Geóloga / La morfología de la Depresión Central y Precordillera de la Región de Tarapacá, se encuentra caracterizada por la presencia de deslizamientos de volumen mayor a 106 m3, es decir megadeslizamientos. En la zona de estudio, localizada entre las Quebradas Camarones y Tiliviche, se identificaron una gran cantidad de remociones en masa de este tipo, para las cuales se interpretó su relación con el sistema geomorfológico, climático, sísmico y estructural, con la finalidad de caracterizar su génesis. En este sector del norte de Chile existen tasas de denudación de 0,1 a 1 m por millón de años, que comenzaron con el desarrollo de la hiperaridez del Desierto hace aproximadamente 14 Ma atrás; mientras que la incisión de los valles de la Precordillera se produce a una tasa de ~60 m por Ma. Esta particularidad promueve la formación de profundas quebradas del orden de 700 m de profundidad, que albergan y permiten el desarrollo de los megadeslizamientos y su preservación como características del paisaje de la Región de Tarapacá. El mapa de remociones en masa realizado reveló que los slumps se encuentran desde lo alto de la Precordillera hasta la zona más al oeste de la Depresión Central, mientras que los deslizamientos en bloque y avalanchas son de mayor magnitud y se concentran el sector más oriental de la Precordillera. Se construyeron tablas con la morfometría y tipificación de las remociones en masa, que fueron utilizadas para establecer algunas comparaciones. En un total de 108 deslizamientos rotacionales (slumps), 8 deslizamientos traslacionales en bloque, 17 avalanchas y 2 deslizamientos compuestos, se encontró una relación inversa decreciente entre el ángulo de viaje y el volumen, siendo esta más suave para los deslizamientos traslacionales. Así los slumps tienen ángulos de viaje entre 5 y 25° y son de volumen menor a 3 km3, las avalanchas entre 5 y 15° y volumen entre 0,5 km3 y más de 2 km3; y por último los deslizamientos en bloque tienen una variedad más amplia de ángulos de viaje y volumen, superando incluso los 6 km3. Por otro lado el runout promedio fue cercano a 4 km para los deslizamientos traslacionales, mayor a 3 km para avalanchas y menor a 2 km para slumps. El conjunto de factores que influyen sobre la morfología, condiciones geotécnicas, y por ende de equilibrio de las pendientes, favorece la génesis de remociones en masa. Sin embargo estas condiciones no habrían sido suficientes para producir los deslizamientos, por lo que la sismicidad, necesariamente, corresponde a un factor detonante, ya sea como sismos discretos o como enjambres sísmicos. Dado que existió un nivel freático somero al menos durante el Mioceno hasta el Plioceno temprano, manifestado por la morfología de las quebradas, atribuible a grounwater-sapping, fue posible concluir que los deslizamientos fueron gatillados por aceleraciones sísmicas del orden de 0,8 g, probablemente asociadas a una fuente cortical como podría ser la Flexura de Moquella.

Geólogo / La ciudad de Iquique se encuentra ubicada en la Planicie Litoral de la Región de Tarapacá, Chile. Se presenta limitada al Este por el Gran Escarpe Costero donde se emplaza la ruta A-16, vía de conexión con la ciudad de Alto Hospicio. La geología del Gran Escarpe Costero está compuesta por la Formación Punta Barranco, las Gravas de Alto Hospicio y depósitos eólicos, coluviales y aluviales. Lo afectan varias fallas como la Falla Cavancha y fallas del sector de Alto Hospicio, todas inversas, activas y de orientación Este-Oeste. El contexto sísmico que afecta a la zona en cuanto a la alta probabilidad de producirse un terremoto de grandes proporciones y cómo afectaría éste a una de las principales vías de suministros y comunicación de la ciudad de Iquique, hacen necesario determinar el peligro asociado a remociones en masa, específicamente a las desencadenadas por sismos. Esto es básico para posteriormente determinar el riesgo asociado y las posibles medidas de mitigación que minimicen los daños. Para esto se profundiza en el análisis de las características geológicas y geomorfológicas de la zona de estudio y mediante distintas herramientas numéricas y computacionales se definen los sectores potencialmente afectados por remociones en masa. Además se incorpora el contexto sísmico, a través de distintos registros tanto históricos como recientes de aceleraciones verticales y horizontales. El análisis culmina con la elaboración de mapas de susceptibilidad, los cuales representan la potencialidad de que la zona genere o sea afectada por remociones en masa, también se elaboran mapas de peligro, que representan el comportamiento de zonas susceptibles en un contexto sísmico. Junto con esto se estima la dimensión de las potenciales remociones en cuanto a su volumen, alcance y energía.

