MAPA 4-2: PELIGRO DE LICUEFACCIÓN L E Y E N D A · MAPA 4-2: PELIGRO DE LICUEFACCIÓN SERVICIO...
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MAPA 4-2: PELIGRO DE LICUEFACCIÓN SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA ESCALA 1:10.000 Equidistancia curvas de nivel: 5 m DECLINACIÓN MEDIA (2010) (APROXIMADA) VARIACIÓN ANUAL 0° 7' NORTE MAGNÉTICO NORTE ASTRONÓMICO 7° 39' E ESCALA 1:10.000 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0km LEYENDA GRADO DE PELIGRO DESCRIPCIÓN RECOMENDACIONES Alto Terrenos altamente susceptibles de experimentar licuefacción. Corresponden a suelos formados por sedimentos no consolidados de baja compactación y alto contenido de agua, constituidos por arenas y limos depositados en ambientes fluviales y litorales. Una característica común que hace altamente licuable a estos depósitos es que en ellos existen capas permanentemente saturadas en agua, con un nivel freático estimado entre 0 a 5 m de profundidad. En Lebu, estos suelos se encuentran en las planicies de inundación y en la Llanura fluviomarina del río Lebu, en todo el borde costero y de ribera fluvial, más las zonas de humedales y canales de marea abandonados. No se recomienda la construcción de viviendas, servicios básicos y de emergencia en estas zonas. Los terrenos correspondientes a humedales deberían ser completamente descartados para estos fines, dado las texturas de los materiales y el continuo estado de saturación en el que permanecen. Las construcciones que deban ser forzosamente proyectadas en zona de alto peligro de licuefacción como puentes, caminos de acceso u otras obras, deben contar con un estudio de mecánica de suelos que apoye el diseño de ellas y estipule el tratamiento adecuado para reducir el riesgo de licuefacción. Esto último, dice relación con el mejoramiento de las condiciones geotécnicas del suelo, principalmente asociadas a técnicas de aumento de densidad (INGEOMINAS, 2003). Los cimientos de las estructuras, en caso que no se pueda evitar construir en estas áreas, deben colocarse por debajo de los niveles licuables (INGEOMINAS, 2003). Esto no evita la ocurrencia del fenómeno, solo asegura la estabilidad de las estructuras. Para el caso de edificaciones pequeñas, se debe utilizar técnicas de construcción que eviten los asentamientos diferenciales de cierta intensidad. Esto último, no eliminaría totalmente la vulnerabilidad de las construcciones pero al menos evitan el colapso de ellas (INGEOMINAS, 2003). Medio Corresponden a terrenos de susceptibilidad media a experimentar licuefacción entre los cuales se encuentran sedimentos no consolidados, de baja a media compactación, constituidos por arenas y arenas limo-arcillosas que, en general, están cubiertos por rellenos antrópicos urbanizados, con un nivel freático que se estima se sitúa entre 0 y 10 m de profundidad. En estas zonas no se observaron daños producto de licuefacción. Las obras proyectadas dentro de estas zonas deben contemplar estudios de mecánica de suelos y mejoramiento (compactación, drenajes verticales, inyección de mezclas, entre otros) a fin de mitigar los efectos de la licuefacción. Es recomendable llevar los cimientos por debajo de los niveles licuables. Las obras lineales como acueductos, alcantarillado, gaseoductos, entre otras, deben ser proyectadas con materiales y uniones flexibles que permitan deformaciones importantes a fin de evitar la ruptura de estos. El diseño y construcción de viviendas deben evitar asentamientos diferenciales y el colapso de ellas (INGEOMINAS, 2003). Bajo Terrenos de baja susceptibilidad a experimentar licuefacción. Corresponden a aquellos depósitos sedimentarios no consolidados, de origen fluvial, aluvial y coluvial situados en los márgenes de la llanura fluviomarina en los que se estima un nivel freático situado entre 5 y 10 metros de profundidad. En estas zonas no se observaron daños producto de licuefacción. Estas zonas son aptas para construcción, sin embargo, dada su posibilidad de experimentar licuefacción frente a futuros sismos, requieren de estudios de mecánica de suelos para definir un diseño acorde a las condiciones geotécnicas del sector. REFERENCIAS INGEOMINAS, 2003. Memoria explicativa del mapa de zonificación geotécnica por Licuación del área urbana del Municipio de Tumaco y sus zonas aledañas. Bogotá, Colombia. SERNAGEOMIN, 2010. INF-BIOBIO-05. Efectos geológicos del sismo del sismo del 27 de febrero de 2010: Observaciones de daños en la comuna de Arauco, Chile. INF-BIOBIO-12. Efectos geológicos del sismo del sismo del 27 de febrero de 2010: Observaciones en Ciudad de Lebu, Costa y río