SERVICIO NACIONAL

DE GEOLOGIA Y MINERIA

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EFECTOS GEOLÓGICOS DEL SISMO DEL 27 DE FEBRERO DE 2010: OBSERVACIONES EN LA CIUDAD DE LEBU, COSTA Y RÍO LEBU, PROVINCIA DE

ARAUCO, REGIÓN DEL BIOBÍO (INF-BIOBÍO-12) Fecha de observaciones : 13 de marzo de 2010 Asistencia solicitada por : Sr. Carlos González, Alcalde de la I. Municipalidad de Lebu Asistencia realizada por : Paul Duhart, Hugo Moreno, Daniel Páez y Alejandro Ramos ANTECEDENTES Una de las localidades del extremo sur de la Región del Biobío, adversamente afectada por el terremoto y tsunami de la madrugada del 27.02.10, fue la ciudad de Lebu y su entorno. Antes de la fecha de esta visita en terreno, SERNAGEOMIN realizó un sobrevuelo de reconocimiento en la Provincia de Arauco cuyas observaciones y recomendaciones se encuentran contenidas en el informe INF_BIO BÍO_05. Entre otros, y de manera preliminar, este informe destacaba, el alzamiento generalizado del borde costero y la ocurrencia de remociones en masa en las laderas del valle del río Lebu que obturaron, parcialmente, su cauce. Sin embargo, se desconocían los efectos del sismo principal en laderas de cerros y suelos de fundación. En consecuencia, fue realizada una visita en terreno el día 13 de marzo de 2010, que incluyó Lebu, un trayecto a lo largo del curso medio e inferior del río Lebu y la región costera norte de esta ciudad. OBSERVACIONES 1. Lebu De acuerdo a consultas realizadas al Sr. Alcalde, personal de la Dirección de Obras Municipales, el Concejal Sr. Cristián Peña y algunos pobladores, el movimiento sísmico habría detonado remociones en masa en el curso inferior-medio del río Lebu y deformaciones del terreno, consistentes en agrietamientos en el suelo, resultando algunas construcciones con daños estructurales producto del movimiento sísmico. En consecuencia, se solicitó a SERNAGEOMIN, asistencia técnica, especialmente los sectores poblados de los cerros Los Filtros, Hospital y La Cruz, además de las riberas norte y sur de la desembocadura y curso inferior-medio del río Lebu. También, se solicitó visitar los sectores de El Guindo, Pehuén y localidades costeras situadas al norte y sur de Lebu.

2Cerro Los Filtros Se visitó un deslizamiento ocurrido en el Cerro Los Filtros (UTM N 5.836.056; UTM E 618.613, Datum Prov. Sud 56), el cual habría sido detonado por condiciones de pluviosidad intensa en el invierno del año 2009. Efectivamente, se observó un deslizamiento de suelo de tipo traslacional hacia el oeste (Fig. 1), con un escarpe de colapso de dirección N-S de 20 m, aproximadamente. El escarpe de colapso manifestaba relación con un juego de grietas hacia el norte, también de dirección norte-sur, activadas por el sismo. Este juego de grietas, seguía la dirección del escarpe de la ladera y constituía un elemento que pone en peligro las viviendas situadas inmediatamente en el borde superior del escarpe. La presencia de colapsos anteriores y de una vertiente al pié del talud, constituyen argumentos y contribuyen, respectivamente, a un alto nivel de amenaza para las viviendas localizadas tanto en la parte alta como en los pies del escarpe. Además, el retroceso del escarpe implicará, en el corto plazo, un socavamiento de la base del pavimento. Existen algunas estructuras de protección de laderas como muros de contención y gaviones que en general han tenido buena respuesta, sin presentar deformaciones. Cerro Hospital Se visitó un sector con laderas de altas pendientes (50-60º) en el Cerro Hospital (UTM N 5.836.254; UTM E 618.556, Datum Prov. Sud 56), que exhibía agrietamientos en la parte alta de la ladera producto del sismo. Este juego de grietas, presentaba direcciones NW-SE y NE-SW, siguiendo la dirección curvada del escarpe de la ladera, con aberturas máximas de hasta 30 cm, aunque en promedio tenían entre 2 a 4 cm y se prolongaban por más de 100 m. Las altas pendientes y el agrietamiento presente en la parte alta de la ladera, son elementos que ponen en peligro a los moradores y viviendas situadas inmediatamente en borde inferior del escarpe. Un bloque de orden métrico, afectado por agrietamiento, presentaba una evidente amenaza de colapso (Fig. 2). Cerro La Cruz Se visitó la parte alta del Cerro La Cruz (Fig. 3), donde se verificó la existencia de un juego de grietas (UTM N 5.836.472; UTM E 619.268, Datum Prov. Sud 56) de orientación aproximada E-W, las cuales exhibían aberturas máximas de entre 6 y 10 cm, aunque en promedio tenían entre 1 y 4 cm. Este juego de grietas se prolongaba hacia el oeste en 100 m aproximadamente, aunque con aberturas menores (1 a 2 cm) y, aunque provocan algunas deformaciones y daños, no afectaban en forma significativa a las viviendas ubicadas en sus inmediaciones. Ribera Norte y Sur del Río Lebu en el Área Urbana (Borderío) Numerosas grietas se originaron en ambas riberas del río Lebu, algunas con aberturas métricas y, en general, con dirección paralela al curso del río. El área afectada correspondía, principalmente, a aquella constituida por material de relleno (gravas, arenas y residuos mineros), de baja compactación y sobre un sustrato de arenas fluviales del río Lebu. De cesta forma, resultaron con destrucción parcial a total el muro de contención del río Lebu, el área portuaria y el muelle de pesca artesanal. También, en su ribera sur resultaron con fuertes daños, parciales o totales, algunas viviendas, aceras y pavimentos de hormigón, el Salón de Eventos Costanera, la Multicancha (Fig. 4), la Plaza Auditorio y el Complejo Gastronómico, entre otros.

