Memoria para optar al título de Geógrafo / Se estudió la masa de hielo sobre el Volcán Villarrica, considerado uno de los más activos de Sudamérica, buscando caracterizar su condición actual y sus variaciones a lo largo de las últimas décadas. Para conocer los cambios temporales del glaciar, se identificó su extensión desde 1961 hasta el año 2011 por medio del uso de sensores remotos. Además, se midieron los cambios de elevación en la superficie glaciar, comparando distintos modelos de elevación desde 1961 hasta el año 2012. Los resultados se utilizaron para poder modelar lahares que pudieran causar daños a las poblaciones cercanas al volcán. El análisis de los resultados, mostró una disminución del área glaciar de 11,5 km2 y una tasa de cambio elevación superficial de 0,91 m a-1, desde la década de 1960 al presente; coincidente con los patrones globales de retroceso glaciar. Se estima un volumen total de la masa de hielo sobre el volcán de unos 1,17 km3 equivalentes en agua. Se modelaron lahares que establecieron áreas de inundación y sectores probables a ser inundados, que afectarían principalmente a las ciudades de Pucón y Coñaripe. Los lahares modelados cubren un área máxima de 700 km2, estimando que cerca de 7.000 personas se verían directamente afectadas.

Tesis para optar al Grado de Magíster en Geografía / En el presente trabajo se determinan y analizan las características glaciológicas y su relación con el volcanismo en el volcán Tupungatito (33,4° S – 69,8° W; 5682 m snm), ubicado en la región metropolitana a unos ~80 km de la ciudad de Santiago. Como antecedente preliminar se trataría de un estratovolcán. Los datos obtenidos de radar permitirían identificar que se trata de una caldera con dos cuencas glaciares, cuyas lenguas glaciares se conocen como el glaciar Tupungatito y glaciar Azufre, dicha caldera evidencia estructuras morfológicas constructivas volcánicas generadas post-colapso. El Volcán Tupungatito tiene un área glaciar total de 16,95 km2. Se analizaron las variaciones recientes que han experimentado ambos glaciares desde 1956 al 2014, los análisis son realizados mediante fotografías aéreas HYCON e imágenes satelitales Landast TM, ETM+, OLI y ASTER. Se determinó que el glaciar Azufre presenta una tasa de retroceso de 44,31 m/año y el glaciar Tupungatito 5,17 m/año, adicionalmente se analizaron los cambios de elevación entre la topografía IGM y mediciones GPS geodésico en la caldera volcánica en los años 1956 y 2011, indicando una tasa de adelgazamiento de 19,1 ± 5 m. En los análisis se identifica en la zona de ablación del glaciar Tupungatito una avalancha volcánica/detrítica presente desde la década del 70 que correspondería más bien a los movimientos gravitacionales producto de la meteorización física que a la actividad volcánica reciente. Por lo tanto, las tendencias encontradas en los análisis realizados, corresponderían al aumento de la Tº a nivel planetario en respuesta al cambio climático, ya que no existe una correlación entre las erupciones y las características glaciológicas determinadas. Sin embargo, de acuerdo a lo impredecible de las magnitudes de las erupciones volcánicas y la amenaza que significa un volumen de hielo de este orden en una ciudad tan poblada como Santiago. Ante la ausencia de estudios geológicos previos que indiquen lahares antiguos se experimentan cuatro escenarios de flujos laháricos como consecuencia de una posible gran erupción. Dos escenarios como punto de inicio de erupción en el glaciar Azufre y dos escenarios como punto de inicio de erupción en el glaciar Tupungatito, los cuales fueron estimados con IEV <5 y modelados con el software LAHARZ. El escenario Nº1 y 3 indica como resultado un área de inundación de 153,54 y 140,66 km2 y fue estimado con volumen eq. agua inicial de 0,54 km3 . El escenario Nº2 y 4 indican como resultado un área de inundación de 39,55 y 37,08 km2 y fue estimado con volumen eq. agua inicial de 0,056 km3. Los escenarios Nº1 y 3 son que se evalúan como mayor amenaza para la región Metropolitana ya que podrían afectar la zona sur del gran Santiago.