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Geólogo / Este trabajo tiene por objetivo generar un inventario y analizar la distribución areal y por tipo de remociones en masa desencadenadas por el sismo de magnitud Mw 8,8 en la zona central de Chile, ocurrido el 27 de Febrero de 2010. Los datos de ubicación del inventario se obtuvieron mediante dos formas: i) Recopilación de información de los eventos de remoción en masa registrados en la Zona Central de Chile, entre los 32,8° y 38,5° latitud Sur y ii) Identificación de remociones en masa mediante interpretación de imágenes satelitales de la zona occidental (Planicie Litoral y Cordillera de la Costa) de la zona indicada anteriormente. La cantidad de eventos inventariados es 290. Los más abundantes son los deslizamientos superficiales (118) y caídas de roca (55), seguidos por las extensiones laterales (51). En menor medida se observaron deslizamientos rotacionales (8), procesos de remoción en masa mixta (4) y un flujo de barro. No fue posible clasificar cincuenta y tres remociones en masa, por lo que se agruparon como indiferenciadas. Las remociones en masa generada por el terremoto de 2010 se concentran en el relieve de la Cordillera de la Costa y acantilados costeros, en un rango de distancia al área de ruptura que varía entre 21 a 85 km en la zona occidental, existiendo registros en la Cordillera Principal a 113 km del área de ruptura, con una media de 40 km considerando el área completa. La distribución geográfica de las remociones se encuentra dentro de lo esperado dado un sismo de magnitud 8.8, donde los deslizamientos disgregados se ubican en un área más extensa que las extensiones laterales. La correlación con las intensidades sísmicas muestra que a mayor intensidad mayor densidad de remociones en el área, sin embargo no explica la alta concentración en la península de Arauco y Cordillera de Nahuelbuta donde se ubican un tercio de las inestabilidades registradas. Existen condiciones geológicas, tectónicas y morfológicas que hacen a esa zona más propensa a la generación de remociones. En la zona occidental, las rocas sedimentarias del Paleógeno-Neógeno muestran la mayor cantidad de remociones por kilómetro cuadrado, seguidas por las rocas metamórficas donde ocurren la mayoría de los deslizamientos superficiales. En rocas intrusivas se registraron la mayor cantidad de remociones, siendo la litología predominante en la generación de caídas de rocas. Las extensiones laterales se dieron en sedimentos poco a no consolidados en las riberas de ríos y esteros en zonas planas. Los resultados de este estudio, señalan factores que condicionan el fallamiento de laderas frente a un sismo de subducción de gran magnitud y extensa área de ruptura en la zona costera y por tanto puede contribuir a predecir inestabilidades de ladera ante futuros grandes sismos de subducción en otras zonas del país.