Lebu, Provincia de Arauco, Región del Biobío, Chile. INF-BIOBIO-20. Efectos geológicos del sismo del sismo del 27 de febrero de 2010: Observaciones en el río Lebu, vertiente occidental de la Cordillera de Nahuelbuta e Isla Mocha, Provincia de Arauco, Región de Biobío, Chile. Este mapa presenta una zonificación preliminar del peligro de licuefacción en la ciudad de Lebu. Se identifican zonas con distinto grado de peligro, indicando para cada una de ellas recomendaciones generales tendientes a orientar la planificación territorial. DEFINICIÓN Y CAUSAS DE LA LICUEFACCIÓN La licuefacción es un proceso natural mediante el cual determinados tipos de suelo pierden bruscamente su resistencia mecánica ante una carga dinámica rápida como puede ser un sismo o en menor medida una tronadura. La pérdida de resistencia mecánica del suelo implica que este se comporta momentáneamente de modo similar a un fluido, siendo capaz de migrar generando importantes deformaciones. El sismo de magnitud 8.8 Mw del 27 de febrero de 2010, en la ciudad de Lebu, provocó numerosos casos deformación cuyas causas probablemente corresponden a procesos de licuefacción, ocasionando la destrucción de viviendas e infraestructura pública, principalmente sobre la ribera del río Lebu. La licuefacción se genera principalmente en suelos arenosos y areno limosos, saturados en agua, usualmente ubicados cerca de ríos, borde costero u otros cuerpos de agua. O bien, en aquellos suelos donde existe un nivel freático muy superficial. Por otro lado, requiere que los suelos posean baja compactación, por ejemplo, aquellos terrenos formados donde existieron lagos o lagunas. De igual importancia es la licuefacción en rellenos antrópicos deficientemente compactados. Cuando ocurre un sismo, la vibración eleva la presión de agua en los poros del suelo y, si esta llega a igualar o superar la fuerza de contacto entre los granos, la resistencia del suelo se reduce a cero, experimentando licuefacción. En este caso, la capacidad de carga del suelo es nula y efectivamente el suelo se comporta durante la sacudida como un líquido y cualquier estructura cimentada en él se hunde o sufre asentamientos diferenciales (INGEOMINAS, 2003). Algunos factores que condicionan el fenómeno de licuefacción son: EFECTOS DE LA LICUEFACCIÓN El fenómeno de licuefacción se manifiesta en la superficie del terreno por la formación de grietas, hundimientos de terreno, asentamientos diferenciales de estructuras, “golpes de agua” (surgimiento de agua) y volcanes de arena. Los dos últimos, son producto del súbito aumento de la presión de agua de poros ocasionada por la vibración, forzando a que este fluido fluya rápidamente a la superficie. Este flujo puede ocurrir durante el terremoto como también después de éste. La pérdida de cohesión del suelo permite que este se pueda movilizar diferenciándose varios tipos de desplazamientos asociados a la licuefacción: Flujos de tierra: Los materiales del suelo se desplazan rápidamente cuesta abajo en un estado licuado, a veces causando coladas de barro o avalanchas. Propagación lateral: Tipo de remoción en masa en que se produce desplazamiento limitado de las capas superficiales del suelo a favor de pendientes suaves o hacia superficies libres, como por ejemplo, en márgenes de ríos y taludes de terrazas fluviales. Cuando las capas más profundas se licuan, las capas superficiales generalmente, se mueven lateralmente en bloques, provocando una deformación permanente del suelo y ruptura de las cubiertas. Flotación: Objetos enterrados en el suelo bajo licuación son desplazados. Es común que tanques, buzones o tuberías de alcantarillado ascienden a través del suelo y floten en la superficie. Pérdida de resistencia de soporte: Reducción de la capacidad de soporte de los cimientos debido al debilitamiento del material del suelo subyacente o colindante. A menudo provocan que las estructuras se hundan o dañen. La licuefacción induce daños severos en estructuras, edificios y líneas vitales afectando el transporte de personas, distribución de mercancías, telecomunicaciones y suministros básicos, agravando más aún la situación posterior al evento sísmico. Por estas razones, la zonificación del peligro de licuefacción y su asimilación en las estrategias comunales de planificación territorial, es uno de los aspectos vitales para la reducción del daño sísmico. METODOLOGÍA Y ALCANCES DEL TRABAJO Para la zonificación del peligro de licuefacción se consideraron las características geológico-geotécnicas generales de los suelos de Lebu, la posición del nivel freático y las evidencias de licuefacción observadas en