Maremotos y modelación de procesos marinos “Estudio de riesgos de sismo y maremoto para las comunas costeras de la Región del Bío-Bío”. CIMP-UCSC Dr. Jorge Beyer MSc. Rafael Aránguiz

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Agenda Introducción Antecedentes Generales Riesgo de inundación por tsunami Metodología Resultados Recomendaciones Conclusiones 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 2

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Centro de Investigación Marítimo Portuario CIMP Universidad Católica de la Santísima Concepción - Chile miércoles 15 de diciembre de 2010 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 3

Introducción Chile y en especial la zona del Biobío se localiza en una zona de elevada sismicidad y ha sido azotado por una gran cantidad de eventos históricos de tsunami. 2010

Introducción El conocimiento y pronóstico del impacto de los tsunamis inciden profundamente en el desarrollo de estrategias de mitigación que reducen el riesgo. El principal interés de la evaluación de la peligrosidad o amenaza por tsunamis es predecir o pronosticar su comportamiento sobre todo en cuanto a la capacidad de destruir y/o causar daños. Identificar zonas en riesgo por tsunamis proporciona a las comunidades costeras la principal herramienta para prepararse ante esta amenaza.

Introducción Los mapas de riesgo de inundación por tsunamis permiten plantear medidas de mitigación de zonas expuestas, como: La identificación de las zonas del litoral con mayor exposición a la inundación por tsunamis. Planteamiento de planes estratégicos de gestión integrada de la costa implementando medidas a nivel nacional, regional o local respecto a la peligrosidad de tsunamis. Determinación de tiempos de arribo de tsunamis en distintas localidades de la costa, información importante para el sistema de alerta chileno. Identificación de zonas de evacuación de la población en la zona de detalle de estudio Plantear medidas de mitigación específicas.

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Antecedentes del proyecto El 27 de Febrero 2010 ocurre un sismo y maremoto que afectó principalmente las costas de la regiones del Maule y Biobío. Nacen interrogantes sobre los sitios adecuados para construir, que sean seguros y que permitan mantener las actividades productivas tradicionales del Borde Costero Se encarga al CIMP un estudio que evaluara la peligrosidad, vulnerabilidad y riesgo frente a tsunamis de la región, con el objetivo de planificar a futuro las zonas costeras de la región, teniendo en cuenta la peligrosidad frente a tsunamis. El estudio proporciona Información valiosa para los planificadores con el fin proponer medidas adecuadas de mitigación para la reconstrucción del borde costero. 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 7

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Antecedentes del proyecto 43 Localidades costeras de la región Baja costa Rivera río Asentamientos consolidados 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 8

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Antecedentes del proyecto Zonas de expansión inmobiliaria Zonas patrimoniales Potencial económico Zonas de Desarrollo Turístico 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 9

Información Utilizada Antecedentes del proyecto LIDAR Información Utilizada -Estudios y publicaciones científicas de eventos históricos de tsunamis en las costas de Chile, incluyendo la caracterización de fuentes sismogénicas. Batimetría exterior definida a partir de la base de datos GEBCO. Cartas náuticas (SHOA) de la costa del Biobío. - Datos topográficos ASTER GDEM y datos topográficos de detalle LIDAR ASTER GDEM GEBCO 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 10

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Metodología- Amenaza La elaboración de mapas de riesgo de inundación se puede llevar acabo desde dos niveles: Alta resolución que requiere de información local muy elaborada al mismo nivel (fuentes, topo-batimetrías, etc.)‏ Baja resolución, que requiere datos e información menos elaborada, que permite hacer un diagnóstico de la peligrosidad en una región. El primer nivel de alta resolución, existen dos tipos de mapas de inundación: Determinísticos: Se simulan numéricamente los peores casos posibles, para definir rutas de evacuación o límites de zonas de inundación. Probabilísticos: Simulación numérica de cientos de escenarios combinando los distintos parámetros de incertidumbre y la generación sintética de eventos en los próximos miles de años. Se obtienen mapas con isolíneas de inundación asociadas a diferentes períodos de retorno. Estos mapas se utilizan para la planificación y ordenamiento territorial, medidas de mitigación y preparación de la población, elaboración de mapas de riesgo, pólizas de seguros, etc 2010 Proyecto Tsunami-CIMP

