Riesgos naturales en la zona costera: tsunamis y cambio climático contemporáneo

Manuel Contreras LópezDecano Facultad de Ingeniería

Universidad de Playa AnchaE-mail: manuel.contreras@upla.cl

Antecedentes

Densidad de información publicada se

concentra en la VIII región

• Lugar (67% procesado)– Región

• Localidad– Bahías

– Playas

– Cabos

– Islas

• Área

• Sitios Extranjeros

• Laboratorio

1.1

3.8

6.7

4.1

5.4

13.8

1.8

2.0

0.6

0.7

26.2

1.2

8.3

16.5

4.6

2.7

0.5

XV

I

II

III

IV

V

A. Juan Fernández

I. Pascua

VI

VII

VIII

IX

XIV

X

XI

XII

Antártica

Porcentaje Localidades Estudiadas (1981 – 2012)

TAXONOMÍA DE LAS CIENCIAS DEL MAR EN CHILE A PARTIR DE UN ANÁLISIS DE

INFORMACIÓN GRIS (LIBROS RESÚMENES CONGRESOS 1981 - 2013)

Efectos del Tsunami

• Terremoto / Tsunami del 27 de febrero de 2010– 181 víctimas fatales por el tsunami (de 521)

– 17’000 viviendas destruidas

– 3’000 embarcaciones dañadas

– 16 puntos de carreteras socavadas

– 41 estructuras costeras mayores destruidas

Programa / Objetivos

• Conceptos: – Riesgos Naturales: Amenazas y Vulnerabilidades– Zona Costera

• Tsunamis (27F)– Región de Valparaíso Continental (El Yali, Llolleo)– Archipiélago Juan Fernández

• Cambio y Variabilidad Climática– Alza del Nivel del Mar– Oleaje

• Algunas conclusiones– El Yali Laboratorio Natural

Reflexión: Tendemos a darle la espalda al mar …

• Terremoto 2010

– Uno de los 10 más intensos registrados

– 80% población

– 10mil edificios afectados, menos de 10 fallaron

– Razón: estricta norma sísmica

• Tsunami 2010 – Tsunami pequeño

• 2 (m) run-up

• 80 (m) intrusión

– 10% de las viviendas

– 1/3 víctimas • Pescadores

artesanales no afectados

• Turistas si afectados

Desigualdad Disponibilidad Datos Tierra - Mar

Otros ejemplos

• “Borde Costero” / Zona Costera

• Alimentación

• Energía

• Emplazamientos en la zona costera

• Actividades en la zona costera

¿QUÉ MEDIR?POST TSUNAMI SURVEY

Inundación – Intrusión Máxima

¿Altura de la Ola? Máximo nivel de Inundación

Run – Up (elevación final)

Resultados Estudios de Campo

Publicado (Diciembre 2011)Pure and Applied Geophysics Nº168(12): 1989-2010

MAXIMO NIVEL

DEL AGUA

SPLASH

Riesgos en la Zona Costera

Riesgos en la Zona Costera

Tsunamis en Chile

Tsunamis de Campo

Lejano

Tsunamis de Campo

Cercano

Tsunamis con gran capacidad destructiva (en Chile)

• Período de Recurrencia de 50 años

• Tsunamis menores cada 7 años (Aysén 2007)

Localidad Fecha Valparaiso 8 de julio 1730

Concepcion 20 de agosto 1835

Tocopilla 13 de agosto 1868

Arica 9 de mayo 1877

Copiapo 10 de noviembre 1922

Valdivia 22 de mayo 1960

Concepcion 27 de febrero 2010

Antecedentes Tsunami27 de febrero de 2010

Las condiciones para que se genere un tsunami son:

– Ruptura ubicada en el

subsuelo marino o en la

costa.

– Magnitud igual o superior

a 7,0 en la escala de

Richter.

– Foco del sismo ubicado

a menos de 60 [km] de

profundidad.