terreno producto del sismo del 27 de febrero 2010. Todos estos elementos fueron georeferenciados y trabajados en una plataforma SIG, para finalmente ser integrados mediante un método semicuantitativo. En este último, cada variable geológica aporta distinto peso al peligro de licuefacción para una determinada porción del terreno. El resultado, sintetizado en este mapa, indica zonas de alto, medio y bajo peligro de licuefacción. Los límites de cada zona son una propuesta aproximada de lo que puede ocurrir en la realidad, en cuanto a la distribución del peligro potencial de licuefacción frente a un evento sísmico. La información entregada debe valorarse sobre la base de la escala y detalle de la información utilizada, las cuales presentan limitaciones como falta de una buena caracterización del nivel freático, e información geotécnica de detalle, de los depósitos sedimentarios. El peligro de licuefacción de un determinado lugar, deberá ser cotejado por medio de estudios de mecánica de suelo al momento de proyectar una obra. EFECTOS OBSERVADOS EN LEBU PRODUCTO DEL TERREMOTO DEL 27 DE FEBRERO DE 2010 (Mw: 8,8), ASOCIADOS AL FENÓMENO DE LICUEFACCIÓN En el caso de la Ciudad de Lebu, los efectos de licuefacción reconocidos se limitan a las áreas de ribera del río Lebu y a sectores muy puntuales dentro de la llanura fluviomarina en la que se emplaza hoy la ciudad. Sin embargo, se debe tener en cuenta, que debido a que el del 27 de febrero de 2010 ocurrió dentro de los meses más secos del año y, por lo tanto, el nivel freático debió estar es una posición de máxima depresión, es muy probable que la ocurrencia de este fenómeno puede abarcar una magnitud mayor, si ocurriera en los meses más húmedos del año. A lo largo de ambas de riberas del río Lebu se observaron numerosas grietas y remociones en masa de tipo propagación lateral, las que, se estima, tienen su causa en el fenómeno de licuefacción. Estas afectaron gran parte de la infraestructura de defensas de ribera, embarcadero, puerto pesquero artesanal, mercado gastronómico, sector habitacional José Miguel Carrera, más áreas verdes y de esparcimiento aledañas a ellas. En todas estas áreas se generaron franjas de deformación, paralelas a la línea de costa que alcanzan un ancho medio aproximado de 20 m, en las que se observan basculamiento y colapsos de la estructura de defensa de ribera, grietas escalonadas, algunas de ellas con aberturas de hasta 0.5 m, y hundimientos diferenciales del terreno. En la ruta costanera, al lado norte del río Lebu, se observaron grietas escalonadas, a veces concéntricas, con hundimientos asociados, sobre terrenos constituidos por depósitos arenosos de origen eólico y sobre rellenos antrópicos situados en la periferia de humedales. Los efectos de deformación reconocidos, que se asocian típicamente a fenómenos de licuefacción del terreno, deben ser analizados atendiendo las características particulares de cada sitio, considerando que el presente estudio no contó con datos estratigráficos, hidrogeológicos ni geomecánicos que permitan definir cuáles son las capas del subsuelo, susceptibles de sufrir licuefacción ni tampoco si causas de la deformación pueden encontrarse en otro tipo de factores de inestabilidad. Recomendaciones para el manejo de la emergencia post-sismo dentro de distintos puntos de la comuna de Lebu, fueron entregadas en informes previo de este servicio (SERNAGEOMIN, 2010; INF-BIOBIO-05, 12, 20). Origen del suelo. Los suelos depositados por procesos fluviales, litorales y eólicos se sedimentan fácilmente y sus granos tienen poca probabilidad de compactarse, de modo que se licuarán con facilidad. Los depósitos glaciales, generalmente, son bastante densos y tienen menor probabilidad de licuarse. Los sustratos rocosos, no son en absoluto licuables. Distribución del tamaño de los granos. La arena uniformemente graduada, de grano muy grueso a medio tiene mayor probabilidad de licuarse, mientras que las arenas limosas finas y las gravas lo hacen bajo cargas cíclicas muy severas. Profundidad de las aguas subterráneas. Mientras más cerca de la superficie se encuentre el nivel de las aguas subterráneas (nivel freático), mayor será la probabilidad de que ocurra licuefacción. Edad del depósito. Los suelos jóvenes (menos de 3.000 años) son débiles y no cohesivos, de modo que tienen mayor probabilidad de licuarse comparado con aquellos más antiguos donde han actuado procesos de compactación y cementación natural. Amplitud y duración de la vibración del terreno. La licuefacción de suelos bajo condiciones de tensión provocadas por un terremoto aumenta con la magnitud y