TTE149

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE TEMUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE GEOLOGÍA

ANÁLISIS DE SUSCEPTIBILIDAD DE REMOCIONES EN MASA EN LA LOCALIDAD DE QUEULE, COMUNA DE TOLTÉN, REGIÓN DE LA ARAUCANÍA.

Trabajo de Título para Optar al Título de Geóloga

NATALIA SCARLETT MARIQUEO NAVARRO

Temuco, 2022

Comisión Examinadora

Este Examen de Título ha sido realizado en el Departamento de Obras Civiles y Geología de la Facultad de Ingeniería

_____________________________________________

Dra. Inés María Rodríguez Araneda

MINISTRO DE FE

Geóloga

Departamento de Obras Civiles y Geología

Universidad Católica de Temuco

_____________________________________________

Dra. Elisa Leonor Ramírez Sánchez

PROFESOR GUÍA

Geóloga

Departamento de Obras Civiles y Geología

Universidad Católica de Temuco

_____________________________________________

Paulina Victoria Mejías Osorio

PROFESOR CO-GUÍA

Geóloga

Departamento de Obras Civiles y Geología

Universidad Católica de Temuco

_____________________________________________

Dra. Katherine Gabriela Hermosilla Palma

PROFESOR INFORMANTE

Bióloga

Laboratorio de Planificación Territorial

Universidad Católica de Temuco

ÍNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN

CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN …………………………………………..…………………………………………………………………. 1 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA........................................................................................ 1 1.2 HIPÓTESIS............................................................................................................................ 3 1.3 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................. 3 1.3.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS................................................................................................... 4 1.4 ÁREA DE ESTUDIO................................................................................................................ 4 1.4.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES ......................................................................................... 4 1.4.2 MARCO GEOLÓGICO ........................................................................................................ 6 1.4.2.1 GEOLOGÍA LOCAL............................................................................................................. 6 1.4.2.2 TECTÓNICA ...................................................................................................................... 9 1.4.1.3 GEOMORFOLOGÍA ........................................................................................................... 9 1.4.3 ANTECEDENTES PREVIOS ............................................................................................... 11 CAPITULO 2: MARCO TEÓRICO ………………………………………………………………………..……………………………….. 16 2.1 REMOCIONES EN MASA (REM)........................................................................................... 16 2.1.1 CLASIFICACIÓN DE REMOCIONES EN MASA ...................................................................... 19 2.1.2 FACTORES CONDICIONANTES ........................................................................................... 19 2.1.3 FACTORES DESENCADENANTES ........................................................................................ 21 2.2 ANÁLISIS DE RIESGOS .............................................................................................................. 22 2.2.1 GESTIÓN DE RIESGO DE DESASTRE Y LEY N°21.364............................................................ 25 2.3 ANÁLISIS DE SUSCEPTIBILIDAD ................................................................................................ 24 2.3.1 MÉTODOS CUALITATIVOS ................................................................................................. 25 2.3.2 MÉTODOS CUANTITATIVOS .............................................................................................. 26 2.4 MINERALES DE ARCILLA........................................................................................................... 27 2.5 DIFRACCIÓN DE RAYOS X ......................................................................................................... 34 CAPITULO 3: METODOLOGÍA ……………………………………………………………………………………………………………..36 3.1 ETAPA 1: GABINETE (PRE-TERRENO) ........................................................................................ 37 3.1.1 RECOPILACIÓN BIBLIOGRÁFICA......................................................................................... 37 3.2 ETAPA 2: SALIDA A TERRENO. .................................................................................................. 42

3.2.1 ANÁLISIS DE LOS FACTORES CONDICIONANTES................................................................. 42 3.3 ETAPA 3: ANÁLISIS DE DATOS .................................................................................................. 45 CAPITULO 4: RESULTADOS ………………………………………………………………………………………………………………… 53 4.1 MINERALOGÍA Y ESTRUCTURAS ............................................................................................... 53 4.1.1 LUGARES PROPENSOS A REM ........................................................................................... 53 4.1.1.1 SALIDA SQ1………………………………………………………………………………………………………………. 54

4.1.1.2 SALIDA SQ2 …………………………………………………………………………………………………………… . … 62

4.1.2 SINTETIZACIÓN MINERALÓGICA……………………………………………………………………………………….7 0

4.2 SUSCEPTIBILIDAD A REMOCIONES EN MASA............................................................................ 73 4.2.1 FACTORES CONDICIONANTES ........................................................................................... 73 4.2.2 INVENTARIO DE REMOCIONES EN MASA .......................................................................... 80 4.3 MAPA DE SUSCEPTIBILIDAD DE REMOCIONES EN MASA .......................................................... 84 4.4 VALIDACIÓN ............................................................................................................................ 86 CAPÍTULO 5: ANÁLISIS Y DISCUSIONES ………………………………………………………………………………..……………. 87 5.1 MAPA DE SUSCEPTIBILIDAD A REMOCIONES EN MASA ............................................................ 87 5.2 APLICACIÓN A LOS PLANES DE GESTIÓN DE RIESGO DE DESASTRE (GRD) ................................. 91 CAPÍTULO 6: CONCLUSIONES …………………………………………………………………………………… .. …………………….. 93 7. REFERENCIAS ………………………………………………………………………………………………………………………………… 97 8. ANEXOS ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 108

