Importantes Procesos en el mar Chileno

Importantes Procesos en el mar Chileno

TSUNAMIS
En el mar chileno ocurren procesos como las surgencias y el fenómeno
El Niño, que son relevantes porque influyen en aspectos diversos del clima, de
los recursos marinos vivos, de las condiciones para el hábitat humano, entre
otros. Ambos fenómenos, aunque pueden relacionarse, ocurren a diferentes
escalas espacio-temporales.
El Niño es un fenómeno a escala planetaria (depende de fuerzas
planetarias), que posee una cierta periodicidad y que produce cambios
interanuales en el océano generando cambios en los sistemas de corrientes, en
las masas de agua, en los hábitat marinos afectando a la pesquería.
Las surgencias son fenómenos a mesoescala (algunos kilómetros a
decenas de kilómetros), generalmente localizadas geográficamente,
dependiendo de la forma de la costa, la topografía submarina y los vientos
locales; temporalmente son medibles en días y horas y afectan al mar
territorial.
Por otra parte, la condición de borde de placa de subducción en que se
encuentra Chile, es responsable de la alta sismicidad a la que se asocian los
tsunamis que constituyen un factor de riesgo para los asentamientos humanos
localizados en terrenos bajos de la costa.
7.1.- Tsunamis
Chile debido a su posición geográfica en la cuenca del Pacífico
suroriental, queda incluido dentro de países que con cierta frecuencia reciben
los efectos de ondas de tsunamis. Estas ondas se desplazan a gran velocidad
y, según su magnitud, pueden causar enormes daños materiales y pérdidas de
vidas al alcanzar las costas continentales e islas oceánicas
Tsunami es una palabra japonesa que denomina a una gran ola que
irrumpe en un puerto.
Existe consenso para designar con la palabra tsunami a aquel fenómeno
periódico que ocurre en el mar, generado por un disturbio externo que impulsa
y desplaza verticalmente la columna de agua originando un tren de ondas
largas, con un período que va de varios minutos hasta una hora, que se
propaga a gran velocidad en todas direcciones desde la zona de origen, y
cuyas olas al aproximarse a las costas alcanzan alturas de grandes
proporciones, descargando su energía con gran poder, infligiendo una vasta
destrucción e inundación.
7.1.1.- Mecanismos generadores
Los principales mecanismos generadores de tsunamis son:
•
•
•
Dislocaciones en el fondo del mar producidas por un terremoto, de
magnitud superior a 6.5 en la escala de Richter, el cual provoca súbitos
levantamientos o hundimientos de la corteza con el consiguiente
desplazamiento de la columna de agua. El tectonismo ocasiona el 96%
de los tsunami observados.
Erupciones volcánicas submarinas que son responsables del 3% de
ocurrencia de tsunamis.
Deslizamientos en el talud continental, con 0.8% de ocurrencia.
Origen de un tsunami por dislocación del fondo marino
Otros mecanismos naturales generadores de tsunami son: el flujo hacia
el mar de corrientes de turbidez o de lava; el desprendimiento de glaciares, y
en forma artificial las explosiones nucleares detonadas en la superficie o en el
fondo del mar. Estos son fenómenos menos comunes pero de gran importancia
por los efectos locales que producen.
Es poco probable que terremotos de hipocentros poco profundos
(menores a 60 Km.), con magnitudes inferiores a 6,4 en la escala de Richter
generen un tsunami. Mientras que aquellos con magnitudes superiores a 7,75
pueden originar tsunamis de alto riesgo.
Otros mecanismos naturales generadores de tsunami son: el flujo hacia
el mar de corrientes de turbidez o de lava; el desprendimiento de glaciares, y
en forma artificial las explosiones nucleares detonadas en la superficie o en el
fondo del mar. Estos son fenómenos menos comunes pero de gran importancia
por los efectos locales que producen.
Es poco probable que terremotos de hipocentros poco profundos
(menores a 60 Km.), con magnitudes inferiores a 6,4 en la escala de Richter
generen un tsunami. Mientras que aquellos con magnitudes superiores a 7,75
pueden originar tsunamis de alto riesgo.
Es preciso señalar que los terremotos de foco poco profundo constituyen
un 75 % del total de la energía sísmica liberada anualmente, y también
presentan la mayor frecuencia relativa de ocurrencia en el mundo, alcanzando
más de un 72%.
Dado su origen, los tsunamis son muy frecuentes en el océano Pacífico;
en el período considerado entre 1900 y 1986 fueron observados 247 tsunamis
en el Pacífico de los cuales 29% se generaron cerca de Japón.
7.1.2.- Características físicas de un tsunami
Debido a la gran longitud de onda estas olas siempre "sienten" el fondo
(son refractadas), ya que la profundidad siempre es inferior a la mitad de la
longitud de onda (valor crítico que separa las olas de agua profunda de las olas
de aguas someras). En consecuencia, en todo punto del océano, la velocidad
de propagación del tsunami depende de la profundidad oceánica y puede ser
calculado en función de ella.
En donde V es la velocidad de propagación, g la aceleración de
gravedad (9.81 m /seg2) y d la profundidad del fondo marino. Para el Océano
Pacífico la profundidad media es de 4.000 m, lo que da una velocidad de
propagación promedio de 198 m/s ó 713 Km./h. De este modo, si la
profundidad de las aguas disminuye, la velocidad del tsunami decrece.