la duración del sismo. Peso del recubrimiento y profundidad del suelo. Las tensiones entre partículas aumentan a medida que aumenta la presión del recubrimiento (a mayor profundidad). Mientras mayor sea dicha tensión menor será la probabilidad que ocurra licuefacción. Por lo general, la licuefacción ocurre a profundidades menores de 9 metros y rara vez a mayores de 15 metros. CONSIDERACIONES GENERALES INTRODUCCIÓN MAPA DE UBICACIÓN O C É A N O P A C Í F I C O 56º 43º 32º 19º 72º 68º TERRITORIO CHILENO ANTÁRTICO 90º 53º POLO SUR 600km 0 A R G E N T I N A PERÚ CHILE * "ACUERDO DE 1998" B OL I V IA Santiago S U B D I R E C C I Ó N N A C I O N A L D E G E O L O G Í A 2010 INFORME REGISTRADO IR-10-43 SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA GEOLOGÍA PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA GESTIÓN DEL RIESGO EVALUACIÓN PRELIMINAR DE PELIGROS GEOLÓGICOS: ÁREA DE LEBU REGIÓN DEL BIOBÍO MAPA 4-2: PELIGRO DE LICUEFACCIÓN Patricio Derch F. Daniel Páez D. Chillán Los Ángeles CONCEPCIÓN 73º00´ 37º30´ Escala 1:10.000 21 MAPAS Referencia Bibliográfica Páez, D.; Derch, P. 2010. Evaluación preliminar de peligros geológicos: Área de Lebu, Región del Bíobío. Mapa 4-2: Peligro de licuefacción. In Geología para la reconstrucción y la gestión del riesgo, 1. Servicio Nacional de Geología y Minería, Informe Registrado IR-10- 43: 12p., 21 mapas diferentes escalas. Santiago. Inscripción No. 200.278 © Servicio Nacional de Geología y Minería, Avda. Santa María 0104, Casilla 10465, Santiago, Chile. Director Nacional (S): Waldo Vivallo S. Subdirector Nacional de Geología (S): Manuel Suárez D. Derechos reservados, prohibida su reproducción. Edición Este documento no ha sido editado en conformidad con los estándares y/o nomenclatura de la Subdirección Nacional de Geología, del Servicio Nacional de Geología y Minería. Editor de contenidos en esta versión: Manuel Arenas A. Base topográfica SIRGAS, escala 1:1.000 (proporcionado por servicios públicos para el trabajo de emergencia del simo). Referencia Geodésica Proyección Universal de Mercator (UTM), Zona 19, Datum WGS84 Apoyo científico y técnico Producción Digital: Alejandro Ramos y Eduardo Córdova, Unidad de Sistema de Información Geológica, Oficina Técnica Puerto Varas. Apoyo financiero Fondos sectoriales del Servicio Nacional de Geología y Minería. Curvas de Nivel Cota ( m s.n.m.) Hidrografía Construcciones Calles y avenidas Huella Fortificación de ribera Escarpes Terrenos compuestos por roca que poseen nula capacidad de licuefacción. Litológicamente corresponden a rocas sedimentarias del tipo arenisca y lutita de edad Terciario. Son los terrenos recomendables para construcción a fin de evitar este fenómeno en particular. Zonas no susceptibles de licuefacción Zona no evaluada Humedal Zonas afectadas por licuefacción 54 SIMBOLOGÍA Nota: Para el análisis de riesgos deben ser considerados otros peligros geológicos, entre ellos, licuefacción, remociones en masa, desborde de cauces y anegamientos. VOLUMEN 1 REGIÓN DE LA ARAUCANÍA 38º00' REGIÓN DE VALPARAÍSO VALPARAÍSO San Antonio O C É A N O P A C Í F I C O 72º00’ 70º00’ SANTIAGO A R G E N T I N A REGIÓN DEL MAULE TALCA Constitución REGIÓN DEL BIOBÍO CONCEPCIÓN CHILLÁN Lebu R í o B i o bí o Rí o Laja 34º00’ 36º00’ RANCAGUA N ARCHIPIÉLAGO JUAN FERNÁNDEZ 33º38' 78º49' 33º46' 80º46' 0 5 km 0 5 km 74º00’ Región de Los Ríos TEMUCO 0 100 km Este mapa Otros mapas de este estudio 5 5 REGIÓN DEL LIBERTADOR GENERAL BERNARDO O`HIGGINS REGIÓN METROPOLITANA DE SANTIAGO 4-2
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MAPA 4-2: PELIGRO DE LICUEFACCIÓN
SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA ESCALA 1:10.000
Equidistancia curvas de nivel: 5 m
DECLINACIÓN MEDIA (2010)(APROXIMADA)
VARIACIÓN ANUAL 0° 7'
NORT
E M
AGNÉ
TICO
NORT
E A
STRO
NÓM
ICO
7° 3
9' E
ESCALA 1:10.000
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0km
L E Y E N D A
GRADODE PELIGRO DESCRIPCIÓN RECOMENDACIONES
Alto Terrenos altamente susceptibles de experimentar licuefacción. Corresponden a suelos formados por sedimentos no consolidados de baja compactación y alto contenido de agua, constituidos por arenas y limos depositados en ambientes fluviales y litorales. Una característica común que hace altamente licuable a estos depósitos es que en ellos existen capas permanentemente saturadasen agua, con un nivel freático estimado entre 0 a 5 m de profundidad. En Lebu, estos suelos se encuentran en las planicies de inundación y en la Llanura fluviomarina del río Lebu, en todo el borde costero y de ribera fluvial, más las zonas de humedales y canalesde marea abandonados.