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Mapa utilizado para la evaluación de riesgo de remoción en masa. Extraído del catastro de remociones en masa del Portal GEOMIN ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. ..3 Figura 1.2 Mapa de ubicación de la localidad de Queule, Región de la Araucanía. Elaboración propia.. ………………………… . ………………………………………………………………………………………………………….…………5 Figura 1.3 Mapa geológico del área de estudio. Modificado de Quiroz & Duhart (2008) ……………………..8 Figura 1.4 Mapa geomorfológico del área de estudio. Modificado de Peña-Cortés et al. (2014) …… .. … .10 Figura 1.5 Puntos de terreno realizados por SERNAGEOMIN (2019) para la elaboración del Informe Técnico.Modificado de Google Earth …………………………………………………………………………………… . …………..11 Figura 1.6 Descarga de aguas bajo la escuela Rayén Lafquen. Extraído de SERNAGEOMIN (2019) . …………………………………………………………………………..…………………………..……………………………………..12 Figura 1.7 Vivienda afectada por remoción en masa en 2018. Extraído de SERNAGEOMIN (2019). …..13 Figura 1.8 Deslizamiento observado en talud de vivienda. Extraído de SERNAGEOMIN (2019) …… . ……13 Figura 1.9 Cicatriz de remoción en masa observada en sector Costanera. Extraído de SERNAGEOMIN (2019) …………………………………………………………………………………………………………………………………………… . ….14 Figura 1.10 Panorámica de la roca, se observan fracturas que condicionan fallas planas en dirección a la ruta. Extraído de SERNAGEOMIN (2019) ……………………………………………………………………………………….. 15 Figura 2.1 Tipos de remoción en masa según su mecanismo. Modificado de Highland y Bobrowsky (2008) …………………………………………………………………………………………………………………………………………..….. 18 Figura 2.2 Cambios volumétricos en función de la composición mineralógica. Extraído de Ingeniería geológica (2002) ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 30 Figura 2.3 Estructura interna de la caolinita. Extraído de Grim (1962). ……………………………………………… 31 Figura 2.4 Estructura interna de la nacrita. Extraído de Zheng & Bailey (1994). ………………………………… 32 Figura 2.5 Unión entre las capas de dickita. Extraído de Newnham et al. (1956) ………………… .. ……………3 3 Figura 2.6 Diagrama esquemático de la estructura interna de la illita. Extraído de Grim (1962) …… .....34 Figura 2.7 Diagrama esquemático de la estructura interna de la montmorillonita. Extraído de Murray (2007). ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 35 Figura 3.1 Resumen de la metodología utilizada ………………………………… . …… . ………………………………………3 8 Figura 3.2 Puntos de control identificados a partir de análisis temporal (RM) y zonas afectadas por deforestación (DF). Modificado en Google Earth ……………………………………… . ………………………………………. 40 Figura 3.3 Precipitaciones estación Los Arrayanes. Agromet. 5 al 6 de agosto 2018. Extraído de Agrometeorología.cl …………………………………………………………………………………………………………………………. 42 Figura 3.4 Precipitaciones estación Los Arrayanes. Agromet. 26 al 27 de junio 2019. Extraído de Agrometeorología.cl …………………………………………………………………………………………………………………………. 43

Figura 3.5 Precipitaciones estación Los Arrayanes. Agromet. 16 al 18 de julio 2019. Extraído de Agrometeorología.cl …………………………………………………………………………………………………………………………. 43 Figura 3.6 a. Preparación de muestras antes de meterlas al horno de secado b. mortero de cerámica donde se trituraron las muestras una vez secadas. .…………………………………………………………………….…… 45 Figura 3.7 a. Placas contenedoras del material triturado. b. Parámetros utilizados para la configuración del XRD. c. Difractómetro de rayos X RIGAKU modelo Smartlab …………………………….………………………… 46 Figura 3.8 Escala numérica propuesta por Saaty para realizar comparaciones. Extraído de Vallejo-Borda et al. (2014) …………………………………………………………………………………………………..………………………………… 48 Figura 3.9 Definiciones de clases de cobertura de suelo de la NLCD92 (base de datos nacional de cobertura de suelo). Extraído de USGS landcover classes.. ……………… .. …………………………………………….. 52 Figura 4.1 Ubicación de la recolección de muestras en terreno. .………………………………………………………. 55 Figura 4.2 Punto de extracción de la muestra SQ1_P1. Coordenadas 18H 655923E/ 5637117S ………… .56 Figura 4.3 Punto de extracción de la muestra SQ1_P12. Coordenadas 18H 655863E/ 5637092S …… .....57 Figura 4.4 Punto de extracción de la muestra SQ1_P2. Coordenadas 18H 653673E/ 5636642S ………… 58 Figura 4.5 Punto de extracción de la muestra SQ1_P3. Coordenadas 18H 653549E/ 5636945S …… .. …. 59 Figura 4.6 En línea punteada se demarca la zona de contacto entre el suelo y la roca fuertemente meteorizada. Coordenadas 18H 653533E/ 5636942S ……………………… .. …………………………………………… . … 60 Figura 4.7 Punto de extracción de la muestra SQ1_P4. Coordenadas 18H 653489E/ 5637108S. …….... .61 Figura 4.8 Punto de extracción de la muestra SQ1_P5. Coordenadas 18H 653945E/ 5637348S …… . …. .62 Figura 4.9 Punto de extracción de la muestra SQ1_P6. Coordenadas 18H 654406E/ 5637470S … .. ……. 63 Figura 4.10 Punto de extracción de la muestra SQ2_P1. Coordenadas 18H 658859E/ 565475S … .. …... .64 Figura 4.11 Punto de extracción de la muestra SQ2_P12. Coordenadas 18H 658877E/ 5654739S ……… 65 Figura 4.12 Zona de estracción de la muestra SQ2_P2. Coordenadas 18H 653942E/ 5637393S … . ….... ..66 Figura 4.13 Punto de estracción de la muestra SQ2_P2. Coordenadas 18H 653922E/ 5637370S …..…… 67 Figura 4.14 Zona de extracción de la muestra SQ2_P2. Coordenadas 18H 653922E/ 5637370S …… .. …… 67 Figura 4.15 Zona de extracción de la muestra SQ2_P3. Coordenadas 18H 654682E/ 5637558S …… . …… 68 Figura 4.16 Punto de extracción de la muestra SQ2_P3. Coordenadas 18H 654682E/ 5637558S … . ……. 69 Figura 4.17 Punto de extracción de la muestra SQ2_P4. Coordenadas 18H 654204E/ 5637053S …… .....70 Figura 4.18 Esquistos cuarzo-micáceos con orientación N40E/35NE. Coordenadas 18H 654192E/ 5637020S. ………………………………………………………………………………………………………………………………………… .71 Figura 4.19 Ubicación geográfica de los puntos de la categoría “Queule Occidental”, con su respectiva mineralización …………………………………………………………………………………………………………………………………… 72 Figura 4.20 Ubicación geográfica de los puntos de la categoría “Queule Central”, con su respectiva mineralización …………………………………………………………………………………………………………………………………… 73