Memoria para optar al título de Geógrafa / Los volcanes se caracterizan por poseer una capacidad destructiva más allá del sólo evento eruptivo. Esto debido a que el material liberado al momento de la erupción y depositado en las zonas cercanas al volcán, pueden ser movilizados por aguas en los drenajes cercanos, formando lahares antes y después de la erupción (DARNELL, 2010). El estudio considera un análisis de susceptibilidad de generación de lahares secundarios para la localidad de Coñaripe, la cual históricamente ha sufrido las consecuencias eruptivas del Volcán Villarrica, ya sea por lahares, caída de cenizas, flujos de lava, entre otros. La metodología aplicada se basa en una ponderación de factores, tomando como base metodológica trabajos de LARA (2007, para remociones en masa), y de BUCAREY (2018, para flujos de detritos). Los resultados indican que las áreas con mayor rango de susceptibilidad son las localizadas en las zonas altas de captación asociados principalmente a depósitos piroclásticos y lahares, estos últimos extendiéndose a lo largo de toda la zona, hasta las partes bajas de los valles, siguiendo la ruta de antiguos lahares, en cuyos ríos también se presenta materia aluvial para remover. / Volcanoes are characterized by having a destructive capacity beyond the eruptive event itself. This is because the material released at the time of the eruption and deposited in the areas near the volcano can be mobilized by water in the nearby drainage systems, forming lahars before and after the eruption (DARNELL, 2010) The study considers an analysis of the susceptibility of generations of secondary lahars for the locality of Coñaripe, which historically has suffered the eruptive consequences of the Villarrica Volcano, either by lahars, ash fall, or lava flows, among others. The methodology applied is based on a weighting of factors, taking works from LARA (2007, for mass removals), and from BUCAREY (2018, for debris flows), as a methodological basis. The results indicate that the areas with the greatest ranges of susceptibility are those located in the upper catchment areas associated mainly with pyroclastic deposits and lahars. The latter extends throughout the entire zone, to the lower parts of the valleys, following the route of ancient lahars, in whose rivers alluvial matter to be removed is also present.

Geólogo / El Complejo Volcánico Nevados de Chillán (36.9º S, 71.4º W), es un complejo estratovolcánico compuesto, ubicado en la Zona Volcánica Sur de los Andes. Las lavas eruptadas corresponden a dacitas y andesitas en ambientes subaéreos y subglaciares. Basado en el registro eruptivo histórico los principales peligros corresponden a: generación de coladas de lavas, conos piroclásticos parásitos con caída de tefra asociados y lahares. Los depósitos laháricos estudiados en el valle del río Chillán, corresponden a los más jóvenes estratigráficamente con un volumen estimado de 9.2x106 m3. Sus características incluyen un espesor máximo de al menos 1.5 m, bajo contenido de material fino, unimodal en la distribución de tamaños de clastos, amplia variedad litológica, matriz soportados y escasas estructuras sedimentarias. Los depósitos laháricos del valle del estero Renegado se diferencian en los depósitos del estero Shangri-La, Las Cabras y Renegado. Los dos últimos presentan características comunes, con espesores que alcanzan los 4 m, bimodalidad en la distribución de tamaños de clastos, amplia variedad litológica, matriz a clastos soportados y escasas estructuras sedimentarias. Los depósitos laháricos del estero Shangri-La abarcan casi por completo el valle Las Trancas, presentando estratigráficamente varias sucesiones separadas por paleosuelo e intercalaciones de depósitos de flujos piroclásticos centimétricas. Sus principales características incluyen un espesor máximo de 2 m, nulo contenido de arcillas, distribución granulométrica unimodal, una escasa variedad litológica, matriz soportados y abundantes estructuras sedimentarias como laminación paralela y cruzada, lentes y gradación de clastos. Se modelaron las zonas de inundación por flujos laháricos mediante dos programas computacionales: LAHARZ y MSF. En el modelo LAHARZ se simularon volúmenes que corresponden al máximo lahar posible, al más pequeño que inunda zonas pobladas y valores intermedios. En estas modelaciones se utilizaron como base tres Modelos de Elevación Digital (MED): uno topográficos con curvas de nivel cada 50 m, uno ASTER y uno SRTM. Este último entrego los mejores resultados en comparación a la distribución de los depósitos mapeados. Se concluye que los lahares del río Chillán se generaron por el derretimiento de nieve y hielo del Subcomplejo Cerro Blanco, arrastrando material morrénico cercano a la cumbre y clastos del basamento del valle, con un transporte de régimen laminar y una depositación en masa a acrecional. En cambio, los lahares que descendieron por el estero Shangri-La corresponden a flujos diluidos que removilizaron principalmente material piroclástico y presentan una depositación de carácter acrecional.