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Metodología- Amenaza Metodología 1: Lugares que cuentan con información de batimetría y topografía que permiten una simulación detallada. En esos lugares se utilizó el modelo TUNAMI-N para la propagación y estimación del área de inundación. (determinístico)‏ Metodología 2: Lugares que poseen sólo información topográfica de detalle pero que carecen de información batimétrica con la resolución adecuada. Para estos lugares se realizó una propagación del tsunami mediante el modelo COMCOT y la base de datos batimétrica GEBCO con resolución de 30”. La propagación se efectuó hasta una profundidad de 5m y la cota de inundación se calculó mediante una formulación de “run-up”. (determinístico)‏ Metodología 3: Lugares que no cuentan con información detallada tanto de topografía ni batimetría. Además, el tamaño del área en estudio es inferior o muy cercano a la resolución de la malla GEBCO, lo cual no permite obtener resultados representativos de aturas de ola ni aplicar formulaciones de run-up. En este caso, la cota de inundación ha sido estimada en base a registros históricos, recopilación de información en terreno y comparación geomorfológica con otros lugares que sí fueron modelados numéricamente. 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 12

Metodología- Amenaza Escenarios a modelar Caso extremo Envolvente (casos creíbles y documentados)‏ 2010 Proyecto Tsunami-CIMP

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Metodología- Amenaza Propagación e inundación Metodología 1: ecuaciones de onda larga y borde móvil. Modelación numérica de propagación y run-up. 4 mallas anidadas de 81”, 27”, 9” y 3”. Malla B, 27” Malla C, 9” Malla D, 3” Malla A, 81” 2010 Proyecto Tsunami-CIMP

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Metodología- Amenaza Propagación e inundación Metodología 2 (metodología simplificada): Modelación numérica de la propagación Utilización de una sola malla, resolución de 737m Formulación matemática para cálculo de run-up (Synolakis) y perfil de equilibrio de Dean. 2010 Proyecto Tsunami-CIMP

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Metodología- Amenaza Niveles de inundación Estas categorías se definen en base a los daños que un tsunami pueda ocasionar en distintos tipos de viviendas. Según observaciones realizadas en terreno, posterior al evento del 27 de febrero de 2010, las alturas de flujo entre 0-0.5m., no generan daño en viviendas, independiente de la materialidad. Hasta los 2m, las viviendas de madera pueden ser medianamente afectadas, desprendiendo muros y tabiques, pero sin arrancar completamente dichos elementos. Por sobre esta altura (2m), las casas de un piso pueden ser levantadas y desplazadas de su posición original. Altura de flujo Altura de inundación Run-up NMM Área Inunda ción Categoría Altura de flujo 1 (somero)‏ 0 < h ≤ 0.5m 2 (mediano)‏ 0.5 < h ≤ 2m 3 (profundo)‏ 2m < h 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 16

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Metodología- Amenaza Niveles de Inundación miércoles 15 de diciembre de 2010 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 17

Categoría resistencia vivienda Metodología-Vulnerabilidad Categoría resistencia vivienda En general, se utilizaron 3 categorías de viviendas: Muy Resistente (1)‏ Medianamente Resistentes (2) Poco Resistentes (3). Estas categorías se definieron en base  a la materialidad tanto de los muros como del techo de la vivienda.   De la tabla anterior se pueden definir las siguientes categorías de resistencia frente a un tsunami  según la combinación de muros y techo de la vivienda. Combinación de Categorías Resistencia de la vivienda Nueva Categoría Resistencia frente a Tsunami 2 Muy resistente 1 3-4 Medianamente resistente 5-6 Poco Resistente 3 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 18