Figura 4.21 Ubicación geográfica de los puntos de la categoría “Queule Oriental”, con su respectiva mineralización …………………………………………………………………………………………………………………………………… 74 Figura 4.22 Mapa de reclasificación con el factor pendiente ……………………………………………………… . ……. 76 Figura 4.23 Mapa de reclasificación con el factor cobertura de suelo ……………………………………… .. ………7 8 Figura 4.24 Mapa de reclasificación con el factor litología ………………………………………………………………… 80 Figura 4.25 Mapa de reclasificación con el factor geomorfología …………………………… .. ………………………. 81 Figura 4.26 Mapa de pendientes con el inventario de REM ………………………………………………………………. 82 Figura 4.27 Mapa de cobertura de suelo con el inventario de REM …………………………………………………… 83 Figura 4.28 Mapa litológico con el inventario de REM ………………………………………………………………………. .84 Figura 4.29 Mapa geomorfológico con el inventario de REM ……………………………………… . … . ………………… 85 Figura 4.30 Mapa de susceptibilidad a remociones en masa del área de estudio ………………………….…… 87

Figura 4.31 Mapa de susceptibilidad a remociones en masa del área de estudio validado ………………… .88

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Clasificación de remociones en mas. Extraído de Varnes (1978) ………………………………….………. 16 Tabla 2. Mineralización obtenida en el XRD de la muestra SQ1_P1 …………………………………………………… 57 Tabla 3. Mineralización obtenida en el XRD de la muestra SQ1_P12 ………………………………………………… .57 Tabla 4. Mineralización obtenida en el XRD de la muestra SQ1_P2 …………………………………………………… 59 Tabla 5. Mineralización obtenida en el XRD de la muestra SQ1_P3 …………………………………………………… .60 Tabla 6. Mineralización obtenida en el XRD de la muestra SQ1_P4 …………………………………………………… .61 Tabla 7. Mineralización obtenida en el XRD de la muestra SQ1_P5 …………………………………………………… .62 Tabla 8. Mineralización obtenida en el XRD de la muestra SQ1_P6 …………………………………………………… 63 Tabla 9. Mineralización obtenida en el XRD de la muestra SQ2_P1 …………………………………………………… 65 Tabla 10. Mineralización obtenida en el XRD de la muestra SQ2_P12 ……………………………………………… ..65 Tabla 11. Mineralización obtenida en el XRD de la muestra SQ2_P2 ………………………………………………… .68 Tabla 12. Mineralización obtenida en el XRD de la muestra SQ2_P3 ………………………………………………… ..69 Tabla 13 . Mineralización obtenida en el XRD de la muestra SQ2_P4 …………… . …………………… .. …………… ..71 Tabla 14. Reclasificación de los rangos de pendiente ……………………………………………… .. ……………………… ..75 Tabla 15. Área de los distintos rangos de pendiente, en hectáreas y porcentaje ………………………… . ……. 76 Tabla 16 . Reclasificación de la cobertura de suel o……………………………… . …………………………………………… ..77 Tabla 17. Reclasificación de la litología …………………… .. ……………………………………………………………………… .79 Tabla 18. Reclasificación de la geomorfología …………………………………………………………………………………… 80 Tabla 19 . Matriz de Saaty aplicada a las variables pendiente, litología, cobertura de suelo y geomorfologí a………………………………………………………………………………………………………………………………… ..86

Tabla 20. Cálculo del % peso y ponderación, de las variables condicionantes. ………………………………… 86

AGRADECIMIENTOS

Doy gracias a todas las personas que creyeron en mi desde el primer momento. A mi familia

por darme todas las herramientas para poder sacar adelante esta carrera. Agradezco a mis

amigos por siempre apañarme, escucharme y sacarme del estrés universitario cuando lo

necesitaba y en general a todas las personas que conocí en estos laaaaaaaargos años de

carrera universitaria, todos pusieron un granito de arena para que esto fuera más ameno.

A mis profesores en general, especialmente a mi profesora guía la Dra. Elisa Ramírez que me

dio más que la oportunidad de desarrollar este tema, es otorgarme la confianza de que podía

hacerlo y apoyarme. A la profesora Paulina Mejías que fue un gran aporte y tuvo la disposición

de ser parte de este proceso. También agradezco a la gente del Laboratorio de Planificación

Territorial por aceptarme y ayudarme en este proceso investigativo.

Gracias a mis compañeros de la UCT que desde un primer momento me abrieron las puertas

sabiendo que yo venía de otro lado y no conocía a nadie, por darme ese impulso y hacer que

le agarrara cariño a esta nueva ciudad, nueva universidad, nuevas personas, nueva

oportunidad en general.

Gracias a mi Vale que estuvo en esta última parte de este camino, por ser mi soporte y siempre

dándome ánimos, diciéndome que era el último esfuerzo, impulsándome y haciendo que no

bajara los brazos nunca.

Finalmente, gracias a mi pequeña Lía revoltosa acompañante y a mi Borito, mi compañero, mi

gatito, que siempre me acompañó y siempre me acompañará.

Muchísimas gracias a todos, y gracias a mi (¿Por qué no?) que fui perseverante para poder

llegar hasta aquí.

Enormemente agradecida.

RESUMEN

El riesgo de remoción en masa es un problema de origen natural que puede ser agravado por

la mala planificación territorial y las malas prácticas de los asentamientos humanos. El

resultado de este trabajo es un mapa de susceptibilidad de remoción en masa en la localidad

de Queule, utilizando el método heurístico con variables de susceptibilidad como la pendiente,

cobertura de suelo, litología y geomorfología, todo esto combinado con una evaluación

espacial de análisis multicriterio ligado a la utilización de sistemas de información geográfica

(SIG).

Se realizaron dos salidas a terreno para medir y describir las variables de susceptibilidad,

además se extrajeron muestras de los distintos puntos de interés, donde por sensores

remotos, se avistaron remociones en masa y/o deforestación. Estas muestras fueron

analizadas en el difractómetro de rayos X (XRD), obteniendo la ocurrencia de minerales de

arcilla que podrían generar situaciones de inestabilidad.