27/02/2010

ZONA AFECTADA

80% de la población

Micro Tsunami 25/03/2012

Mw = 6.8

Tsunami Sumatra – Andaman 2004

Constitución 27/02/2010, Fotografías Edgardo Villavicencio (Terra)

ARICA

+

AR

RIB

O E

ST

IMA

DO

Hmax=2,1[m]

JUAN FERNANDEZ

SIS

MO

3:3

4 A

M

AR

RIB

O E

ST

IMA

DO

FALLO DEL

INSTRUMENTO

TALCAHUANO

-

SIS

MO

3:3

4 A

M

AR

RIB

O E

ST

IMA

DO

FALLO DEL

INSTRUMENTO

ATAQUE DEL

TSUNAMI

27/02/2010

TERREMOTO

3:34 AM

Talcahuano (39º S)

Estas estimaciones son

válidas antes del

terremoto 27/02/2010Nivel del Mar Talcahuano (Febrero - Marzo 2010)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

1 1296 2591 3886 5181 6476 7771 9066 10361 11656 12951 14246 15541 16836 18131 19426 20721 22016 23311 24606 25901 27196

tiempo (horas)

Alt

ura

(m

)

Mareógrafo Puerto Valparaíso

Mataquito

Impacto del Tsunami 2010 en el río Mataquito

RIO MATAQUITO, CHILE

Antes del Tsunami

2010 – Después del Tsunami (3 meses)

2011 – 18 meses después del tsunami

2013

Caleta Mostazal, Santo Domingo

Área de Inundación

Reserva NacionalEl Yali

Borde de la laguna antiguo

Laguna Albúfera(post-Tsunami)

Playa de Arena <1 ha Duna 0 ha Humedal <1 ha Matorral Costero= dead

Línea de la ola

Impactos ambientales en la Albufera

asociados al Tsunami Chile 2010

Residuos Sólidos depositados por el tsunami 27F en El Yali

Composición (%) de residuos sólidos recolectados post Tsunami en la R.N. El Yali

(Total recolectado: 3,0 [ton] en 30 ha)

El Yali

Marzo 2009 Marzo 2010

Albufera antes del tsunami 2010

Área Inundación El Yali, 2010

El Yali

Segementación de la laguna costeraDespués del Tsunami 2010

Segmentación laguna costera

Albufera

Abril 2007

Abril 2011

Estero El Yali

Estero El Yali

Laguna Norte

1 km

1 km

Segmentación laguna costera

Río Rapel (Represado desde 1958) y contribución de sedimentos

Terremoto y Tsunami 27F

• En el s. XX El Yali ha sido impactado por 11 tsunamis:– 1906 C: 2.5 [m]– 1928 C: 1.5 [m]– 1946 L: 1.5 [m] – 1952 L: 1.0 [m]– 1957 L: 1.0 [m]– 1960 C: 1.5 [m]– 1964 L: 2.2 [m]– 1971 C: 1.2 [m]– 1985 C: 3.5 [m]– 2010 C: 5.2 [m] *– 2011 L: 1.0 [m] *

Tráfico en la Playa y Terreno Playa

Efectos sobre avifauna del Tráfico en la Playa y Terreno Playa El Yali /

Tsunami 27F

La conservación de poblaciones de una alta variedad de especies… (DE N°41/1996)

Tsunami 27F-2010 Tráfico

Fuente: censos mensuales CONAF

El Yali – Laboratorio Natural

• 2010 – “Post Tsunami Survey Chile 2010” (NSF RAPID award CMMI-1034886: UCHILE, UTSM, PUC, UV, UPLA)

• 2011 – “Efectos del Tsunami 27/02 sobre los equilibrios morfodinámicosde la Laguna Albufera (33º45’36’’S; 71º 44’ 21’’W) en la Reserva Nacional El Yali” (DGI-UPLA ING/03-11)

• 2012/13 – “Efectos Locales de Cambio Climático en la Zona Costera de la Región de Valparaíso – Chile y la Provincia de Manabí - Ecuador: Evaluación de la alteración de playas y litoral costero” (DGI-UPLA ING 01/1213)

• 2013 – “Formulación del Plan de Restauración Ecológica como mecanismo de adaptación al Cambio Climático en la Reserva Nacional El Yali (región de Valparaíso)” (Agencia de Parques de Canadá) – Fase I

• 2013 – “Ejecución Temprana de Restauración Ecológica y un Sistema de Alerta Ambiental como Mecanismo de Adaptación al Cambio Climático en la Reserva Nacional El Yali, Región de Valparaíso” (MMA) – Fase II

• 2014 – Fase III?

