilemu (Figs. 1 y 6). Esta laguna se forma, en la desembocadura del estero Nilahue, por la obturación estacional de su desagüe, en período de estiaje. Sus coordenadas de referencia en el pueblo de Cáhuil son: Este 773.850 m y Norte 6.180.540 m, Datum WGS 84, Huso 18.
Fig. 6. vista en dirección noroeste a sureste que muestra la localidad de Cáhuil y su laguna homónima, de forma alargada hacia el sur este. El círculo rojo encierra el sector de la desembocadura de la Laguna de Cáhuil, que se encuentra parcialmente obstruida por una barra de arena (imagen tomada de Google Earth).
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Al momento de la visita, una barra de arena en el borde costero, de aproximadamente 600 m de largo y 150 m de ancho (Fig. 7), bloqueaba totalmente el desagüe de la Laguna de Cáhuil, con una diferencia de altura de aproximadamente 2 m entre la línea de alta marea y el espejo de agua de la laguna. De acuerdo al testimonio del Sr. Araneda, hasta hace unos 65 años la laguna permanecía todo el año con su desagüe abierto al mar, ya que la barra de arena no lograba cerrarse totalmente, posiblemente por un menor aporte de sedimentos y precipitaciones mejor distribuidas durante el año. Actualmente, la barra de arena se abre a principios de la temporada de invierno para cerrarse a fines de primavera, mientras dura el período de estiaje desciende paulatinamente el nivel del cuerpo de agua
Desembocadura estero Nilahue Lagunade Cáhuil
Fig. 7. Vista hacia el sur mostrando la barra de arena actual que bloquea el desagüe del estero Nilahue que permite la formación de la Laguna de Cáhuil.
Según los habitantes del sector el nivel de las aguas en la Laguna de Cáhuil habría ascendido, aproximadamente, unos 30 cm luego de los eventos sísmicos. La evidencia que ellos denotan es la inundación anormal, a la fecha de esta visita (pasado el período de estiaje) de los cuarteles para producción de sal, junto con el anegamiento no habitual de zonas en torno a la Laguna de Cáhuil (Fig. 8), que podría constituir el efecto más visible de descenso (subsidencia) del sector litoral. Aunque, si bien este descenso del fondo de la laguna puede ser reflejo de las diferencias regionales registradas por mediciones con GPS, en el trabajo de Quezada et al., (2010), este aumento del nivel de las aguas también puede ser resultado de la licuefacción de los rellenos sedimentarios en el fondo de la laguna, con lo cual las aguas intersticiales afloran a la superficie, y las partículas sedimentarias decantan y se reordenan disminuyendo su porosidad efectiva.
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Fig. 8. Laguna de Cáhuil, muestra parte de los cuarteles (superficie de terreno inundada con una columna de agua de poca profundidad - del orden de decenas de cm), utilizados para el proceso de evaporación y obtención de sal.
Durante las observaciones en terreno, no se logro evidenciar alzamientos ni hundimientos en el sector litoral, por la falta de bio-indicadores como algas coralinas o bancos de bivalvos, u otros indicadores como el cubrimiento no habitual de rocas respecto al nivel del mar (Fig. 9). Debido a que no existen antecedentes detallados de la profundidad de la laguna y sus características morfológicas antes de los sismos, no fue posible estimar la subsidencia en términos absolutos. Además, el tiempo trascurrido desde los eventos sísmicos y el trabajo de los agentes climáticos, en muchos casos han borrado o atenuado las evidencias en terreno de los efectos de los sismos.
Fig. 9. Afloramiento de rocas del basamento metamórfico y granítico sector Punta de Lobos; no hay evidencias directas que permitan definir una diferencia en el nivel de las aguas respecto a la situación anterior a los sismos del año 2010.