3Tsunami Parte importante de los daños en la ciudad de Lebu ocurrieron debido al tsunami, en la madrugada del día 27.02.10 y en condiciones relativamente favorables tendientes a la bajamar, cuyas olas se adentraron a través de la desembocadura del río Lebu. Según relatos, una ola principal ocurrida, aproximadamente, a las 04:00 A.M., con una altura estimada en 5 m, proveniente del N-NW, habría impactado el muelle localizado en la desembocadura sur del río Lebu, traspasándolo levemente, y alcanzando hasta los cerros de Punta Tucapel. Esta ola, remontó aguas arriba del río, aunque con una altura estimada en 5 m, la cual, afortunadamente, no alcanzó sectores poblados. La ola principal se internó, poco más de 3 km aguas arriba, resultando severamente dañadas y/o varadas un centenar de embarcaciones de pescadores artesanales (Fig. 5), las cuales se encontraban en su lecho. 2. Curso Inferior-Medio del Río Lebu A lo largo de la ribera sur del río se recorrió un camino que accede a la Mina de carbón Lebu y continúa hacia la localidad de Curico. En el sector del puente El Arc Nº 2 UTM E 625.093 y N 5.836.724, DATUM PSA 56 (Pto. 1; Fig. 14 imagen Google Earth) se observó un deslizamiento del terraplén del camino hacia el río (Fig. 6) y en ambos márgenes remociones compuestas rotacionales y traslacionales con abundantes árboles y matorrales, los cuales se adentraban en el río reduciendo el ancho de su cauce (Fig. 7). Esta situación pero a gran escala se observó en el Pto. 2 UTM E 625.614 y N 5.837.935; UTM E 625.495 y N 5.837.991 (Fig. 14) donde remociones con movimientos rotacionales y traslacionales, a lo largo de 300 m, redujeron el cauce del río, localmente, hasta solo 3 m de ancho, considerando que su cauce anterior era de 15 a 30 m de ancho, con un promedio de 25 m (Figs. 8, 9, 10 y 11). Según datos de pobladores, en ese lugar las crecidas en invierno alcanzan hasta 10 m de altura sobre el nivel actual del río. Unos 200 m aguas arriba en el sector de ex la Planta de Agua El Desvío UTM E 625.774 y N 5.837.692 (Pto. 3; Fig. 14) se observó la misma situación en ambos lados del río. En el puente del sector de Curico UTM E 629.150 y N 5.836.050 (Pto. 4), en ambas márgenes del río continuaban las remociones rotacionales y traslacionales reduciendo el cauce del río (Fig. 12). El sobrevuelo efectuado para el INF-BIOBÍO-05 destacó las remociones compuestas en ambas márgenes del río en más de 1 km de longitud. Finalmente, en el sector del Pto. 5 UTM E 630.200 y N 5.839.225 (Fig. 14) se observó la misma situación de remociones rotacionales y traslacionales, donde incluso grandes álamos cayeron al río (Fig. 13). Se recorrieron 14 km del río y, al parecer, la situación es similar a lo largo de todo su cauce. 3. Alzamiento Generalizado del Borde Costero Al igual que lo ocurrido en el terremoto del año 1960, el sismo principal del 27.02.10 generó un alzamiento generalizado del borde costero. El terremoto del año 1960 produjo un alzamiento estimado de 2 m. Mediciones efectuadas el día 13.03.10 en las cercanías de Punta Tucapel (Fig. 15), en condiciones de marea baja, revelaron un alzamiento mínimo de 1,5 m asociado con el sismo principal del 27.02.10. Este alzamiento generó un retroceso de las líneas de marea, con el consecuente aumento del área de playas (Fig. 16) y alzamiento de nivel base de los ríos, entre otros el río Lebu (Fig 5). También, tanto hacia el norte como hacia el sur de la costa de Lebu, quedaron expuestos extensos afloramientos de rocas sedimentarias subhorizontales