Resaca

(Backwash)

IMPACTOS SOBRE LA MORFOLOGÍA Y LOS ECOSISTEMAS MARINOS

DAÑOS PROVOCADOS POR EL TSUNAMI (Suelo

Fondo Marino en A. Juan Fernández)

DAÑOS PROVOCADOS

POR EL TSUNAMI (A. Juan Fernández)

Contaminación

NIVEL DE 8 [m] ALCANZADO POR EL TSUNAMI

MIRA TOTOPGRAFICA DE 5 [m] DE LONGITUD

COTA MAXIMA = +20 [m]

Corral

+

SIS

MO

3:3

4 A

M

AR

RIB

O E

ST

IMA

DO

Hmax=3,0[m]

Japón 2011

Chile 2010

Los tsunamis remontan ríos y estuarios ….

PÉRDIDA DE LÍNEAS DE VIDA

RUTA AL NORTE DE CONSTITUCIÓN, CHILE

DAÑOS PROVOCADOS

POR EL TSUNAMI (La Pesca - Duaó)

DAÑOS PROVOCADOS

POR EL TSUNAMI (Iloca)

Constitución, desembocadura del Maule (2009)

Constitución, desembocadura del Maule (2010)

Estero Iloca (2009)

Estero Iloca (2010)

HORMIGON ARMADOBuena resistencia ante el tsunami

ADOBEResistencia débil el tsunami

MADERAMala resistencia menos que se utilicen

viviendas con tipología de palafito

Tipos de obra

COTA MÁXIMA DE INUNDACIÓNLLO-LLEO, SAN ANTONIO

Llolleo, San Antonio168 cabañas destruidas

http://www.munivalpo.cl/transparencia/archivos/plan_desarrollo_comunal/PLADECO.pdf

Página 26

Cambio Climático

Conceptos

Cambio Climático

Aumento Temperatura

Global

Efecto Gases Invernadero

Origen Humano

Origen Natural

Variabilidad Climática

Fenómeno El Niño

Origen Humano

Origen Natural

Tasas de cambio del NMM por latitud y longitud

Contreras & Winckler(2009)

Contreras (2010)

Contreras et al. (2011)

Contreras et al. (2012)

Litoral de Chile

Pastor (2013)

Contreras (2013)

Pacífico Sur Oriental (Chile, Perú, Ecuador, Colombia)

+3.21

-1.22

+1.34

Datos Disponibles:

Mareógrafos

Nivel del Mar instantáneo

cada una hora

Estaciones y Extensión de Registro

Extraído y Adaptado de www.shoa.cl

Resultados Arica (18º28’S)

ARICA

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

1950

1951

1952

1953

1954

1955

1956

1957

1958

1959

1960

1961

1962

1963

1964

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Alt

ura

de

ma

rea (

mm

)

máximo

promedio

L_inferior

L_superior

Lineal (promedio)

Lineal (máximo)

Descenso NMM

Resultados Antofagasta (23º39’S)

ANTOFAGASTA

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

1945

1946

1947

1948

1949

1950

1951

1952

1953

1954

1955

1956

1957

1958

1959

1960

1961

1962

1963

1964

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Alt

ura

de

ma

rea (

mm

)

máximo

promedio

L_inferior

L_superior

Lineal (promedio)

Lineal (máximo)

Descenso NMM

Resultados Caldera (27ºS)

CALDERA

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

1950

1951

1952

1953

1954

1955

1956

1957

1958

1959

1960

1961

1962

1963

1964

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

Alt

ura

de

ma

rea (

mm

)

máximo

media

L_inferior

L_superior

Lineal (media)

Lineal (máximo)

Ascenso NMM

Resultados I. Pascua (27ºS)

ISLA DE PASCUA

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

1957

1958

1959

1960

1961

1962

1963

1964

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Alt

ura

de

ma

rea (

mm

)

max

media

L_inferior

L_superior

Lineal (media)

Lineal (max)

Ascenso NMM

Resultados Valparaíso (33º S)

VALPARAISO

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

1944

1945

1946

1947

1948

1949

1950

1951

1952

1953

1954

1955

1956

1957

1958

1959

1960

1961

1962

1963

1964

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Alt

ura

de

ma

rea (

mm

)

máximo

media

L_inferior

L_superior

Lineal(máximo)

Lineal (media)

Resultados no son concluyentes

… (por la pérdida de casi una

década de datos)

Talcahuano (39º S)

TALCAHUANO

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

1949

1950

1951

1952

1953

1954

1955

1956

1957

1958

1959

1960

1961

1962

1963

1964

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Alt

ura

de

ma

rea (

mm

)

máximo

promedio

L_inferior

L_superior

Lineal (promedio)

Lineal (máximo )

Ascenso NMM

Puerto Williams (55º S)