Geóloga / El principal objetivo de este trabajo es modelar los lahares que se generan en el flanco Norte del volcán Villarrica, por medio de los programas computacionales LAHARZ y RAMMS, los cuales están diseñados para reproducir los patrones de inundación de distintos tipos de flujo. Estos se calibraron con datos empíricos del volcán para el desarrollo de este estudio. Se eligió el Volcán Villarrica para este trabajo debido a que es uno de los volcanes más activos de Sudamérica, y se mantiene en constante monitoreo, por estar cerca de varias localidades, entre ellas Pucón, una ciudad turística de 33.000 habitantes. Esta ciudad se ubica sólo a 15 km del cráter del volcán y los principales cauces que se dirigen a las zonas aledañas son el río Turbio, el río Pedregoso y el estero Zanjón Seco. La metodología que se utilizó en este estudio fue el uso de varios escenarios de simulación, en los que se emplearon dos modelos de elevación de terreno topográficos, uno con curvas de nivel cada 30 m (baja resolución) y otro con curvas de nivel cada 10 (alta resolución). Los volúmenes que se consideraron para los lahares variaron entre 10x106 y 40x106 m3. Se utilizaron dos métodos de liberación del material de los lahares, uno consistente en la liberación del total del volumen en un único pulso, y el otro en la liberación de varios pulsos hasta alcanzar un volumen total determinado. Con este último método se va variando la topografía con cada nueva descarga. En las simulaciones realizadas en LAHARZ con varias oleadas por el estero Zanjón Seco, los flujos con volúmenes de más de 2.5x106 m3 alcanzan el flanco Este de la ciudad de Pucón. En contraste, en RAMMS los flujos con volúmenes superiores a 1.5 x106 m3 produjeron patrones similares. De este modo, en términos generales se observa que las simulaciones con pulsos en LAHARZ abarcan más áreas. En cambio, en las simulaciones realizadas en RAMMS no se ven diferencias entre las simulaciones con ambos métodos de descarga. Además, las áreas de inundación obtenidas con los mismos volúmenes en RAMMS son más extensas que las producidas con LAHARZ. Los resultados indican que los lahares de un volumen mayor o igual a 10x106 m3 presentan problemas (simulaciones incompletas o patrones segmentados) debido al gran volumen de información procesada, en especial dentro del DEM de alta resolución. Es por esto que para analizar lahares o flujos de volúmenes similares, no sería provechoso el uso de un DEM de mayor resolución. Finalmente, se obtiene del análisis de los modelos computacionales que las simulaciones que mejor aproximaron los patrones que han seguido los lahares históricamente, son las producidas en RAMMS. Si se comparan los resultados obtenidos con dicho programa y el mapa de peligros se puede notar que las áreas de peligro alto y muy alto son las mismas que determinan los resultados de las simulaciones con los volúmenes entre 10x106 y 20x106 m3. Además la ventaja que tiene este programa es que las ecuaciones de simulación involucran la física del flujo en estudio, por lo que se obtiene además información de las velocidades y alturas de ellos. Para el caso en estudio la máxima velocidad que alcanzarían los flujos es de 25 m/s, la altura de 25 m y el tiempo de llegada mínimo a la ciudad de Pucón sería de 43 minutos.

Geóloga / El estudio de los mecanismos de generación de lahares secundarios por infiltración de lluvias busca favorecer el desarrollo de herramientas que delimiten zonas de alto riesgo asociadas a un evento eruptivo. Los eventos ocurridos luego de la erupción del Volcán Chaitén (2008) provocaron la removilización de hasta 8 × 106 m3 de sedimento en forma de lahar secundario hiperconcentrado, gatillado por las lluvias intensas que siguieron a la erupción. En contraste con este escenario, la erupción del Complejo Fisural Puyehue-Cordón Caulle (2011), luego de las lluvias acontecidas en el sector siguiendo a la erupción, no ocurrieron flujos de tipo lahar secundario, lo que abrió una interrogante respecto a cuales fueron los mecanismos gatilladores, o las características físicas de los depósitos que determinaron la generación o no de este fenómeno en cada sector; dadas características eruptivas y climáticas muy similares. Para evaluar la generación de los deslizamientos necesarios para gatillar el fenómeno, basándose en los trabajos de Volentik et al. (2009) y Amigo (2013), se propone el modelo de Iverson (2000) de fallamiento gravitacional para depósitos saturados, que se expresa una ecuación de