No se recomienda la construcción de viviendas, servicios básicos y de emergencia en estas zonas. Los terrenos correspondientes a humedales deberían ser completamente descartados para estos fines, dado las texturas de los materiales y el continuo estado de saturación en el que permanecen. Las construcciones que deban ser forzosamente proyectadas en zona de alto peligro de licuefacción como puentes, caminos de acceso u otras obras, deben contar con un estudio de mecánica de suelos que apoye el diseño de ellas y estipule el tratamiento adecuado para reducir el riesgo de licuefacción. Esto último, dice relación con el mejoramiento de las condicionesgeotécnicas del suelo, principalmente asociadas a técnicas de aumento de densidad (INGEOMINAS, 2003).Los cimientos de las estructuras, en caso que no se pueda evitar construir en estas áreas, deben colocarse por debajo de los niveles licuables (INGEOMINAS, 2003). Esto no evita la ocurrencia del fenómeno, solo asegura la estabilidad de las estructuras. Para el caso de edificaciones pequeñas, se debe utilizar técnicas de construcción que eviten los asentamientos diferenciales de cierta intensidad. Esto último, no eliminaría totalmente la vulnerabilidad de las construccionespero al menos evitan el colapso de ellas (INGEOMINAS, 2003).
Medio Corresponden a terrenos de susceptibilidad media a experimentar licuefacción entre los cuales se encuentran sedimentos no consolidados, de baja a media compactación, constituidos por arenas y arenas limo-arcillosas que, en general, están cubiertos por rellenos antrópicos urbanizados, con un nivel freático que se estima se sitúa entre 0 y 10 m de profundidad. En estas zonas no se observaron daños producto de licuefacción.
Las obras proyectadas dentro de estas zonas deben contemplar estudios de mecánica de suelos y mejoramiento (compactación, drenajes verticales, inyección de mezclas, entre otros) a fin de mitigar los efectos de la licuefacción. Es recomendable llevar los cimientos por debajo de los niveles licuables. Las obras lineales como acueductos, alcantarillado, gaseoductos, entre otras, deben ser proyectadas con materiales y uniones flexibles que permitan deformaciones importantes a fin de evitar la ruptura de estos. El diseño y construcción de viviendas deben evitarasentamientos diferenciales y el colapso de ellas (INGEOMINAS, 2003).
Bajo Terrenos de baja susceptibilidad a experimentar licuefacción. Corresponden a aquellos depósitos sedimentarios no consolidados, de origen fluvial, aluvial y coluvial situados en los márgenes de la llanura fluviomarina en los que se estima un nivel freático situado entre 5 y 10metros de profundidad.En estas zonas no se observaron daños producto de licuefacción.
Estas zonas son aptas para construcción, sin embargo, dada su posibilidad de experimentar licuefacción frente a futuros sismos, requieren de estudios de mecánica de suelos para definir undiseño acorde a las condiciones geotécnicas del sector.
R E F E R E N C I A S
INGEOMINAS, 2003. Memoria explicativa del mapa de zonificación geotécnica por Licuación del área urbana del Municipio de Tumaco y sus zonas aledañas. Bogotá, Colombia.
SERNAGEOMIN, 2010.
INF-BIOBIO-05. Efectos geológicos del sismo del sismo del 27 de febrero de 2010: Observaciones de daños en la comuna de Arauco, Chile.
INF-BIOBIO-12. Efectos geológicos del sismo del sismo del 27 de febrero de 2010: Observaciones en Ciudad de Lebu, Costa y río Lebu, Provincia de Arauco, Región del Biobío, Chile.