Se realiza una cuantificación de las variables de susceptibilidad obteniendo como resultado

que la pendiente es el factor más importante, seguido de la litología, cobertura de suelo y

finalmente la geomorfología.

En general, el radio urbano de Queule está en zonas que van de susceptibilidad moderada a

alta. Se catalogaron dos tipos de remoción en masa: deslizamiento y desprendimiento. Se

espera que el mapa de susceptibilidad sea un precedente para una correcta gestión de riesgos

y desastre que se apoye tanto en este modelo como en variables de exposición y

vulnerabilidad.

Palabras clave : susceptibilidad, remoción en masa, difractómetro de rayos X, método

heurístico, análisis multicriterio, pendiente, litología, cobertura de suelo, geomorfología,

arcillas, deslizamiento, desprendimiento, gestión de riesgos y desastres.

ABSTRACT

The risk of mass removal constitutes a problem of natural origin that can be aggravated by poor

territorial planning and bad practices of human settlements. The result of this work is a mass

wasting processes susceptibility map in the locality of Queule, using the heuristic method with

susceptibility variables such as slope, soil cover, lithology and geomorphology, all this combined

with a spatial evaluation of multicriteria analysis linked to the use of geographic information

systems (GIS).

Two field trips were carried out to measure and describe the susceptibility variables, and

samples were taken from the different points of interest, where remote sensing showed mass

removal and/or deforestation. These samples were analyzed in the X-ray diffractometer (XRD),

obtaining the occurrence of clay minerals that could generate instability situations.

A quantification of the susceptibility variables was carried out, obtaining as a result that the

slope is the most important factor, followed by lithology, soil cover and finally geomorphology.

In general, the urban radius of Queule is in zones of moderate to high susceptibility. Two types

of mass removal were catalogued: landslide and rockfalls. It is hoped that the susceptibility

map will be a precedent for proper risk and disaster management based both on this model

and on exposure and vulnerability variables.

Key words : susceptibility, mass removal, X-ray diffractometer, heuristic method, multi-criteria

analysis, slope, ground cover, litology, geomorfology, clays, landslide, rockfalls, risk and

disaster management.

CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Los fenómenos de remociones en masa están definidos como procesos de transporte de

material, de movilización lenta o rápida de determinado volumen de suelo, roca o ambos, en

diversas proporciones, generados por una serie de factores (Hauser, 1993). Incluyen todos

aquellos movimientos ladera abajo de una masa de roca, de detritos o de tierra por efectos de

la gravedad (Cruden, 1991).

Los principales factores condicionantes de remociones en masa son: la geomorfología de la

zona (extensión, altura, topografía, pendiente de las laderas), geología y geotecnia (tipo de

material, composición, mineralogía y estructuras presentes), hidrología e hidrogeología, clima

y vegetación (precipitaciones y humedad del área) e intervenciones antrópicas que generen

modificación en el medio (deforestación, construcción de caminos, etc) (Lara, 2007).

Chile es un país con topografía muy diferenciada, posee un clima que varía a lo largo de éste,

además, destaca por una intensa actividad sísmica y volcánica, condiciones que podrían

desencadenar una remoción en masa. Se sabe que, de todos los fenómenos naturales, las

remociones en masa ocupan el quinto lugar en cantidad de fallecimientos a nivel mundial,

ubicándose debajo de los terremotos y sobre las erupciones volcánicas (Ayala-Carcedo et al.,

2002), por lo que realizar una investigación que relacione la dinámica de los deslizamientos,

peligrosidad y/o planes de mitigación ayudaría al entendimiento de estos y evitar futuras

pérdidas.

El Catastro Nacional de Desastres Naturales 2017 del SERNAGEOMIN, especifica que desde

1980 a la fecha se registran 5 aluviones mayores, en Santiago (1980, 1987 y 1993), Antofagasta

(1991) y Atacama (2015), los cuales suman un costo total de pérdidas en bienes materiales

mayor a US$1.500.000.000, sin contar las posibles pérdidas humanas. Por otro lado, los daños

asociados a los terremotos, los cuales son un factor primordial ante el desencadenamiento de

remociones en masa, de Tocopilla 2007 y Constitución 2010 supera los US$ 30.000.000.000,

1

sin contar las más de 500 muertes ocasionadas. Teniendo en cuenta esto, se da a conocer que

es fundamental la determinación de las zonas de influencia, susceptibles a la generación de un

fenómeno natural, mediante la investigación de los factores desencadenantes en el territorio

para tomar en cuenta en futuras planificaciones territoriales y así evitar o reducir el posible

impacto que se pueda generar en el área.

La localidad de Queule se encuentra entre altos topográficos que superan los 200 m, con

pendientes que varían de los 15-60° de inclinación, con una geología representada en su

mayoría por rocas metamórficas que corresponden al Complejo Metamórfico Bahía Mansa

(Quiroz y Duhart, 2008).

Hay informes técnicos del Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN, 2019), los

cuales presentan distintas observaciones en terreno relacionadas con remociones en masa

tipo deslizamiento, en el sector alto Queule, la población El Mirador, sector Costanera.

También presenta deslizamiento y caída de roca en la ruta S-270-T (Figura 1.1). Con estos

antecedentes se puede dar cuenta de que la localidad de Queule experimenta

frecuentemente, problemas asociados a este tipo de peligros naturales, por lo que es de suma

importancia tener mejores herramientas para enfrentar estas situaciones además de prestar

a la comunidad información necesaria y así que estén al tanto de la ocurrencia de estos

fenómenos.

2

Figura 1.1 Mapa utilizado para la evaluación de riesgo de remoción en masa. Extraído del catastro de remociones en masa (Portal GEOMIN, s.f).

1.2 HIPÓTESIS

Los factores condicionantes que generan remociones en masa son influenciados

principalmente por características geológicas y geomorfológicas propias del sector de Queule,

además de parámetros meteorológicos que generan una situación de inestabilidad natural

desencadenando procesos de remociones en masa.

1.3 OBJETIVO GENERAL

Analizar la susceptibilidad de procesos de remoción en masa en la localidad de Queule

mediante una propuesta metodológica para el caso.