Geólogo / En el norte de Chile, a lo largo del flanco occidental del Altiplano, se encuentran depositadas una serie de mega-remociones en masa distribuidas en el interior de los valles transversales, desde la latitud de Arica hasta los Altos de Pica. De esta evidencia surge el interés por generar un mapeo detallado de dichas remociones, así como también por establecer la influencia de los factores condicionantes y gatillantes (tanto geológicos como geomorfológicos) que podrían haber contribuido en el desencadenamiento de las mismas. La zona de estudio se ubica entre el límite oriental de la Depresión Central y la Precordillera, al interior de la cuenca de la quebrada de Aroma (19º50 S - 19º65`S). Las mega-remociones en masa de la zona de estudio, se dividen en 2 dominios: remociones de quebrada, ubicadas principalmente entre las flexuras Calacala y Aroma, y remociones frontales, ubicadas exclusivamente entre la flexura Soga y los Cerros de Sotoca. El primer dominio consta de 24 ejemplares mapeados, y se define porque sus remociones caen en dirección ~ N-S, hacia el fondo de las quebradas; el segundo, consta de 2 ejemplares mapeados, y se define porque los escarpes de sus remociones se ubican al este de los depósitos. En términos de la clasificación tradicional, se identificaron 19 deslizamientos rotacionales (slumps) de roca, 1 deslizamiento compuesto de roca y 6 avalanchas de roca. El área y volumen total removidos consta de 76,15 km2 y 8,37 km3 respectivamente. Las dos remociones mayores (las avalanchas de Chiapa y Sotoca), aportan con el 55,8% de dicho volumen. Estas dos remociones son de dimensiones comparables a los deslizamientos de Miñimiñi y Latagualla (región de Camiña), pero menores a los de Lluta (región de Belén). En términos morfométricos, las avalanchas de roca alcanzan en promedio dimensiones más grandes que el deslizamiento compuesto de roca, el que a su vez es mayor que el tamaño promedio de los slumps de roca. Se reporta una posible evidencia de ground water sapping (GWS) en las quebradas de Aroma y Sotoca, y se proponen los contactos entre el Miembro Superior e Inferior de la Formación El Diablo, y entre las formaciones El Diablo y Altos de Pica, como los niveles semi permeables que habrían permitido el flujo de aguas subterráneas para generar la socavación. En la zona de estudio no se observa un vínculo genético claro entre la cabecera de los canales de erosión por GWS y las remociones en masa del sector oriental. Con ciertas observaciones geomorfológicas y mediante la aplicación del modelo de incisión por knickzone retreat (se trabajó con el supuesto de que las remociones se desencadenaron solo posteriormente al paso de la onda erosiva), se estimó la edad máxima de las remociones del sector occidental en ~ 3 Ma (Plioceno tardío). La edad de las remociones del sector oriental no pudo ser acotada a través del mismo análisis, aunque se estima que son recientes. Se sugiere un vínculo entre el mecanismo de erosión por GWS con el modelo de incisión por knickzone retreat, en el sentido de que los canales de erosión del GWS acompañarían la propagación de una franja de knickzones , irradiando lateralmente la incisión, y aportando en el ensanchamiento de las quebradas. La influencia directa de las flexuras Soga, Aroma, Calacala, otras flexuras menores y del Anticlinal de Guasquiña sobre la calidad geotécnica de la roca in situ, si bien existe, se considera de carácter local, y se descarta como un factor condicionante en la generación de las remociones en masa de la zona de estudio. Se avala la hipótesis de la sismicidad cortical como gatillante de las remociones, con Mw > 6,3 para slumps, Ms > 6,5 para avalanchas de roca. Considerando un rango de PGA entre 0,6 g y 1,2 g para generar las remociones, se propone que tal input sísmico pudo haber sido suministrado por cualquiera de las fallas asociadas a las flexuras, aunque con mayor probabilidad por las de Aroma y Calacala. De estas fallas, cada una por sí sola pudo haber desencadenado la totalidad de las remociones, destacándose la posibilidad de una contribución de ambas. Los sismos corticales no generarían remociones como las de la zona de estudio más allá de ~ 20 km de distancia epicentral.