PUERTO WILLIAMS

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

1964

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

Alt

ura

de

ma

rea (

mm

)

máximo

media

L_inferior

L_superior

Lineal (máximo)

Lineal (media)

Ascenso NMM, significativo

sólo en la última década

Baltra

Esmeraldas

La Libertad

Manta

Puerto Nuevo

Mareógrafos en Ecuador

Explicaciones Isostáticas

Actividad Sísmica y Procesos

Tectónicos en el Norte de

Chile

Posible Rebote Isostático

(similar a Fennoscandia) en

el Sur de Chile

Movimientos Isostáticos

36

Nivel del Mar Talcahuano (Febrero - Marzo 2010)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

1 1296 2591 3886 5181 6476 7771 9066 10361 11656 12951 14246 15541 16836 18131 19426 20721 22016 23311 24606 25901 27196

tiempo (horas)

Alt

ura

(m

)

Nivel Medio del Mar no es constante (variaciones últimos 20.000 años)

De forma anormal, el nivel medio del mar ha permanecido constante los últimos 6000 años

Pleistoceno y Holoceno (indiferenciado) Formación La Cueva (Plioceno) Formación Rapel (Plioceno) Formación Licancheu (Plioceno) Formación Navidad (Mioceno superior - Plioceno Inferior) Eoceno marino Cretácico Superior marino Basamento ígneo y metamórfico (indiferenciado)

Falla inversa

Laguna La Matanza

Laguna Colejuda

Encinas et al. (2006)Formación Navidad

Levantamiento Topográfico: Laguna Matanza a 8.5 [m] sobre el NMM

Laguna Matanzas 3000 años atrás

A) Hace 14.000 años

B) Hace 3.000 años

Secuencia formación lagunas (naturales) humedal El Yali

Desembocadura Estuario

Albufera

Laguna interiorCaudal Mareas Olas

ENOS

Material Sedimentable

Viento

Duna

Terremoto

Oleaje

• Olas = Ondas Generadas por viento

Ejemplo de un modelo y simulación del cambio del nivel del mar en las costas de Chile

Viernes 20/08/2010El surfista Francisco Gana

asegura que "nunca vi olas tan

grandes"

ARICA, agosto 20.- Francisco

Gana lleva 24 años desafiando

las olas, pero ayer quedó con la

boca abierta. El inédito

fenómeno que azota a las costas

chilenas hizo que con más

ansias que nunca llegará hasta

las playas de Arica a correr olas.

Publicado 09:10 h. 20-08-2010

Surfistas aprovechan violentas

marejadas para correr olas de

hasta 15 metros

Swell Playa Ancha 18/08/2010

Eventos extremos … no solo

tsunamis

MAREJADA 18 – 22 DE AGOSTO 2010

Hindcast NOAA: Campo de viento y oleaje de 8 a 9 metros arribando al litoral (swell del sur)

El Yali

Marejadas inusualmente altas en el litoral de la Región (03/07/2013)

Pronóstico

Advertencias a la Navegación

Hindcast NOAA: Campo de viento y oleaje de 8 a 9 metros arribando al litoral (swell del sur)

El Yali

Noticias de Prensa

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Mareas en San Antonio (SHOA)

• La marejada arribo en la hora de más alta marea, aunque fue en un período de cuadratura

Sicigia más importante en 5 años

Cuadratura en rangos normales

Año 2010

• Se necesitaba: marejada + marea alta en sicigia … fueron olas de 6 metros y no de 8

Reserva Nacional El Yali

El mar ingresó 300 metros a la RN

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Altura Significativa del Oleaje, Valparaíso – Chile Central

Dirección del Oleaje, Valparaíso – Chile Central

Altura Significativa del Oleaje, Galápagos

Dirección del Oleaje,Galápagos

Valparaíso (1957 – 2013)

Galápagos (1957 – 2013)

Origen del Mar de fondo en la costa de Chile¿Cómo es en Ecuador?

Cambios en la dirección del Oleaje

Contreras & Cevallos (2014)

Ecuador

• Cambios en la dirección incidente del swelldel sur

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m]Valparaíso

Península Antártica

Efectos sobre Playa Santo Domingo

Conclusiones / Reflexiones

• Tsunamis & Mega-Terremotos

– Educación / Formación

– Prevención / Planificación / Ordenamiento Territorial

• Alza del Nivel Medio del Mar

• Marejadas

– Oportunidades