Factor de Seguridad [FS] que contempla la saturación de los depósitos por infiltración de lluvia. Los parámetros necesarios para utilizar esta ecuación, en lugar de obtenerse a través de estimaciones, serán calculados directamente a partir de muestras obtenidas de los depósitos en cuestión. La metodología escogida para medir los parámetros de ángulo de fricción interna [β] y cohesión [c] fue mediante ensayos de corte directo, donde los resultados fueron de 51.19° y 1300 [kg/m2], y de 40.2° y 1517 [kg/m2], para los casos Cordón Caulle y Volcán Chaitén, respectivamente. También fueron medidas otras características físicas, tales como la densidad, contenido de humedad, peso específico, granulometría y composición de las muestras. De manera paralela, se cruzaron los mapas de isópacas y de las pendientes de los sectores, para de esta manera, haciendo uso de los parámetros medidos, evaluar la ecuación del FS dentro del área asociada a los depósitos. Los resultados obtenidos en cuanto a mapas de susceptibilidad de deslizamiento, predicen las zonas de peligro para casos documentados de ocurrencia de deslizamiento, y posteriores flujos emplazados en las cuencas de drenaje aledañas a los centros volcánicos. Sin embargo, también muestran zonas de susceptibilidad para las cuales no ocurrieron deslizamientos ni flujos asociados. La utilidad de la herramienta para el caso de un episodio volcánico incipiente se restringe a delimitar áreas de susceptibilidad de generación de lahares secundarios por infiltración de lluvia, en caso de generarse el factor gatillante, que sería una intensidad determinada de precipitaciones en el sector, suficientes para producir la saturación parcial o total del depósito. Es importante mantener presentes las limitaciones del método, referidas principalmente a la estimación de las isópacas, y la obtención de parámetros físicos β, c e γs representativos. La permeabilidad y capacidad de infiltración de los depósitos, así como la presencia de vegetación e intensidad de las lluvias en las zonas de estudio son factores que igualmente determinan la generación de lahares secundarios, y que no están contemplados dentro del método. A pesar de las limitaciones asociadas, el estudio de los parámetros físicos en el marco de este estudio permite acercarse a una caracterización más certera del comportamiento de depósitos piroclásticos saturados en cuanto a la generación de deslizamientos y flujos.

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Geólogo / El Volcán Villarrica (39°25′12″S, 71°56′23″W, 2.847 msnm) es un estratovolcán del centro sur de Chile, desarrollado durante el Pleistoceno superior y el Holoceno, y que ha emitido productos principalmente de composición basáltica a andesítica basáltica. Sus más de 60 erupciones registradas desde 1558, lo convierten en uno de los volcanes más activos de Chile y Sudamérica, y su extensa cobertura glacial y nival, con un volumen equivalente en agua estimado en 2,7 km3, hacen que la generación de lahares o flujos de detritos volcánicos sea uno de los procesos más peligrosos para la zona aledaña al volcán. En este contexto se ubica la ciudad de Pucón, a cerca de 16 km del cráter, y que se encuentra rodeada por quebradas que drenan al Villarrica y que representan caminos para los flujos laháricos, como lo son la quebrada Zanjón Seco, el río Turbio y el Pedregoso. El presente trabajo realiza un análisis cuantitativo del riesgo de inundación por lahares para la comuna de Pucón; esto se logra por un lado, evaluando el peligro, mediante la utilización del modelo numérico Laharz, que simula las áreas inundadas en función del volumen inicial del flujo para distintos escenarios eruptivos, cada uno con una frecuencia esperada, y además incorporando criterios geológicos, hidrológicos y geomorfológicos; y por otro lado, evaluando la vulnerabilidad en base a 3 parámetros sociodemográficos como son (1) los grupos etarios y la proporción de discapacitados, (2) la densidad de población, y (3) el grado de escolaridad. Los resultados muestran que existen zonas bajo alto o muy alto riesgo, en los sectores de Quelhue, El Turbio, y el sector sureste del área urbana de Pucón. En cuanto a la metodología, dada las limitaciones del modelo numérico para evaluar el peligro, y a su alta sensibilidad frente al modelo de elevación digital (DEM), se propone una metodología combinada, basada en la cuantificación de las áreas de inundación entregadas por el modelo Laharz, y también en la interpretación geológica del lugar.