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, Mención Geología / Memoria para optar al título de Geóloga / La ciudad de Santiago en los últimos años ha experimentado una acelerada expansión demográfica hacia zonas precordilleranas, en donde las condiciones geomorfológicas y climáticas generan una condición favorable a la generación de eventos de remociones en masa. Entre ellos, los flujos representan uno de los principales peligros geológicos para la ciudad debido a su gran alcance, alta energía y gran capacidad destructiva. En los últimos años y gracias a la creciente preocupación por el riesgo asociado, el número de estudios en la zona de estudio se ha incrementado. Distintos autores han evaluado la susceptibilidad de remociones en masa, detectando unidades geomorfológicas potencialmente inestables en distintas quebradas. Este trabajo complementa estos estudios agregando la zona Sur-Oriente del área, generando, finalmente, un mapa de susceptibilidad para cada uno de los distintos tipos de remociones en masa en el frente cordillerano de Santiago. En general, las quebradas mayores, como Macul y San Ramón, poseen una susceptibilidad alta a media para los distintos tipos de remociones en masa, mientras que las quebradas menores poseen una susceptibilidad media a baja. Sin embargo, para los eventos de tipo flujo, todas las quebradas presentan al menos una unidad geomorfológica capaz de generar este fenómeno, razón por la cual todas se evalúan en distintos escenarios para evaluar el peligro asociado. Este estudio presenta un mapa de peligro de flujos realizado con el programa de simulación numérica RAMMS-Debris Flows. Para la calibración de los parámetros de fricción del modelo se utiliza el evento del 3 de mayo de 1993 en las quebradas de Macul, San Ramón y Lo Cañas. Las zonas de inundación obtenidas se comparan con los resultados obtenidos mediante el programa LAHARZ para la validación de los datos entrada del programa. Aunque la información relativa a alturas alcanzadas y la potencia de los depósitos es limitada, los resultados muestran similitudes respecto a las distancias de alcance y las áreas de inundación del evento. La información obtenida se extrapola al resto de las quebradas del frente cordillerano, principalmente por la similitudes geomorfológicas y los materiales disponibles. Además, se llevan a cabo simulaciones para el peor escenario posible, el que se obtiene al combinar de la peor tormenta esperable, una isoterma 0°C anormalmente alta y suficiente material disponible en las cuencas hidrográficas. La información obtenida se analiza en una matriz de peligro donde se relaciona la intensidad del flujo y su probabilidad de ocurrencia para obtener los grados de peligro asociados a cada zona. Los mapas de peligro indican que las zonas de mayor peligro son las aledañas a la quebrada de Macul y San Ramón, mientras que en el resto de las quebradas, las zonas de peligro se restringen a zonas proximales. A pesar de que los modelos numéricos no logran simular completamente la complejidad de los distintos tipos de flujos, RAMMS-Debris Flows se presenta como una aproximación confiable para obtener mapas de peligro de flujos de detritos, pero se debe actuar con precaución en la simulación de flujos con un mayor contenido de agua, como es el caso de los flujos históricos ocurridos en el frente cordillerano de Santiago.

Geóloga / El terremoto de Aysén, ocurrido en abril del año 2007, cuyo epicentro se ubica dentro del Fiordo Aysén, de magnitud Mw 6.2, es un terremoto cortical de baja profundidad (aprox.10 km) que generó diversas remociones en masa en las cercanías del epicentro. Entre ellas se encuentra el deslizamiento de roca en la localidad de Punta Cola, que luego evoluciona a avalancha de roca. Además, el impacto con el mar que tuvieron los fragmentos de roca, detritos, entre otros, producto de las remociones en el fiordo, desencadena un tsunami tras el evento que provocó diversas consecuencias entre las que se destacan las muertes de diez locatarios y destrucción de criaderos de salmones, principal actividad de la zona. Por otro lado, los instrumentos de medición sísmica quedaron inhabilitados después del tsunami, por lo que no se cuenta con información adicional del evento. El avance de los estudios con modelamiento numérico y geotécnico ha facilitado la mejora y precisión en el análisis de estabilidad de taludes, permitiendo un mejor entendimiento de procesos desencadenados por sismos, como las remociones en masa -que será el tema de este estudio-, y el riesgo que éstos conllevan a sectores poblados. El siguiente trabajo tiene como objetivo realizar un modelamiento numérico en 3D con el software 3DEC de ITASCA para analizar la estabilidad de laderas rocosas en la zona de Punta Cola en el Fiordo Aysén, afectadas por el deslizamiento durante el terremoto de Aysén del año 2007. Los métodos utilizados para este estudio integran la representación de la geometría de la zona en tres dimensiones, mediante la programación en lenguaje FISH, la caracterización geológica y geotécnica, y la integración de discontinuidades. Posteriormente, se analizan los modelos bajo el escenario estático para validar el programa con los parámetros obtenidos