3

1.3.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

o Identificar los eventos de remoción en masa en el área de estudio, clasificarlos mediante sensores remotos y salidas a terreno.

o Caracterizar los eventos de remoción en masa.

o Identificar los parámetros para la realización del mapa de susceptibilidad.

o Relacionar resultados con los nuevos planes de gestión de riesgo de desastres (GRD) impuestos por la Ley 21.364.

1.4 ÁREA DE ESTUDIO

1.4.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES

Queule es una localidad ubicada en la costa sur de la Región de La Araucanía (39°23′S y

73°12′W), en la comuna de Toltén, a 127 km en dirección suroeste desde la ciu dad de Temuco

en la desembocadura del río Queule. Se accede a ella por la ruta S-60 y luego tomando la ruta

S-790 para finalmente dirigirse a la ruta S-270-T (Figura 1.2). Presenta una población de

1.422 habitantes lo que representa el 12,8% de la población total de la comuna.

4

Figura 1.2 Mapa de ubicación de la localidad de Queule, Región de la Araucanía. Elaboración propia.

Posee su límite comunal al norte con la comuna de Teodoro Schmidt, al sur con la comuna de

Mariquina, al este con la comuna de Pitrufquén y Gorbea y al oeste con el Océano Pacífico. En

la zona, se desarrollan diversas actividades económicas tales como, pesca, recolección de

orilla, acuicultura, agricultura, ganadería, silvicultura y turismo (Wevar, 2019). Sin embargo, de

acuerdo con los planes de desarrollo comunal de Toltén, el turismo es una actividad que está

cobrando gran relevancia y se practica por gran parte de la población, pero solo de manera

informal y en periodo estival.

Desde el punto de vista climático, el área posee una reducida amplitud térmica, debido al

efecto moderador del mar, la temperatura promedio anual registrada corresponde a 12°C,

durante los meses más cálidos, enero a marzo; la pluviometría anual es de 1.200 a 1.600 mm,

con una concentración de 60% entre los meses de marzo a agosto y del 20 a 22% en los meses

5

de primavera (Webar, 2019). Según la clasificación de Köppen (1948) la zona presenta un clima

de tipo Cfb, es decir, clima templado húmedo de verano fresco, además la zona se ubica en un

clima oceánico con influencia mediterránea.

En general, el área se caracteriza principalmente por agentes erosivos fluvio-marinos,

climáticos, actividades antrópicas y cordones montañosos asociados a la cordillera de la costa.

1.4.2 MARCO GEOLÓGICO

1.4.2.1 GEOLOGÍA LOCAL

Según la Geología del área Queule-Toltén, escala 1:100.000 publicada por SERNAGEOMIN en

el 2008, la zona de estudio se compone principalmente por:

- Complejo Metamórfico Bahía Mansa (PzTrbm): Se le denomina al conjunto heterogéneo de

rocas metamórficas fuertemente foliadas, de edad Devónico?-Triásico. Está representada por

esquistos pelíticos y cuarzo-feldespáticos con menor cantidad de metaareniscas y metacherts,

esquistos máficos, cuerpos ultramáficos serpentinizados y por rocas mi ultramiloníticas

(Duhart et al., 2001). Aguirre et al. (1972) y Hervé (1974) las incluyeron dentro de la Serie

Occidental del Basamento Metamórfico de la costa del centro-sur de Chile. Las rocas del

Complejo Metamórfico Bahía Mansa (CMBM) forman parte de la unidad geológica con mayor

expresión areal en la zona, sin embargo, esta unidad no tiene su base expuesta y en las partes

topográficamente más bajas están cubiertas de manera parcial por depósitos y sedimentos del

Pleistoceno y Holoceno. El CMBM en el área de estudio, está representado por esquistos

pelíticos, esquistos cuarzo-micáceos y cuarzo-feldespáticos ( PTrbm (a) ) que son los más

abundantes y por esquistos máficos ( PTrbm (b) ) que afloran principalmente al norte de Queule

(Duhart et al., 2001).

6

- Depósitos Fluvioestuarinos (Plfe): Corresponden a depósitos del último periodo interglacial

del Pleistoceno Medio a Pleistoceno Superior (Philippi, 1887) los cuales, en parte, sobreyacen

en forma discordante a esquistos pelíticos y máficos del CMBM. Estos depósitos

fluvioestuarinos se componen por arenas bien consolidadas, de grano medio a grueso con

estratificación cruzada de alto ángulo e inclinación al NE, principalmente de fragmentos de

basaltos, andesitas y magnetita (Quiroz & Duhart, 2008).

- Depósitos Fluviales (Hf): Representados ampliamente en la zona de estudio. Consisten en

gravas, arenas y limos interestratificados y/o interdigitados de edad Holocena, donde la

composición de los clastos es principalmente volcánica y en menor proporción ígnea. Además,

se incluyen los depósitos generados durante periodos de anegamiento en las llanuras de

inundación las cuales se extienden lateralmente desde los cursos de ríos actuales (Duhart et

al., 2001).

- Depósitos Eólicos (Heo): Se componen por arenas de grano medio a grueso de edad

Holocena, bien seleccionadas. Sobreyace a depósitos fluvioestuarinos y fluviales del

Pleistoceno y del Holoceno. Se presentan como campos de dunas, en general con topografía

baja y ondulada. Los depósitos muestran estratificación planar horizontal y cruzada, separadas

por superficies de erosión (Duhart et al., 2001).

- Depósitos litorales (Hp): Están compuestos por gravas y arenas de edad Holocena, que se

disponen en franjas que tienen desde algunos metros hasta 1 km de ancho. Prevalecen las

arenas con granulometría media a gruesa provenientes del retrabajo de sedimentos fluviales.

Las arenas son negras, de composición basáltica y andesítica (Quiroz & Duhart, 2008).

7

Figura 1.3 Mapa geológico del área de estudio. Modificado de Quiroz & Duhart (2008).