4formando una plataforma, con la aparición de nuevos roqueríos e islotes en el sector de Millongue (Figs. 17 y 18). 4. Cerretera Lebu-Arauco (Ruta P-30), Sector El Guindo Inmediatamente al norte de Lebu, en la localidad de El Guindo, se informó que un tramo del camino Lebu-Arauco presenta, históricamente, problemas de inestabilidad. Efectivamente, en un tramo de 200 m se observaron, remociones de suelo y roca, activas, que desestabilizan el camino. La roca basal consiste en una roca sedimentaria, limo-arcillosa, con contenido de fósiles marinos, altamente fisible y fuertemente fracturada. Fue posible observar, en muestras de mano del material removido, la existencia de planos de falla estriados, aunque debido a las remociones en masa no fue posible determinar su dirección ni cinemática. Sin embargo, la dirección de la zona de deformación, permite inferir una traza de falla que atraviesa el camino en una dirección NE-SW, debilitando la base y el talud del corte del camino. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES De acuerdo a lo observado en la localidad, se estima que la intensidad del sismo en la escala de Mercalli había sido entre VII y VIII, mientras que el tsunami asociado habría alcanzado una intensidad III a IV de acuerdo con la escala modificada de Sieberg y adoptada por el Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada (SHOA). Los impactos económicos, se han expresado, básicamente, en la destrucción del área de borderío, en daños severos y/o varamiento de embarcaciones de pescadores artesanales y pérdida total de su capacidad productiva. El área costera reconocida presenta efectos geológicos-estructurales significativos, principalmente, su alzamiento generalizado, que ha resultado en una disminución drástica del nivel del mar y cambio en el nivel base del río en más de 1,50 m, con el consecuente varamiento de embarcaciones. Sin embargo, los suelos de fundación, en rocas sedimentarias, no presentan efectos geológicos adversos significativos asociados con el sismo del 27.02.10, aunque los rellenos artificiales del área de borderío resultaron severamente agrietados y, consecuentemente, sus construcciones asociadas con daños parciales a totales. La situación del cauce inferior y medio del río Lebu es muy complejo debido a las continuas remociones compuestas rotacionales y traslacionales en ambas márgenes del río, prácticamente, a lo largo de 14 km. El peligro latente ocurrirá cuando se produzcan lluvias con las consecuentes crecidas, no solo del río sino de sus afluentes que también sufrieron una reducción de sus cauces. • Erradicación de las viviendas cercanas al deslizamiento del Cerro Los Filtros, tanto en la parte alta y pié de ladera. Según conversaciones con el Director de Obras de Lebu, esta medida ya está siendo implementada. • Un caso complejo lo constituye una vivienda localizada en el pie norte de la ladera, debido a la empinada pendiente y una calle con carpeta de hormigón en su parte superior. Se recomienda reforzar el sistema de gaviones para su protección, evaluar el cambio de trazado o inhabilitación de la calle Claudio Matte, en la parte superior de la ladera y monitoreo permanente de movimiento con sistema de estacas. En caso de verificar movimientos relativos se recomienda su erradicación. • Erradicar las viviendas mas próximas al pie del escarpe estudiado del Cerro Hospital o bien trasladadas lo mas cercano a su calle frontal. Sistemas de gaviones