de información bibliográfica. Luego se realizan los análisis dinámicos con sismos que cuenten con características similares al ocurrido en Aysén el 2007, como el terremoto de Parkfield (2004) y el terremoto de Morgan Hill (1984). Los resultados principales se resumen en desplazamientos de hasta 25 metros concentrados en los sectores más altos del talud con amplificaciones de PGA registrados en los distintos puntos de control. Se concluye que el software es competente para representar geometrías extensas (mayores a 1 km) tanto en el caso estático como en el dinámico. El comportamiento más cercano a lo ocurrido el 2007, en base a los desplazamientos generados, es el modelo con el terremoto Morgan Hill, estación Anderson Dam como input.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / En esta tesis se propone una solución analítica de la ecuación de ondas de agua poco profunda inhomogénea aplicado a problema de deslizamientos de tierra, donde el problema tiene condiciones iniciales nulas. Se desarrollaron tres modelos matemáticos como representantes del movimiento del fondo marino; el primero consiste en una función de variable separable que depende del espacio físico (x) y del tiempo (t), donde la función del tipo gaussiana depende de x y la función tipo caja depende de t. El segundo modelo consiste en una función del tipo caja, esta función mantiene la forma en el tiempo, y se mueve a una velocidad constante sobre un plano inclinado. Este segundo modelo fue la base teórica para desarrollar el tercer y definitivo modelo matemático propuesto por este trabajo, y consiste en una función forzante del tipo parabólica invertida, la cual se mueve a una velocidad constante sobre un plano inclinado. Este tercer modelo mantiene su forma en el tiempo, independiente si se mueve indefinidamente. La solución analítica proveniente de este tercer modelo corresponde a la altura de runup de un tsunami provocado por un deslizamiento de tierra. Esta solución analítica fue comparada con soluciones obtenidas por el método de diferencias finitas y con otros estudios. Todos estos métodos fueron aplicados a los tsunamis generados por deslizamientos de tierra subaéreos en Aguas Calientes y frente a Isla Mentirosa (ambos ocurridos en el Fiordo de Aysén en el año 2007), y también el tsunami provocado por un deslizamiento de tierra submarino ocurrido en Papua Nueva Guinea en el año 1998. Para los eventos del Fiordo de Aysén, se obtuvieron resultados dispares, ya que para el deslizamiento frente a Isla Mentirosa, se sobreestimaron las alturas máximas de runup; y para el deslizamiento de tierra subaéreo de Aguas Calientes se subestimó la altura de runup medida insitu. Sin embargo, debido a la falta de datos y mediciones de campo en el fiordo de Aysén, ambos resultados sirven como valores de referencia para investigaciones futuras. Para el evento de Papua Nueva Guinea, se modelaron dos casos, el primero correspondiente al modelo de playa inclinada de pendiente constante, cuyo ángulo de la pendiente fue tomado de la literatura, el cual es igual a 12°. El segundo modelo también corresponde a un modelo de playa inclinada, donde los datos batimétricos fueron obtenidos de General Bathymetric Chart of the Oceans. La forma de calcular la pendiente fue mediante el método de mínimos cuadrados, cuyo resultado fue de 4,81°. Para ambos modelos se predijeron las alturas de runup medidos insitu, no sin ligeras modificaciones de los parámetros, tales como: el espesor, la velocidad y el largo del deslizamiento de tierra. En este trabajo de tesis se propone que la teoría de los tsunamis generados por impactos de meteoritos sea la base de estudio para investigaciones futuras sobre el fenómeno de los deslizamientos de tierra subaéreos.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / El último evento sísmico que afectó el centro-sur de Chile el 27 de febrero del 2010 dejó al descubierto la necesidad de actualizar algunos planes reguladores en distintas comunas, incorporando la variable de zonas de riesgo por amenazas naturales, tales como sismos, remociones en masa, volcanismo, tsunamis y fallas geológicas explicitadas en la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción (O.G.U.C.). En este estudio, considerando la susceptibilidad como la posibilidad que una zona se vea afectada por un determinado proceso -expresada en grados cualitativos y relativos- se desarrollaron metodologías orientadas a determinar la susceptibilidad de sectores urbanos ante remociones en masa y una posible respuesta sísmica diferencial por la presencia de fallas mayores. Ambas metodologías se basan en la ponderación de factores condicionantes definidos como relevantes para la ocurrencia del fenómeno. La