Geóloga / En este trabajo de memoria de título se estudiaron dos flujos de masa generados en el flanco norte del volcán Llaima (38°42'S) durante el ciclo eruptivo 2007 - 2009. El flujo Este superior se generó en enero del año 2008, el cual recorrió alrededor de 4 km, cruzando la ruta R-925-S Curacautín - Conguillio. Los depósitos que afloran poseen un volumen estimado de 250.000 m3. Se caracterizan por ser matriz-soportados con una cubierta clasto-soportada, presentan hasta 1,25 m de espesor, escasas estructuras sedimentarias, distribución bimodal de tamaño de clastos de la matriz, alto contenido de material fino, clastos primarios, bloques con fracturamiento prismático sin rastros de retrabajo, bloques con textura tipo "coliflor" y "corteza de pan". El flujo Oeste se originó en abril del 2009, recorriendo cerca de 7 km. Los últimos 5 km bordean las coladas de 1957 por su flanco este. Los depósitos del flujo poseen un volumen de depósitos calculado en cerca de 800.000 m3. Se caracterizan por ser también matriz-soportados con una cubierta clasto-soportada, y presentan hasta 1,4 m de espesor. Posee escasas estructuras sedimentarias, distribución bimodal y unimodal de tamaño de clastos de la matriz en su facies proximal y distal respectivamente, alto contenido de material fino, clastos primarios, bloques con fracturamiento prismático sin rastros de retrabajo en facies proximal y transicional, bloques con textura tipo "coliflor" y "corteza de pan". Se concluye que los flujos fueron gatillados por una interacción lava hielo/nieve, se postula una explosión freatomagmática secundaria inducida por deslizamiento. El flujo Este tendría un caudal máximo del orden de 260 m3/s, mientras que el flujo Oeste del orden de 800 - 1.000 m3/s y una velocidad máxima de 1,00 - 1,38 m/s. Los flujos habrían sido inicialmente híbridos, sin embargo el flujo Oeste habría evolucionado a un lahar tipo flujo de detritos y luego hiperconcentrado. Los regímenes fueron principalmente laminares con turbulencias de pequeña escala. La deposición de los flujos fue acrecional, en el caso del flujo Este además fue a altas temperaturas, mientras que en el flujo Oeste lo fue al menos hasta los 10 km de distancia al cráter. En este estudio se estudia en detalle por primera vez en los Andes del Sur un flujo híbrido, el cual puede representar un tipo distinto de peligro volcánico, por lo que es necesario la prosecución de estudios de flujos de este tipo en la zona, para mejorar el entendimiento acerca de la dinámica de éstos, y así sentar bases sólidas para su modelamiento, de modo de adoptar las medidas de mitigación que correspondan.

Geólogo / En el presente trabajo se evalúan y zonifican los peligros volcánicos del volcán Tacora. La investigación indica que el volcán Tacora tiene una historia eruptiva explosiva más reciente a la documentada, pues se encontró un depósito de flujo piroclástico estimado en edad menor a 20 ka. No se encontraron depósitos de caída piroclástica, por lo tanto, en la actualidad, presenta una baja probabilidad de tener una erupción explosiva de gran magnitud (VEI > 4). Para realizar la zonificación del peligro volcánico se modelaron los eventos volcánicos que se considera pueden causar mayor daño: lahares, flujos de densidad piroclástica, avalanchas volcánicas y caída de piroclastos, sobre la base de datos estadísticos globales y con diferentes metodologías apropiadas para cada caso. Para la modelación de flujos piroclásticos y avalanchas volcánicas se utilizó el método del cono de energía implementado a través del modelo computacional LAHARZ. Para modelar la caída piroclástica se utilizó el modelo Tephra2, al que se ingresaron datos de viento extraídos del National Oceanic and Atmospheric Administration (Re-análisis del NOAA), además de estimaciones de masa emitida en dos escenarios eruptivos y datos topográficos. La modelación de lahares señala que ante la eventual ocurrencia de este proceso volcánico y debido a la topografía del sector, las zonas que revisten mayor peligro se encuentran ubicadas hacia el NE y W del volcán, asociadas a las estaciones de mayor acumulación de nieve (invierno y verano). Según los resultados obtenidos, de producirse un evento explosivo, las zonas impactadas por los flujos piroclásticos y avalanchas volcánicas cubrirían un radio aproximado de 12 km siendo el sector N-NW el menos afectado, protegido por altos topográficos. La caída de piroclastos, dependiente de la dirección y velocidad del viento, afectaría mayoritariamente el sector Este del volcán en invierno, en otoño y en primavera, aunque no de forma tan clara en las dos últimas estaciones. En verano la caída de piroclastos podría afectar en todas las direcciones. Ante la instalación de una planta geotérmica se recomienda monitoreo de microsismicidad y de gases en fumarolas, levantar protecciones y construir canales para el desvío de posibles lahares.