8

1.4.2.2 TECTÓNICA

En tiempos pre-Devónicos fue construido un arco de islas oceánico con una cuenca de antearco

ubicados al oeste de Gondwana, posterior a esto debido a la subducción que estaba ocurriendo

entre el arco de islas con el margen continental occidental de Gondwana, termina colapsando

y acrecionandose hasta el Jurásico medio (Hervé, 1988). La subducción tipo prisma de acreción

que se generó, experimentó condiciones de metamorfismo de alta P-baja T lo que dio origen

a las asociaciones litológicas que corresponden al Complejo Metamórfico Bahía Mansa (Hervé,

1988; Duhart et al., 2001) que afloran en la zona de estudio.

Actualmente la zona de estudio se encuentra en la convergencia de las placas de Nazca con la

Sudamericana, a una razón de una velocidad relativa de 8.0 cm/año en la dirección N78°E

(DeMets et al., 1994), lo que provoca procesos tectónicos frecuentes. Un suceso importante

fue el hundimiento del terreno a escala regional, en el orden de 2 m luego del sismo del 22 de

mayo de 1960 que además produjo anegamiento permanente de áreas topográficamente

planas a nivel del mar frente a las costas (Quiroz & Duhart, 2008) el cual correspondió a un

sismo interplaca entre la placa de Nazca con las Sudamericana, con magnitud M w = 9.5 (Duke

& Leeds, 1963)

1.4.1.3 GEOMORFOLOGÍA

En el área de estudio se destacan relieves de erosión, relieves de acumulación, modelado

litoral y cuerpos de agua como es el río Queule. Dentro de los relieves de erosión destacan los

cordones montañosos con alto nivel de degradación y las plataformas en roca metamórfica

(Peña-Cortés et al. 2014). Por otro lado, los relieves de acumulación comprenden llanuras

fluviomarinas ubicadas al lado norte del río Queule y llanuras aluviales, las cuales además se

asocian a diferentes procesos que fueron efectos del hundimiento por el terremoto de 1960

que afectó a gran parte del sur de Chile (Cisternas et al., 2000 y 2005). Finalmente, el modelado

litoral está caracterizado por playas y dunas (Peña-Cortés et al. 2014) (Figura 1.4).

9

Figura 1.4 Mapa geomorfológico del área de estudio. Modificado de Peña-Cortés et al. (2014).

La intensa pluviosidad de la región genera una marcada red de drenaje que se ve tanto en los

sedimentos no consolidados como en las rocas, y asociado a fluctuaciones del nivel de base,

genera tantos niveles aterrazados como depósitos en los lechos actuales de cursos fluviales.

Los depósitos litorales y eólicos representan procesos de sedimentación recientes ocurridos

en ambientes costeros, estos se dan principalmente al norte del río Queule.

10

1.4.3 ANTECEDENTES PREVIOS

En la zona que respecta a Queule, se han identificado diversos tipos de remociones en masa

de tipo deslizamiento y desprendimiento de roca/suelo durante los años 2015 y 2019

evaluados por el Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN, 2019), los cuales en

julio de 2019 realizaron una inspección en terreno, observando remociones en masa que

afectaron diversas áreas de la localidad (Figura 1.5).

Figura 1.5 Puntos de terreno realizados por SERNAGEOMIN (2019). Modificado de Google Earth.

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- Escuela Rayen Lafquen : ubicada en el centro de la localidad de Queule, sobre una quebrada

sin nombre con relleno antrópico, donde sus aguas se encuentran canalizadas bajo el patio de

la escuela con tuberías de concreto. Estas aguas de la quebrada erosionan la parte baja de la

escuela (Figura 1.6) generando rotura de las tuberías de cemento. El daño se concentra en

remociones en masa menores en torno a la desembocadura de las aguas, ocurrido en agosto

de 2015.

Figura 1.6 Descarga de aguas bajo la escuela, se observa ladera erosionada por efecto de la escorrentía, provocando la rotura de tuberías de cemento. Extraído de SERNAGEOMIN (2019).

- Sector alto de Queule : una vivienda fue impactada por una remoción en masa ocurrida en el

talud excavado para la construcción de un terraplén donde se ubica la misma vivienda (Figura

1.7). Sobre este inmueble se ubican un conjunto de viviendas en condición de toma de terreno

de la franja fiscal asociada a la ruta S-790 o bypass Queule. La vivienda se encuentra

deshabitada desde junio 2018. Por otro lado, se retiró parte del material deslizado, lo que

provocó que se canalizaran las aguas grises de las viviendas superiores hacia la vertiente al

poniente del sector. Sin embargo, no se observó ejecución de obras de contención del talud lo

que provocó nuevas remociones en masa de suelo y vegetación, observando un retroceso del

escarpe.

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Figura 1.7 Vivienda afectada por remoción en masa en 2018 Izq. Fotografía en terreno del 2.7.18 Der. Extraído de SERNAGEOMIN (2019).

- Población El Mirador : se observó una remoción en masa del tipo deslizamiento traslacional

de suelo (Figura 1.8), que afecta el talud excavado junto a una casa particular, según el dueño

la primera actividad de deslizamiento habría ocurrido en agosto de 2018. El segundo

deslizamiento habría ocurrido el 26 de junio de 2019 asociado a un frente de precipitaciones.

Figura 1.8 Deslizamiento observado en talud de vivienda . Extraído de SERNAGEOMIN (2019).

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- Sector Costanera : se observa la cicatriz de un deslizamiento ocurrido en agosto de 2018. La

remoción en masa corresponde a un deslizamiento traslacional de rocas, suelo y vegetación,

siendo principalmente de pinos. El depósito de remoción en masa cubrió la calzada sur de la

ruta en punta de diamante de costanera con ruta S-270-T. El deslizamiento tiene 20 m de

ancho a lo largo del camino y se estimaron 15 m de altura desde el camino al punto superior

del escarpe. La profundidad estimada de la remoción es de 2 m en la zona de escarpe (Figura

1.9).

Figura 1.9 Cicatriz de remoción en masa observada en sector Costanera, la línea segmentada amarilla indica el escarpe de la remoción. Se midieron 20 m de ancho de la cicatriz a lo largo del camino. Extraído de SERNAGEOMIN (2019 ).