metodología propuesta para evaluar las remociones en masa en áreas urbanas (considerando mecanismos de tipo deslizamientos, caídas y flujos) se definió a partir de ajustes introducidos a la metodología propuesta por Lara (2007), que considera ponderadores de las variables que condicionan la ocurrencia de remociones, como por ejemplo características geológicas, geomorfológicas y geotécnicas de los materiales, antecedentes de remociones anteriores, condiciones climáticas e influencia de las obras antrópicas en la ocurrencia de eventos. La metodología propuesta para evaluar la respuesta sísmica por fallas mayores (entendida como la posibilidad que una zona presente deformaciones superficiales, rupturas superficiales o una mayor intensidad y daño ante sismos), considera por un lado la ponderación de antecedentes relacionados a la estructura (evidencias geológicas y geomorfológicas de su existencia y posible actividad reciente), así como antecedentes de daños registrados en sismos históricos en el entorno de la falla. Ambas metodologías fueron validadas mediante su aplicación en la ciudad de Viña del Mar. En esta ciudad la geomorfología define sectores urbanos con altas pendientes donde ocurren eventos de remoción en masa de menor escala en forma recurrente (al menos 3 eventos al año), y donde además se proyecta la falla Marga-Marga por debajo de la ciudad. Los resultados muestran la existencia de algunas laderas urbanas altamente susceptibles a verse afectadas por distintos tipos de remociones en masa, principalmente deslizamientos y caídas de bloques en unidades de roca, deslizamientos superficiales de suelo y flujos en zonas de quebradas. Por otra parte, la metodología propuesta y utilizada en este estudio permitió definir una franja paralela a la falla a la falla Marga-Marga con alta susceptibilidad de sufrir una respuesta sísmica comparativamente peor que el resto del área ante sismos de gran magnitud, y justificaría la profundización de estudios específicos de amenaza sísmica.

Geólogo / El temporal extremo que afectó al norte y centro de Chile a fines de Marzo de 2015 (25M), produjo distintos procesos de remociones en masa del tipo flujo con consecuencias catastróficas para la población que habita en las riberas de los ríos El Carmen y El Tránsito (Región de Atacama). El presente trabajo tiene por finalidad evaluar los factores que determinaron la generación, la magnitud y el tipo de estos flujos, con el fin de conocer cuáles subcuencas son más susceptibles a producirlos. La metodología aplicada consiste en un análisis estadístico comparativo de los principales parámetros morfométricos, hidrográficos y litológicos de las subcuencas para determinar su influencia en la susceptibilidad de generar flujos y la confrontación de estos datos con la activación de las subcuencas durante el 25M. Los parámetros morfométricos e hidrográficos que influyen en la susceptibilidad de las subcuencas a producir flujos son: el área, el perímetro, la pendiente media, el orden jerárquico de la red de drenaje y las razones de Melton y relieve. Estos parámetros fueron integrados en dos factores: el Factor de Escala y Factor de Retención. El Factor de Escala, referido al tamaño de las subcuencas, resultó ser relevante para la activación y magnitud de los depósitos generados durante el 25M, con una relación positiva en la generación de flujos. El Factor de Retención, referido a la capacidad de almacenar sedimentos, resultó ser relevante en la presencia de un reservorio de detritos dentro de las subcuencas, susceptible a ser removido. La litología también juega un rol determinante en la factibilidad de generación de flujos en las subcuencas analizadas (Factor Litológico), obteniéndose que aquellas subcuencas constituidas mayormente por rocas intrusivas sean menos propensas a producir flujos. También la geología tiene influencia en el tipo de flujo desencadenado. En subcuencas con alta presencia de lutitas y limolitas se desencadenaron mayormente flujos de barro, mientras que en aquellas que presentan un porcentaje importante de rocas metamórficas se desarrollaron flujos de detritos. Con los datos de las subcuencas activadas durante el 25M se determinaron valores críticos en los factores, que marcan la susceptibilidad de una subcuenca a generar flujos. De esta forma se determinó que un 80% de las subcuencas identificadas como susceptibles, según estos factores, fueran activadas durante el 25M. Con base en lo planteado, este trabajo establece las condiciones necesarias en ambientes semiáridos para identificar a una subcuenca como susceptible a generar remociones del tipo flujo, diferenciando la magnitud y tipo del depósito a producirse durante eventos de precipitaciones intensas.