INF-BIOBIO-20. Efectos geológicos del sismo del sismo del 27 de febrero de 2010: Observaciones en el río Lebu, vertiente occidental de la Cordillera de Nahuelbuta e Isla Mocha, Provincia de Arauco, Región de Biobío, Chile.
Este mapa presenta una zonificación preliminar del peligro de licuefacción en la ciudad de Lebu. Se identifican zonas con distinto grado de peligro, indicando para cada una de ellas recomendaciones generalestendientes a orientar la planificación territorial.
DEFINICIÓN Y CAUSAS DE LA LICUEFACCIÓN
La licuefacción es un proceso natural mediante el cual determinados tipos de suelo pierden bruscamente su resistencia mecánica ante una carga dinámica rápida como puede ser un sismo o en menor medida una tronadura. La pérdida de resistencia mecánica del suelo implica que este se comporta momentáneamente de modo similar a un fluido, siendo capaz de migrar generando importantes deformaciones.El sismo de magnitud 8.8 Mw del 27 de febrero de 2010, en la ciudad de Lebu, provocó numerosos casos deformación cuyas causas probablemente corresponden a procesos de licuefacción, ocasionando ladestrucción de viviendas e infraestructura pública, principalmente sobre la ribera del río Lebu. La licuefacción se genera principalmente en suelos arenosos y areno limosos, saturados en agua, usualmente ubicados cerca de ríos, borde costero u otros cuerpos de agua. O bien, en aquellos suelos donde existe un nivel freático muy superficial. Por otro lado, requiere que los suelos posean baja compactación, por ejemplo, aquellos terrenos formados donde existieron lagos o lagunas. De igual importancia es lalicuefacción en rellenos antrópicos deficientemente compactados.Cuando ocurre un sismo, la vibración eleva la presión de agua en los poros del suelo y, si esta llega a igualar o superar la fuerza de contacto entre los granos, la resistencia del suelo se reduce a cero, experimentando licuefacción. En este caso, la capacidad de carga del suelo es nula y efectivamente el suelo se comporta durante la sacudida como un líquido y cualquier estructura cimentada en él se hunde osufre asentamientos diferenciales (INGEOMINAS, 2003).
Algunos factores que condicionan el fenómeno de licuefacción son:
EFECTOS DE LA LICUEFACCIÓN
El fenómeno de licuefacción se manifiesta en la superficie del terreno por la formación de grietas, hundimientos de terreno, asentamientos diferenciales de estructuras, “golpes de agua” (surgimiento de agua) y volcanes de arena. Los dos últimos, son producto del súbito aumento de la presión de agua de poros ocasionada por la vibración, forzando a que este fluido fluya rápidamente a la superficie. Este flujo puedeocurrir durante el terremoto como también después de éste.
La pérdida de cohesión del suelo permite que este se pueda movilizar diferenciándose varios tipos de desplazamientos asociados a la licuefacción: Flujos de tierra: Los materiales del suelo se desplazan rápidamente cuesta abajo en un estado licuado, a veces causando coladas de barro o avalanchas. Propagación lateral: Tipo de remoción en masa en que se produce desplazamiento limitado de las capas superficiales del suelo a favor de pendientes suaves o hacia superficies libres, como por ejemplo, en márgenes de ríos y taludes de terrazas fluviales. Cuando las capas más profundas se licuan, las capas superficiales generalmente, se mueven lateralmente en bloques, provocando una deformación permanentedel suelo y ruptura de las cubiertas.
Flotación: Objetos enterrados en el suelo bajo licuación son desplazados. Es común que tanques, buzones o tuberías de alcantarillado ascienden a través del suelo y floten en la superficie. Pérdida de resistencia de soporte: Reducción de la capacidad de soporte de los cimientos debido al debilitamiento del material del suelo subyacente o colindante. A menudo provocan que las estructuras sehundan o dañen.
La licuefacción induce daños severos en estructuras, edificios y líneas vitales afectando el transporte de personas, distribución de mercancías, telecomunicaciones y suministros básicos, agravando más aún la situación posterior al evento sísmico. Por estas razones, la zonificación del peligro de licuefacción y su asimilación en las estrategias comunales de planificación territorial, es uno de los aspectos vitales para lareducción del daño sísmico.