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- Ruta S-270-T : En el sector que une puerto de Queule con Portal Queule se observan

remociones en masa (Figura 1.10). Dadas las características geológicas del sector, dominado

por rocas metamórficas fuertemente foliadas, la excavación para la ruta condiciona la

ocurrencia de remociones en masa por formación de fallas en cuña y fallas planas. Se observa

que la ladera está cubierta de pinos de distintas edades, cuyas raíces se incrustan en la roca

aprovechando fracturas existentes. En algunas zonas se observa inclinación del tronco hacia la

base, lo que evidencia movimientos lentos de reptación de la ladera, estos movimientos suelen

ser precursores de remociones en masa como deslizamientos o caídas.

Figura 1.10 Panorámica de la roca, se observan fracturas que condicionan fallas planas en dirección a la ruta. Extraído de SERNAGEOMIN (2019).

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CAPITULO 2: MARCO TEÓRICO

2.1

REMOCIONES EN MASA (REM) 2.1.1 CLASIFICACIÓN DE REMOCIONES EN MASA

Las remociones en masa han sido clasificadas por los autores Cruden & Varnes (1996), de

acuerdo con el tipo de movimiento y al material involucrado (Varnes, 1978) (Tabla 1).

Tabla 1. Clasificación de remociones en masa. Extraído de Varnes (1978).

2.1.1.1 CAÍDA O DESPRENDIMIENTO

Son movimientos descendientes bruscos de roca, tierra, o ambos, que se desprenden de

laderas empinadas o acantilados, generalmente por pérdida de soporte inferior (Van Westen

et al., 1993). Normalmente, las superficies de rotura corresponden a planos de estratificación,

cuya inclinación es mayor a su ángulo de fricción interna, produciendo una pérdida a la

resistencia en los planos de discontinuidades, producto de la presencia de agua (con desarrollo

de presiones intersticiales que actúan sobre tales estructuras), al congelamiento

incrementando su abertura, y ocasionalmente a sismos (Hauser, 2000) (Figura 2.1a).

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2.1.1.2 DESLIZAMIENTOS

Los deslizamientos son movimientos de masas, de suelo o roca que deslizan, con respecto al

sustrato, sobre una o más superficies de roturas al ser superada la resistencia de corte de estas

superficies (Hauser, 2000). Estos se dividen en:

- Deslizamientos rotacionales : Movimiento de suelo o rocas blandas generalmente por

acción de una falla o plano de debilidad en el terreno, a lo largo de una superficie que es

cóncava hacia arriba (Quezada, 2017) (Figura 2.1b).

- Deslizamientos traslacionales : Deslizamiento de una masa de roca o suelo sobre una

superficie de ruptura plana, que además puede ser escalonada, controlada estructuralmente

(Hungr et al., 2014). Ocurren en suelos más gruesos no cohesivos o superficies planas

previamente debilitadas, tales como planos de estratificación, contacto entre diferentes tipos

de materiales, superficie estructural e incluso finas capas de arcillas. (González de Vallejos et

al. 2002) (Figura 2.1c).

2.1.1.3 FLUJOS

Son movimientos de material disgregado con abundante contenido de agua, por lo que se

comporta como un fluido con una continua deformación interna y sin superficies de rotura

definidas, caracterizándose por una razón profundidad/longitud muy pequeña del orden de

1/100 y una morfología claramente lobular de sus depósitos (Van Westen et al., 1993). Ocurren

preferentemente en suelos arcillosos poco cohesivos que pierden resistencia al ser movilizados

(González de Vallejo et al., 2002), aunque también pueden derivar de materiales rocosos. Estos

movimientos poco profundos pueden tener lugar en laderas de bajas pendientes, incluso

menos de 10° (Varnes, 1978; González de Vallejo et al., 2002) (Figura 2.1d).

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2.1.1.4 VOLCAMIENTO O TOPPLING

Movimiento dado por acción de la gravedad, empujes de las unidades adyacentes o por la

presión de fluidos en grietas, en el cual hay una rotación por lo general hacia adelante de uno

o varios bloques de suelo o roca alrededor de un punto giro en su parte inferior (Varnes, 1978)

(Figura 2.1e).

2.1.1.5 EXTENSIÓN LATERAL

Ocurre en bloques rocosos o masas de suelo muy coherentes sobre un material blando y

deformable, que se desplazan en bloques muy lentamente a lo largo de pendientes bajas, por

una pérdida de resistencia del material subyacente por licuefacción (González de Vallejo et al.,

2002). Son movimientos en arenas o limos semi saturados que subyacen a arcillas homogéneas

o rellenos, cuyo peso ejerce tensiones laterales en el suelo que lo desplaza. Este

desplazamiento genera fracturas transversales a la dirección del movimiento (Lara, 2007)

(Figura 2.1f).

Figura 2.1 Tipos de remoción en masa según su mecanismo. a) caída de rocas. b) deslizamiento rotacional. c) deslizamiento traslacional. d) flujo de detritos. e) volcamiento o toppling, f) extensión lateral. Modificado de Highland y Bobrowsky, (2008).

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2.1.2 FACTORES CONDICIONANTES

2.1.2.1 LITOLOGÍA

La litología desempeña un papel importante en la evaluación de susceptibilidad de

remociones, ya que el material que lo compone, su densidad, plasticidad, humedad,

permeabilidad, estructura, alteración y meteorización condicionan el comportamiento

mecánico que puede sufrir una ladera (Lara, 2007).

Existen minerales, tales como las arcillas las cuales se forman a partir de la alteración de la

litología original, que presentan propiedades tales como expandirse al estar en contacto con

agua, generar capas impermeables, presentar una alta erodabilidad, por lo que es susceptible

a desarrollar remociones en masa, principalmente en terrenos que han sido intervenidos por

actividad antrópica, como cortes de talud y alteraciones en los cursos de aguas superficiales

(Suárez, 2009).

