Diapositiva 1

II Seminario Internacional “Gestión Integrada
de Zonas Costeras”
Rafael Aránguiz/Mauricio Villagrán
Departamento de Ingeniería Civil
Universidad Católica de la Ssma Concepción
[email protected]/[email protected]
Centro de Investigación Marítimo Portuario
CIMP-UCSC
Concepción, 9 de Mayo de 2013
Introducción
 Chile es un país sísmico
 Entre 1552 y 2010 se han
registrado más de 60
sismos entre 6.5 y 9.5
 11 de ellos han generado
tsunamis destructivos
Tsunami: Serie de ondas oceánicas de
período entre 5 y 60 minutos generadas
por una perturbación a gran escala del
océano.
El término proviene del japonés
tsu (puerto) y nami (ola)
Chile 1960
Introducción
 Tsunami de Chile 1960 nos
enseño que el riesgo es real….
Pero no a prepararnos para
enfrentarlo
El tsunami de 26/12/2004 marca un antes y
después.
Efectos devastadores sobre zonas
costeras
Areas afectadas lejos de la zona del
terremoto
Carencia de sistemas de alarma,
programas de mitigación y planes de
evacuación
Introducción
 Mientras tanto en Chile
Enero 2005
Introducción
 Tsunami Chile 2010:
 Magnitud 8,8 Mw
 125 muertos
 Alturas de inundación 10m
 Falla en sistema de alerta
 Tsunami Japón 2011:
 Magnitud 9,1 Mw
 11.000 muertos
 Alturas de inundación de 20m
 Fallan estructuras de protección
Había necesidad de mejorar¡¡¡¡
Conceptos generales
Profundidad
de flujo
Altura de
inundación
Run-up
Nivel del mar
Área
Inundación
Profundidad
de flujo
Altura de
inundación
Nivel del mar
Run-up
Área Inundación
Fuente: Diario la Tercera Ed. 31/3/2010
Confección de mapas de peligro de inundación
para las comunas costeras del Bíobio
 Después del tsunami de 2010, SUBDERE solicitó la confección de mapas de riesgo en 46
comunas costeras de la Octava Región (3 meses)
Comuna
Localidad
Método 1
Método 2
Método 3
SHOA Chart
Cobquecura
Pullay
Buchupureo
Pilicura
Cobquecura
Taucú
Colmuyao
Mela
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Trehuaco
Boca Itata
X
X
Coelému
Vegas de Itata
Sector entre Perales y Alto Perales
X
X
X
X
X
Tomé
Purema
Pingueral
Dichato
Coliumo
Cocholgue
Tomé
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Penco
Lirquén
Penco
X
X
X
X
X
X
X
X
Talcahuano
Rocuant
Talcahuano
Tumbes
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Metodología
Objetivo: Estimación del área de inundación, tiempos de
arribo, velocidades y nivel de daño.
 Es necesario definir 3
etapas importantes:
 Generación
Definir escenarios para tsunamis
nivel tipo 1, 2 y 3
 Propagación
Propagar tsunami desde zona de
generación hasta aguas someras
 Inundación
Estimar el área de inundación,
métodos numéricos o registros
históricos
Generación
- Definir la condición
inicial del tsunami.
- Definir modelos de
ruptura que originan
los sismos.
- Definir el máximo
tsunami que podría
atacar una
determinada zona
según el objetivo del
mapa de peligro.
Escenarios utilizados
Se simularon 3 escenarios:
 Envolvente de tsunamis de
1835
1960, 2010 y 1922
1922
 Evento de 1835. Peor caso
posible. Incertidumbre en
ubicación y magnitud.
1960
2010
Propagación
- Requiere de información
batimétrica. Se utiliza
base de datos GEBCO,
Cartas náuticas y
batimetrías de detalle en
la costa.
- Modelo numérico de
propagación que resuelve
las ecuaciones de
movimiento (TUNAMI,
COMCOT, NEOWAVE,
DELFT3D, MIKE 21, entre
otros)
Modelo de Propagación
Tsunami 2010 en Golfo de Arauco
Inundación
- Requiere topografía de
-
Modelo numérico.
Ecuaciones empíricas
Registros históricos
Elevación del terreno.
rad
5
Nivel del mar (m)
detalle , deseable LIDAR
(muy importante)
- Definir nivel de marea
(usualmente se utiliza
marea máxima)
- Definir método para
estimación de la
inundación:
6
prs
4
3
2
1
0
01-Ene-11
06-Ene-11
11-Ene-11
16-Ene-11
Fecha
21-Ene-11
26-Ene-11
31-Ene-11
Resultados de la modelación
 Área de inundación
Resultados de la modelación
 Profundidad de flujo
Resultados de la modelación
 Evolución Temporal
Resultados de la modelación
 Velocidades de propagación del tsunami
Diversidad de resultados según tipo
de escenario utilizado
Áreas de Inundación
1960
2010
¿Evento de diseño?
 ¿Qué sismo o evento se utiliza para el diseño?
 ¿Qué nivel de marea se considera para la máxima
inundación?
San Pedro
de la Paz
1835
Mw 9.0
¿Cómo cuantificar los efectos en la costa
Minami Sanriku, Japón
Dichato
¿Que tan dañino puede ser?
Tsunami
Sismo
Impacto
22.5kPa
227kN
Arrastre
15kPa
Fb=2.300kN
173kN
133kN
112kN
W=5.300kN
W=5.300kN
Mv=4.500 kN m
Mv imp=18.000 kN m
Mv hidro=12.000 KN m
Mr=26.500 kN m
Mr=15.000 kN m
Mr=26.500 kN m
W=5.300kN
Elocuente…….
Edificio de 3 pisos con losa de
fundación en Onagawa
Edificio de 4 pisos fundado sobre
pilotes en Onagawa
Necesidad de enfocarse en la Mitigación
 Mapa de peligro de
inundación sirve para:
 Construir mapas de riesgo
 Construir mapas de manejo
del riesgo (incluye vías de
evacuación, áreas de
seguridad, etc).
 Proponer estrategias
adecuadas de mitigación:



Protección
Reubicación
Acomodación
Mitigación del riesgo
 Estrategia de protección:
Kamaishi
Mitigación del riesgo
 Estrategia de protección
Dichato
Mitigación del riesgo
Efecto de Bosques
Aranguiz, R., Villagrán, M., Eyzaguirre, G (2011), “Use of trees as a tsunami natural barrier for
Concepcion, Chile”. Journal of Coastal Research SI 64, pp450-454.
Mitigación del riesgo
 Estrategia de acomodación







Mejorar características naturales de protección (dunas)
Refugios, sistema de alerta, vías de evacuación
Códigos de diseño de estructuras en zona costera
Zonificación
Regulaciones de reconstrucción post-desastre
Incentivos o desincentivos de impuestos y seguros
Drenaje (erosión y socavación)
Lecciones Aprendidas
 Implementar medidas no estructurales:
Educación
evacuación
ciudadana,
planes
de
 Actualización constante de los mapas de
inundación; la zona costera es dinámica
 Mejorar
herramientas de planificación
territorial
 Evitar la “Tsunamiamnesia”
Aeropuerto de
Sendai, Japón
Tendencias actuales en el estudio de Tsunamis
 Anticipémonos a los eventos: no seamos solo reactivos!
Tendencias actuales en el estudio de Tsunamis
 Efecto de un tsunami generado en el norte de Chile
sobre la Bahía de Concepción
 Relación Magnitud v/s Máxima Inundación
Mw 8.8
Tendencias actuales en el estudio de Tsunamis
• Propagación del Tsunami en la desembocadura del río
Bíobio
Tsunami 2010
Tendencias actuales en el estudio de Tsunamis
 Efecto de la configuración de la infraestructura en la
zona de inundación
Sumatra 2004
Tendencias actuales en el estudio de Tsunamis
Modelo físico
y numérico
para estudiar
efectos no
lineales en la
zona de
inundación
Tendencias actuales en el estudio de Tsunamis
Variabilidad en los daños
sobre infraestructura
existente
Tendencias actuales en el estudio de Tsunamis
• Mejoramiento de los algoritmos para simular
el proceso de inundación
Tendencias actuales en el estudio de Tsunamis
• Efectos de las simplificaciones en los modelos
numéricos
Rompieron amarras y fue
Empujado fuera del puerto
Navegó a la deriva entre los
Rompeolas, impactándolo por el
lado mar
Deambuló por la entrada al
puerto varando al otro lado del
terminal en un bajo de arena
Tendencias actuales en el estudio de Tsunamis
• Efectos sobre las embarcaciones
Tsunami 2011 Japón
Islas Guam
2 Submarinos
nucleares soltaron
sus amarras y se
desplazaron a la
deriva por el puerto
Tendencias actuales en el estudio de Tsunamis
•
•
•
•
Aumento de las capacidades computacionales
Grillado dinámico
Programación paralela PPU
Uso de tarjetas graficas GPU
Gracias por su atención
Rafael Aránguiz/Mauricio Villagrán
[email protected]/[email protected]
Departamento de Ingeniería Civil
Universidad Católica de la Ssma. Concepción
Centro de Investigación Marítimo Portuario CIMP-UCSC