METODOLOGÍA Y ALCANCES DEL TRABAJO
Para la zonificación del peligro de licuefacción se consideraron las características geológico-geotécnicas generales de los suelos de Lebu, la posición del nivel freático y las evidencias de licuefacción observadas en terreno producto del sismo del 27 de febrero 2010. Todos estos elementos fueron georeferenciados y trabajados en una plataforma SIG, para finalmente ser integrados mediante un método semicuantitativo. En este último, cada variable geológica aporta distinto peso al peligro de licuefacción para una determinada porción del terreno. El resultado, sintetizado en este mapa, indica zonas de alto, medio y bajo peligrode licuefacción.Los límites de cada zona son una propuesta aproximada de lo que puede ocurrir en la realidad, en cuanto a la distribución del peligro potencial de licuefacción frente a un evento sísmico. La información entregada debe valorarse sobre la base de la escala y detalle de la información utilizada, las cuales presentan limitaciones como falta de una buena caracterización del nivel freático, e información geotécnica de detalle,de los depósitos sedimentarios. El peligro de licuefacción de un determinado lugar, deberá ser cotejado por medio de estudios de mecánica de suelo al momento de proyectar una obra.
EFECTOS OBSERVADOS EN LEBU PRODUCTO DEL TERREMOTO DEL 27 DE FEBRERO DE 2010 (Mw: 8,8), ASOCIADOS AL FENÓMENO DE LICUEFACCIÓN
En el caso de la Ciudad de Lebu, los efectos de licuefacción reconocidos se limitan a las áreas de ribera del río Lebu y a sectores muy puntuales dentro de la llanura fluviomarina en la que se emplaza hoy la ciudad. Sin embargo, se debe tener en cuenta, que debido a que el del 27 de febrero de 2010 ocurrió dentro de los meses más secos del año y, por lo tanto, el nivel freático debió estar es una posición demáxima depresión, es muy probable que la ocurrencia de este fenómeno puede abarcar una magnitud mayor, si ocurriera en los meses más húmedos del año. A lo largo de ambas de riberas del río Lebu se observaron numerosas grietas y remociones en masa de tipo propagación lateral, las que, se estima, tienen su causa en el fenómeno de licuefacción. Estas afectaron gran parte de la infraestructura de defensas de ribera, embarcadero, puerto pesquero artesanal, mercado gastronómico, sector habitacional José Miguel Carrera, más áreas verdes y de esparcimiento aledañas a ellas. En todas estas áreas se generaron franjas de deformación, paralelas a la línea de costa que alcanzan un ancho medio aproximado de 20 m, en las que se observan basculamiento y colapsos de la estructura de defensa de ribera, grietas escalonadas, algunas de ellas con aberturas de hasta 0.5 m, y hundimientos diferenciales del terreno. En la ruta costanera, al lado norte del río Lebu, se observaron grietas escalonadas, a veces concéntricas, con hundimientos asociados, sobre terrenos constituidos por depósitos arenosos de origen eólico y sobre rellenos antrópicos situados en la periferia de humedales.Los efectos de deformación reconocidos, que se asocian típicamente a fenómenos de licuefacción del terreno, deben ser analizados atendiendo las características particulares de cada sitio, considerando que el presente estudio no contó con datos estratigráficos, hidrogeológicos ni geomecánicos que permitan definir cuáles son las capas del subsuelo, susceptibles de sufrir licuefacción ni tampoco si causas dela deformación pueden encontrarse en otro tipo de factores de inestabilidad.Recomendaciones para el manejo de la emergencia post-sismo dentro de distintos puntos de la comuna de Lebu, fueron entregadas en informes previo de este servicio (SERNAGEOMIN, 2010; INF-BIOBIO-05,12, 20).
Origen del suelo. Los suelos depositados por procesos fluviales, litorales y eólicos se sedimentan fácilmente y sus granos tienen poca probabilidad de compactarse, de modo que se licuarán con facilidad.Los depósitos glaciales, generalmente, son bastante densos y tienen menor probabilidad de licuarse. Los sustratos rocosos, no son en absoluto licuables.
Distribución del tamaño de los granos. La arena uniformemente graduada, de grano muy grueso a medio tiene mayor probabilidad de licuarse, mientras que las arenas limosas finas y las gravas lohacen bajo cargas cíclicas muy severas.
Profundidad de las aguas subterráneas. Mientras más cerca de la superficie se encuentre el nivel de las aguas subterráneas (nivel freático), mayor será la probabilidad de que ocurra licuefacción.
Edad del depósito. Los suelos jóvenes (menos de 3.000 años) son débiles y no cohesivos, de modo que tienen mayor probabilidad de licuarse comparado con aquellos más antiguos donde han actuadoprocesos de compactación y cementación natural.