5.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los antecedentes analizados indican que el área de Pichilemu-Cáhuil, habría tenido un alzamiento debido al sismo del 27 de febrero de 2010, y que posteriormente, se habría producido una subsidencia del terreno por efecto del sismo de 11 de marzo de 2010, de modo que el producto de ambos movimientos verticales dio como resultado una subsidencia cercana a los 30 cm. Con respecto a la subsidencia descrita, es necesario señalar que podrían existir otros efectos de orden más complejo, tales como, cambios en las condiciones hidrológicas (temperatura, densidad del agua, permeabilidad) y
9 Página 10 de 14 sedimentológicas, así como los efectos de la infiltración y la licuefacción, en el sector de la desembocadura del estero Nilahue y el cuerpo de agua de la Laguna de Cáhuil, que pueden explicar el ascenso del nivel de agua observado por los habitantes del sector. También, se debe considerar que el sistema que gobierna los ambientes fiuvio-marinos, es de un marcado carácter climático que se refleja en variaciones estacionales e interanuales del nivel de las aguas, así como en la morfología de la barra de arena que cierra el sistema. El método de explotacián, para obtener sal a partir de las aguas salobres en la Laguna de Cáhuil, es un proceso muy sensible a los cambios climáticos y a las condiciones geomorfológicas, por lo mismo, para los efectos prácticos, se debe considerar la realización de estudios más detallados para hacer un modelamiento más ajustado de la variación en el nivel del suelo. Para ello se deben usar sistemas de medición, con el menor error posible, por ejemplo, GPS diferencial, o mediante la restitución fotogramétrica y la comparación con topografías anteriores a los eventos sísmicos. Sobre la base de mapas de inundación por tsunami, se recomienda regular y planificar el uso de las zonas costeras. Junto a ello, se requiere, de modo imperativo, la implementación de planes de emergencia y educación sobre los peligros geológicos en la zona. Detener el desarrollo de obras que no cumplan con las normas de construcción o no cuenten con los permisos correspondientes de parte del Municipio. En particular, si estas obras intervienen las características naturales del terreno, generando terraplenes o terrazas inestables o rellenando áreas inundables y humedales, que son terrenos con alto peligro de licuefacción. Capacitar e informar a los propios vecinos para que estos puedan ejercer sus derechos y actúen como fiscalizadores, denunciando a la autoridad local las actividades que puedan ir en contra de la seguridad de la comunidad. Esta es una herramienta fundamental para prevenir impactos negativos debido a la fragilidad del territorio en el cual habitan y desarrollan sus actividades económicas. Reiterando las recomendaciones de Naranjo y Contreras (2010), la pésima respuesta sísmica del suelo en la localidad de Cáhuil, hace recomendable la posibilidad de relocalizar el pueblo, considerando, eventualmente, estudios de mecánica de suelos para la evaluación y solución definitiva. Aún cuando el puente de esta ciudad respondió en forma satisfactoria al sismo, se recomienda reforzar el confinamiento de los sedimentos que soportan el terraplén de acceso, para evitar mayor hundimiento y mitigar los efectos de la licuefacción.
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REFERENCIAS Barrientos, 5. 2010. Informe Técnico: Terremoto Cauquenes 27 Febrero 2010 in Revista Economía & Administración, Facultad de Economía y Negocio, Universidad de Chile. Mayo/Junio 2010 No. 159, PP. 20-26. Pontificia Universidad Católica de Chile. 2010. Estudio de Riesgos de Sismo y Maremoto para las Comunas Costeras de las Regiones de O’Higgins y del Maule. Dossier síntesis localidad de Cáhuil. Pontificia Universidad Católica de Chile. 24 p. González, W.P. 1987. Estudio de los efectos del sismo del 3/3/85 en la zona costera de la VI Región, entre Santo Domingo y Pichilemu. Memoria para optar al título de Ingeniero Civil, Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Civil. 177 p. Servicio Sismológico de la Universidad de Chile. Informes de los sismos del 27 de febrero y 11 de marzo de 2010, obtenidos del Servicio Sismológico de la Universidad de Chile, página web: http://www.sismologia.cl/index.html Naranjo, J.A.; Contreras, iP. 2010. Efectos geológicos del sismo del 27 de Febrero de 2010: Observaciones de destrucción de tsunamis en la Comuna de Pichilemu, VI Región de O’Higgins [INF-O’Higgins-02]. 2 p. Quezada, 1; Jaque, E.; Belmonte, A.; Fernández, A.; Vásquez, D.; Martínez, C. 2010. Movimientos cosísmicos verticales y cambios geomorfológicos generados durante el terremoto Mv=8,8 del 27 de febrero de 2010 en el centro-sur de Chile. In Revista Geográfica del Sur, Vol.1, N° 2, pp.11-45.