5para contener remociones de pequeño volumen son una medida efectiva que debería implementarse para la protección de viviendas. • Se recomienda la remoción mecánica del bloque colgante individualizado y en evidente peligro de colapso. • Las viviendas del Cerro La Cruz no presentan daños severos en su estructura producto del agrietamiento del suelo. Sin embargo, se recomienda un monitoreo de sus aberturas y, en caso de ser activas, considerar un estudio de detalle para evaluar eventuales erradicaciones. • Con relación a las remociones compuestas en el río Lebu, la única recomendación es retirar los árboles mayores del cauce e intentar ensancharlo para evitar una obstrucción mayor al irse acumulando el material y los árboles, lo cual podría producir avalanchas hacia Lebu. El trabajo se considera titánico pero no se visualiza otra solución para mitigar los efectos de una crecida. • En consecuencia, se recomienda un sobrevuelo a lo largo de todo el cauce y afluentes principales del río Lebu para evaluar las reales dimensiones del problema. • Para el sector de El Guindo, donde una zona de falla geológica atraviesa un tramo de la carretera, se recomienda un estudio geológico-estructural de detalle, que permita sugerir alternativas para su diseño. • Con relación al curso inferior del río Lebu, se recomienda dragar un canal de, a lo menos, 2,5 m de profundidad y de 1,6 km de largo desde la desembocadura hasta el puente principal. De igual forma se recomienda construir un espigón paralelo al actual unos 50 m más al norte en la desembocadura. Ambas operaciones debe ser evaluadas por ingenieros, constructores y supervisadas por la DOH y la DOP del MOP. • Al igual que en otras zonas costeras, es necesario generar una zonificación del peligro geológico que permita establecer medidas de mitigación adecuadas y definitivas para la reducción del riesgo. Esto incluye monitoreo, alerta temprana, planes de evacuación y planificación del territorio. Fig. 1. Fotografía de deslizamiento en área del Cerro Los Filtros. La flecha indica sentido del deslizamiento. Las viviendas localizadas al pié del escarpe se encuentran en proceso de abandono.

6 Fig. 2. Fotografía de grietas localizadas en la parte superior del escarpe en área del Cerro Hospital. La línea punteada indica dirección de las grietas. Fig. 3. Fotografía de detalle de juego de grietas con aberturas de hasta 4 cm, que atraviesan la parte superior del Cerro La Cruz.

7 Fig. 4. Fotografía de la Multicancha en el área de borderío, mostrando un juego de grietas paralelas a la costanera, desarrolladas tanto en el material de relleno como en la carpeta asfáltica de la multicancha, con aberturas de entre 40 y 50 cm. Fig.5. Fotografía del Puente Lebu, mostrando embarcaciones de pescadores artesanales varadas en el lecho del río. La embarcación del centro (621), al ser arrastrada por el tsunami e impactar en el puente resultó con la cabina de mando totalmente destruida. Las flechas rojas indican el antiguo nivel mínimo del río Lebu, hoy a 1,5 m sobre el nivel actual.

8 Fig. 6. Juego de grietas y deslizamiento del terraplén del camino en el Puente El Arc Nº 2 (Pto. 1) hacia el río (a la izquierda de la fotografía). Fig. 7. En ambos márgenes del río a la altura del puente El Arc Nº 2, se observan remociones compuestas rotacionales y traslacionales con abundantes árboles y matorrales, los cuales se adentraban en el río reduciendo el ancho de su cauce.

9 Fig. 8. Remociones compuestas con movimientos rotacionales y traslacionales redujeron el cauce del río a lo largo de 300 m, localmente, hasta solo 3 m de ancho, considerando que su cauce anterior era de 15 a 30 m de ancho, con un promedio de 25 m (Pto. 2).

Fig. 9 Remociones compuestas en el Pto. 2.

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Fig. 10. Remociones compuestas en el Pto. 2.

Fig. 11. Remociones compuestas en el Pto. 2.

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Fig. 12. En el puente sector Curico (Pto. 4), en ambas márgenes del río continuaban las remociones rotacionales y traslacionales reduciendo el cauce del río. Fig. 13. En el sector Las Corrientes (Pto. 5), en ambas márgenes del río continuaban las remociones rotacionales y traslacionales reduciendo su cauce y además un álamo cayó completo sobre él.

12 Fig. 14. Imagen del Google Earth que muestra en círculos amarillos los puntos visitados en terreno y en un círculo blanco una observación aérea del Inf-BIOBÍO-05, donde a lo largo de la curva del río y en una longitud de 1 km se observaron remociones en ambos márgenes. Fig. 15. Mediciones efectuadas en las cercanías de Punta Tucapel, en condiciones de marea baja, revelaron un alzamiento mínimo de 1,5 m asociado con el sismo principal del 27.02.10.

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13 Fig. 16. El alzamiento de la costa generó un retroceso de las líneas de marea, con el consecuente aumento del área de playas. La Costanera de Lebu y su principal playa mostrando el nivel antiguo de mareas (flecha amarilla) y el nivel actual (flecha roja). Fig. 17. Sector de Millongue, hacia el norte de la costa de Lebu, quedaron expuestos extensos afloramientos de rocas sedimentarias subhorizontales formando una plataforma, con la aparición de nuevos requeríos e islotes.

14 Fig. 18. Sector de Millongue, los afloramientos de rocas sedimentarias de la Formación Millongue formaron una plataforma y la aparición de nuevos requeríos e islotes. PD/HM/DP/AR SERNAGEOMIN 15.03.10