Amplitud y duración de la vibración del terreno. La licuefacción de suelos bajo condiciones de tensión provocadas por un terremoto aumenta con la magnitud y la duración del sismo. Peso del recubrimiento y profundidad del suelo. Las tensiones entre partículas aumentan a medida que aumenta la presión del recubrimiento (a mayor profundidad). Mientras mayor sea dicha tensiónmenor será la probabilidad que ocurra licuefacción. Por lo general, la licuefacción ocurre a profundidades menores de 9 metros y rara vez a mayores de 15 metros.
C O N S I D E R A C I O N E S G E N E R A L E S
INTRODUCCIÓN
MAPA DE UBICACIÓN
OC
ÉA
NO
PA
CÍ
FI
CO
56º
43º
32º
19º
72º 68º
TERRITORIOCHILENO ANTÁRTICO
90º 53º
POLO SUR
600km0
AR
GE
NT
IN
A
PERÚ
CHILE
* "ACUERDO DE 1998"
BO
LI V
I A
Santiago
S U B D I R E C C I Ó N N A C I O N A L D E G E O L O G Í A
2010
INFORME REGISTRADO IR-10-43
SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA
GEOLOGÍA PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA GESTIÓN DEL RIESGO
E VA L U A C I Ó N P R E L I M I N A R D E P E L I G R O S G E O L Ó G I C O S :
Á R E A D E L E B UREGIÓN DEL BIOBÍO
MAPA 4-2:
PELIGRO DE LICUEFACCIÓN
Patricio Derch F.Daniel Páez D.
Chillán
Los Ángeles
CONCEPCIÓN
73º00´
37º30´
Escala 1:10.000
21 MAPAS
Referencia Bibliográfica
Páez, D.; Derch, P. 2010. Evaluación preliminar de peligros geológicos: Área de Lebu, Región del Bíobío. Mapa 4-2: Peligro de licuefacción. In Geología para la reconstrucción y la gestión del riesgo, 1. Servicio Nacional de Geología y Minería, Informe Registrado IR-10- 43: 12p., 21 mapas diferentes escalas. Santiago.
Inscripción No. 200.278
© Servicio Nacional de Geología y Minería, Avda. Santa María 0104, Casilla 10465, Santiago, Chile.Director Nacional (S): Waldo Vivallo S.Subdirector Nacional de Geología (S): Manuel Suárez D.
Derechos reservados, prohibida su reproducción.
EdiciónEste documento no ha sido editado en conformidad con los estándares y/o nomenclatura de la Subdirección Nacional de Geología, del Servicio Nacional de Geología y Minería.Editor de contenidos en esta versión: Manuel Arenas A.
Base topográficaSIRGAS, escala 1:1.000 (proporcionado por servicios públicos para el trabajo de emergencia del simo).
Referencia GeodésicaProyección Universal de Mercator (UTM), Zona 19, Datum WGS84
Apoyo científico y técnicoProducción Digital: Alejandro Ramos y Eduardo Córdova, Unidad de Sistema de Información Geológica, Oficina Técnica Puerto Varas.
Apoyo financieroFondos sectoriales del Servicio Nacional de Geología y Minería.
Curvas de Nivel
Cota ( m s.n.m.)
Hidrografía
Construcciones
Calles y avenidas
Huella
Fortificación de ribera
Escarpes
Terrenos compuestos por roca que poseen nula capacidad de licuefacción. Litológicamente corresponden a rocas sedimentarias del tipo arenisca y lutita de edad Terciario. Son los terrenos recomendables para construcción a fin de evitar este fenómeno en particular.
Zonas no susceptibles de licuefacción
Zona no evaluada
Humedal
Zonas afectadas por licuefacción
54
S I M B O L O G Í A
Nota:Para el análisis de riesgos deben ser considerados otros peligros geológicos, entre ellos, licuefacción, remociones en masa, desborde de cauces y anegamientos.
VOLUMEN 1
REGIÓN DE LA ARAUCANÍA
38º00'
REGIÓN DE VALPARAÍSO
VALPARAÍSO
San Antonio
OC
ÉA
NO
P
AC
ÍF
IC
O
72º00’ 70º00’
SANTIAGO
AR
GE
NT
IN
A
REGIÓN DEL MAULE
TALCA
Constitución
REGIÓN DEL BIOBÍO
CONCEPCIÓN
CHILLÁN
LebuRío Biobío
Río Laja
34º00’
36º00’
RANCAGUA
N
ARCHIPIÉLAGO JUAN FERNÁNDEZ
33º38'
78º49'
33º46'
80º46'
0 5 km 0 5 km
74º00’
Región de Los Ríos
TEMUCO
0 100 km
Este mapa
Otros mapasde este estudio
5
5
REGIÓN DEL LIBERTADORGENERAL
BERNARDO O`HIGGINS
REGIÓN METROPOLITANA
DE SANTIAGO
4-2