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Anexo 1
Informe Servicio Sismológico de la Universidad de Chile: Fecha y Hora Local: 2010/02/27 03:34:08
HIPOCENTRO
06:34:08 Hora UTC: 27/02/2010 Latitud: -36 17’ 23” Longitud: -73 14’ 20” Profundidad: 30.1 km 8.8 (MI)GUC Magnitud: 8.8 (Mw) GS Servicio Fuente: Sismológico (U. de Chile)
Referencia: 43 km al SO de Cobquecura
Intensidades (Escala de Mercalli)
Fuente: ONEMI-DIREMER desde la Región de Antofagasta hasta la Región de Los Lagos
Concepción IX Rancagua VIII Santiago VIII Talca VIII Temuco VIII Valdivia VI Valparaíso VI Viña del Mar VI Puerto Montt 1 V Vicuña TIII-IV Copiapó III Coquimbo III Huayco III Tierra Amarilla III
Antofagasta II
Calama II
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Anexo 2
Informe Servicio Sismológico de la Universidad de Chile: Fecha y Hora Local: 201 0/03/11 11:39:41
HIPOCENTRO
14:39:41 Hora UTC: 11/03/2010 Latitud: -34 18’ 3” Longitud: -72 7’ 47” Profundidad: 33.1 km Magnitud: 6.9 (Mw) GS Servicio Fuente: Sismológico (U. de Chile)
Referencia; 15 km al NO de Pichilemu
Intensidades (Escala de Mercalli)
Fuente: ONEMI-DIREMER Regiones de Valparaíso, O’Higgins, Maule, Bío-Bío, Araucanía y RM
Rancagua VII Santiago VI Talca VI Concepción V San Antonio V Valparaíso V Petorca ‘IV Quillota IV Temuco :1V VillaAlemana IV Quinteto III
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Anexo 3 Escala de Intensidades de Mercalli Modificada
1.-No se advierte sino por unas pocas personas. II.-Se percibe sólo por algunas personas en reposo, particularmente en los pisos superiores de los edificios. III.-Se percibe en los interiores de los edificios y casas. Semejanza con la vibración producida por el paso de un vehículo liviano. IV.- Los objetos colgantes oscilan visiblemente. Muchas personas lo notan en el interior de los edificios aún durante el día. Se dejan oír las vibraciones de la vajilla, puertas y ventanas. Se sienten crujir tabiques de madera. La sensación percibida es semejante a la que produciría el paso de un vehículo pesado. V.- La mayoría de las personas lo perciben aún en el exterior. Durante la noche, muchas personas despiertan. Los líquidos oscilan dentro de sus recipientes y aún pueden derramarse. Los objetos inestables se mueven o se vuelcan. Es posible estimar la dirección principal del movimiento sísmico. VI.-Lo perciben todas las personas. Se atemorizan y huyen hacia el exterior. Se siente inseguridad para caminar. Se quiebran los vidrios de las ventanas, la vajilla y los objetos frágiles. Los juguetes, libros y otros objetos caen de los armarios. Los muebles se desplazan o se vuelcan. Se producen grietas en algunos estucos. Se hace visible el movimiento de los árboles y arbustos, o bien, se les oye crujir. VII.- Los objetos colgantes se estremecen. Se experimenta dificultad para mantenerse en pie. El fenómeno es percibido por los conductores de automóviles en marcha. Se producen daños de consideración en estructuras de albañilería mal construidas o mal proyectadas. Sufren daños menores (grietas) las estructuras corrientes de albañilería bien construidas. Se dañan los muebles. Caen trozos de estuco, ladrillos, parapetos, cornisas y diversos elementos arquitectónicos. Las chimeneas débiles se quiebran al nivel de la techumbre. Los terraplenes y taludes de arena o grava experimentan pequeños deslizamientos o hundimientos. VIII.-Se hace difícil e inseguro el manejo de vehículos. Se producen daños de consideración y aún el derrumbe parcial en estructuras de albañilería bien construidas. En estructuras de albañilería bien proyectadas y construidas sólo se producen daños leves. Caen chimeneas en casas e industrias; caen igualmente monumentos, columnas, torres y estanques elevados. Las casas de madera se desplazan. Los tabiques se desprenden. Se quiebran las ramas de los árboles. Se producen cambios en las corrientes de agua y en la temperatura de vertientes y pozos. Aparecen grietas en el suelo húmedo, especialmente en la superficie de las pendientes escarpadas. IX.-Se produce pánico general. Las estructuras de albañilería mal proyectadas o mal construidas se destruyen. Las estructuras corrientes de albañilería bien construidas se dañan y a veces se derrumban totalmente. Los cimientos se dañan. Las estructuras de madera son removidas de sus cimientos. Sufren daños considerables los depósitos de agua, gas, etc. Se quiebran las tuberías (cañerías) subterráneas. Aparecen grietas aún en suelos secos. En las regiones aluviales, pequeñas cantidades de lodo y arena son expelidas del suelo. X.- Se destruye gran parte de las estructuras de albañilería de toda especie. Se destruyen los cimientos de las estructuras de madera. Algunas estructuras de madera bien construidas, incluso puentes, se destruyen. Se producen grandes daños en represas, diques y malecones. Se producen grandes desplazamientos del terreno en los taludes. El agua de canales, ríos, lagos, etc. sale proyectada a las riberas. Cantidades apreciables de lodo y arena se desplazan horizontalmente sobre las playas y terrenos planos. Los rieles de las vías férreas quedan ligeramente deformados. XI.- Muy pocas estructuras de albañilería quedan en pie. Los rieles de las vías férreas quedan fuertemente deformados. Las tuberías (cañerías subterráneas) quedan totalmente fuera de servicio. XII.- El daño es casi total. Se desplazan grandes masas de roca. Los objetos saltan al aire. Los niveles y perspectivas quedan distorsionados.
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