2.1.2.2 ESTRUCTURAS

El grado de fracturamiento de los macizos rocosos afectan el comportamiento y la resistencia

de las rocas (González de Vallejo et al., 2002). En general, las estructuras que presentan las

rocas condicionan el comportamiento mecánico que puede sufrir una ladera (Lara, 2007), por

lo que es importante observar los planos de debilidad como contactos litológicos,

discontinuidades, fallas, fracturas y foliación de rocas metamórficas con respecto a la

disposición de la ladera. En este aspecto, los planos de debilidad que mantean en una dirección

similar a la pendiente de la ladera, pero con un menor ángulo de inclinación constituyen una

condición críticamente favorable para originar remociones en masa (Briggs et al., 1975)

2.1.2.3 GEOMORFOLOGÍA

Los rasgos geomorfológicos de un sector tienen una importante influencia en la susceptibilidad

a remociones en masa, siendo los principales controladores de la forma del terreno, por lo que

facilitan o disminuyen la acción de la gravedad sobre las masas de suelo o roca, incidiendo en

la velocidad, distancia de desplazamiento y volumen desplazado. La pendiente es considerada

19

como el factor más importante en los movimientos gravitacionales (Van Westen et al., 2008).

Los cambios fuertes de pendientes de las laderas, la extensión y altura, son rasgos

geomorfológicos que condicionan eventos de remoción en masa, incidiendo además en la

velocidad, energía y volumen de las remociones que puedan originarse, donde también

cualquier modificación de estos parámetros puede transformar una ladera estable en inestable

(Lara, 2007).

2.1.2.4 CLIMA Y VEGETACIÓN

El clima es un factor importante a la hora de condicionar una remoción en masa, ya que este

ayuda en la erosión, meteorización y el posible fracturamiento del material, pudiendo cambiar

su estructura interna (Mitchell J.K. 1993). Dentro de los parámetros se encuentran el viento,

cambios de temperatura, radiación solar. La vegetación está vinculada a la humedad del área,

un clima húmedo propiciará la presencia de cobertura vegetal, que además de reducir la

erosión, puede en algunos casos ser una barrera natural de contención de material movilizado

por remociones en masa (Campos, 2014).

2.1.2.5 ACTIVIDAD ANTRÓPICA

Este parámetro ocupa un lugar importante dentro de los factores que modifican las

condiciones y fuerzas que actúan sobre las laderas. La deforestación, excavaciones,

estructuras, terraplenes, rellenos o escombreras sobre laderas, construcción de vías de acceso

y las voladuras en zonas cercanas, entre otros, modifican los estados tenso-deformacionales

del terreno y sus propiedades geotécnicas, generando inestabilidades, situación frecuente en

la construcción de vías de comunicación por valles o por zonas bajas de las laderas. Algunas de

estas acciones generan principalmente, hundimientos, caídas, deslizamientos y flujos laderas

(Gonzalez de Vallejo et al., 2002).

20

2.1.3 FACTORES DESENCADENANTES

Un agente gatillante o desencadenante es un factor externo que genera una respuesta

traducida en una remoción en masa mediante el rápido incremento de esfuerzos o la reducción

de la resistencia del material de una ladera (Wieczorek, 1996). Estos cambios pueden ocurrir

de forma rápida y la respuesta suele manifestarse en un plazo muy corto, por lo que es

importante analizar los factores que puedan actuar sobre una zona determinada.

2.1.3.1 PRECIPITACIONES

El desencadenamiento de los movimientos de ladera por causas hidrometeorológicas está

relacionado principalmente con el volumen, intensidad y distribución de las precipitaciones

(González et al., 2002). Las lluvias cortas e intensas tienen una mayor probabilidad de generar

remociones superficiales como deslizamientos o flujos (González de Vallejo et al., 2002),

mientras que las más extendidas en el tiempo y con menor intensidad tienden a producir

movimientos más profundos que se ven favorecidos por una modificación sustancial del nivel

freático, por lo que debe considerarse su intensidad, distribución y duración en el análisis (Lara

y Sepúlveda, 2008).

2.1.3.2 SISMOS

La aceleración sísmica modifica temporalmente las condiciones de esfuerzos tanto normales

como de corte que experimenta el terreno, afectando su estabilidad (Lara y Sepúlveda, 2008).

Los materiales particularmente susceptibles son los que tienen una baja resistencia o de

estructuras metaestables como loess , cenizas volcánicas en laderas empinadas, arenas

saturadas de baja densidad, los depósitos de grano fino de arcilla y acantilados de roca

fracturada o hielo (González et al., 2002).

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2.2 ANÁLISIS DE RIESGOS

El análisis de riesgos incluye la evaluación, la gestión y la comunicación de los riesgos. La

evaluación proporciona información y características de la problemática estudiada en relación

con un peligro, la gestión incluye las actividades emprendidas para controlar el peligro y la

comunicación implica el intercambio de información sobre los factores de riesgo entre todas

las partes interesadas. Realizar este análisis es una herramienta para enriquecer la información

de base y permitir, entre otras cosas, el desarrollo de normativas (Fjeld et al., 2007).

Para establecer medidas que reduzcan el riesgo es necesario realizar la evaluación de los

elementos que lo componen: la susceptibilidad, la peligrosidad y la vulnerabilidad. Así una vez

identificados los riesgos se podrán diferenciar las áreas más adecuadas para los diferentes usos

y cuales son apropiadas para desarrollarse en un entorno con suficiente capacidad de acogida.

De esta manera, el análisis de riesgos supone una herramienta básica en la ordenación del

territorio (Cotelo, 2019).

Aunque en algunas disciplinas los conceptos como peligro, riesgo y vulnerabilidad son

utilizados como sinónimos, son términos diferentes que deben ser aplicados adecuadamente,

por ejemplo, para este caso de estudio se puede decir que si hablamos de peligrosidad nos

referimos al proceso geológico que ocurre, el riesgo a las pérdidas y la vulnerabilidad a los

daños. Por otro lado, la prevención se basa en el conocimiento de las características y de los

procesos. Conocer con anticipación la ocurrencia de un fenómeno geológico no siempre es

posible, se basa en el análisis de datos registrados, observaciones científicas e investigaciones,

monitoreo y cambios en los parámetros físicos. Por ello es importante la detección de riesgos

y establecer un plan de mitigación de sus efectos. El objetivo de la mitigación es la disminución

de los daños o pérdidas mediante la identificación de los impactos y la protección de los

elementos expuestos, para reducir la vulnerabilidad de estos (González de Vallejo et al., 2004).

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