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Metodología-Riesgo ∑ Resistencia Altura Flujo Tipo de Daño 2 Muy Resistente (MR 1)‏ Somero (1)‏ Aceptable (1)‏ 3 Mediano (2)‏ Recuperable (2)‏ 4 Profundo (3)‏ Medianamente Resistente (MedR 2)‏ Poco Resistente (PR 3)‏ 5 Irrecuperable (3)‏ Poco resistente (PR 3)‏ 6 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 19

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Conclusiones y Recomendaciones ESTRATEGIAS DE MITIGACIÓN Un manejo estratégico de los riesgos detectados tiene como objetivos fundamentales los siguientes aspectos: - Definir la escala geográfica y temporal. - Determinar las opciones para la estrategia de mitigación - Identificar responsables de mitigación y fuentes adecuadas de financiamiento - Involucrar a la población en el proceso de toma de decisiones. Considerar la adopción de aproximaciones multidisciplinarias Estrategias de mitigación: Protección Acomodación Reubicación 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 20

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Conclusiones y Recomendaciones Recomendaciones generales para la Región del Bío-Bío. La región se caracteriza principalmente por poseer bastas áreas con sistemas de dunas importantes, por lo tanto, una de las medidas de mitigación más importante sería mantener y proteger las dunas, evitando la expansión de las ciudades hacia el borde costero y protegiéndoles mediante vegetación adecuada. En sectores costeros poblados, tales como Dichato, Talcahuano, Penco, Tomé, Lebu, no se recomienda la construcción de muros o rompeolas de tsunamis, ya que estas estructuras han demostrado ser medianamente efectivas. En este caso las medidas de mitigación apuntan a las viviendas: Reubicación Elevación de viviendas Resistencia húmeda Resistencia impermeable Diques y muros perimetrales 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 21

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Conclusiones y Recomendaciones Otras recomendaciones: Conformación de un equipo de profesionales, capacitado para que la población pueda enfrentar el episodio traumático. Identificación de niveles de altura de tsunami Generación de líneas de apoyo que aborden el tema (universidades- nacional e internacional -Generación de Capital Humano en la gestión del riesgo -Estudios más detallados (enfoque probabilístico). -Para zonas que no sufrieron daño por tsunami 2010, imprescindible entrega de información, entrenamiento en la gestión del riesgo. 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 22

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Conclusiones y Recomendaciones Se debe proponer un conjunto de soluciones para cada caso particular. Una medida de mitigación adecuada es la que considera una combinación de varias estrategias. Es importante la participación ciudadana en cada una de las medidas propuestas y no imponer la que sea económicamente viable o conveniente. En muchos sectores poblados donde no es posible construir grandes muros o rompeolas, es necesario reubicar, reforzar o levantar las viviendas. Se debe recomendar una zonificación de cada localidad tal que la materialidad altura de la vivienda este de acuerdo a la altura de inundación estimada. 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 23

Otros Estudios y Publicaciones Use of trees as a tsunami natural barrier for Concepcion, Chile, 11th International Coastal Symposium, Poland 2011.

Otros Estudios y Publicaciones Effect of Tsunami breakwater as a mitigation measure at the Bay of Concepcion, Revista Obras y Proyectos, 2010.

2010 Proyecto Tsunami-CIMP Muchas Gracias… Equipo CIMP Para más información, contactar: Centro de Investigación Marítimo Portuario (CIMP)‏ www.ucsc.cl Dr. Jorge Beyer B., Director CIMP (56-41) 2345343 jbeyer@ucsc.cl Centro Investigación Marítimo Portuario (56-41) 2345325 – (56-41) 2345080 cimp@ucsc.cl miércoles 15 de diciembre de 2010 2010 Proyecto Tsunami-CIMP 26