Velocidad de propagación de tsunamis en función de la profundidad
PROFUNDIDAD
(brasas de 1.8 m)
VELOCIDAD
(Nudos: 1852 m/hora)
5000
582
3000
451
1000
260
500
184
100
82
10
26
Cuando las profundidades son muy grandes, la onda de tsunami puede
alcanzar gran velocidad, por ejemplo el tsunami del 4 de Noviembre de 1952
originado por un terremoto ocurrido en Petropavlosk (Kamchatka), demoró 20
horas y 40 minutos en llegar a Valparaíso en el otro extremo del Pacífico, a una
distancia de 8348 millas, avanzando a una velocidad media de 404 nudos. La
altura de la ola al llegar a la costa es variable, en el caso señalado en
Talcahuano se registraron olas de 3.6 metros; en Sitka (Alaska) de 0.30 metros
y en California de 1 metro.
Al aproximarse a las aguas bajas, las olas sufren fenómenos de
refracción y disminuyen su velocidad y longitud de onda, aumentando su altura.
En mares profundos éstas ondas pueden pasar inadvertidas ya que sólo tiene
amplitudes que bordean el metro; sin embargo al llegar a la costa pueden
excepcionalmente alcanzar hasta 20 metros de altura.
Es posible trazar cartas de propagación de tsunamis, como se hace con
las cartas de olas; la diferencia es que los tsunamis son refractados en todas
partes por las variaciones de profundidad; mientras que con las olas ocurre
sólo cerca de la costa.
Carta de propagación de la onda del tsunami de Papua Nueva Guinea, ocurrido
en Julio de 1998.
Sus características difieren notablemente de las olas generadas por el
viento. Toda onda tiene un efecto orbital que alcanza una profundidad igual a la
mitad de su longitud de onda; así una ola generada por el viento sólo en
grandes tormentas puede alcanzar unos 300 metros de longitud de onda, lo
cual indica que ejercerá efecto hasta 150 metros de profundidad.
Los tsunamis tienen normalmente longitudes de onda que superan los
50 kilómetros y pueden alcanzar hasta 1000 kilómetros, en tal caso el efecto
orbital es constante y vigoroso en cualquier parte del fondo marino, ya que no
existen profundidades semejantes en los océanos.
Parámetros físicos y geométricos de la onda de tsunami. [Fuente: Ramírez,
1986]
La longitud de onda (L) de un tsunami corresponde al producto entre la
velocidad de propagación (V) y el período (T), relación dada por:
L=VxT
De este modo, para una velocidad de propagación V = 713 Km./h, y un
período T = 15 minutos, la longitud de onda es L = 178 Km. Debido a su gran
longitud onda, el desplazamiento de un tsunami a grandes profundidades se
manifiesta en la superficie oceánica con amplitudes tan solo de unos pocos
centímetros.
Las olas generadas por los vientos tienen períodos por lo general de
menos de 15 segundos, a diferencia de las ondas de tsunami que oscilan entre
20 y 60 minutos. Esta característica permite diferenciarlas claramente en un
registro mareográfico y por lo tanto advertir la presencia de un tsunami.
CARACTERISTICA
TSUNAMI
OLA COMÚN
De 150 a 100 Km
Longitud de onda
90 m O. Atlántico
300 m O. Pacífico
Velocidad máxima
900 km/hr y más
< 100 km/hr
Período
De 10 a 90 min.
< 15 seg.
Altura o amplitud
Mar adentro
Costa
Pocos centímetros
1-30 m
< 13 m
6m
Influencia en el fondo
Perturba totalmente el fondo
Ninguna, sólo en la playa
7.1.3.- Impacto de tsunami
La magnitud de los efectos de un tsunami en áreas costeras, va a
depender de una serie de factores físicos y de la existencia o no de
emplazamientos humanos. De este modo, a continuación se describen escalas
de intensidad de tsunamis, su poder destructor, sus efectos en la costa y daños
ocasionados.
Escalas de intensidad de tsunamis
Para expresar la magnitud de un tsunami diversos autores han creado
escalas de grados de intensidad. Inamura en 1949 propone una escala en
función de la altura de la ola y los daños que estas producen en las áreas
costeras. De este modo, el grado de un tsunami m o magnitud es clasificado de
acuerdo a lo estipulado en el siguiente cuadro.
Escala de Grados de Tsunamis según Inamura.
Grado de tsunami
m
Altura de ola
H (metros)
0
1-2
No produce daños.
1
2-5
Casas inundadas y botes destruidos son arrastrados.
2
5 - 10
Hombres, barcos y casas son barridos.
3
10 - 20
Daños extendidos a lo largo de 400 km de la costa.
4
> 30
Descripción de los daños
Daños extendidos sobre más de 500 km a lo largo de la línea costera.
Por su parte, Iida en 1963, propone una escala de grados de tsunami,
relacionando la máxima altura de subida que alcanza en tierra la ola (runup =
R), medida sobre el nivel medio del mar; y la energía de los tsunamis
correspondiente a diferentes grados de intensidad. Relación que se ilustra en el
siguiente cuadro.
Escala de grados de tsunami según Iida.
Máxima altura
de inundación
R
(metros)
Grado de
tsunami
m
Energía
(Erg.)
5.0
25.6 x 1023
> 32
4.5
12.8 x 1023
24 - 32
4.0
6.4 x 1023
16 - 24
3.5
3.2 x 1023
12 - 16
3.0
1.6 x 1023
8 - 12
2.5
0.8 x 10
23
6-8
2.0
0.4 x 1023
4-6
1.5
0.2 x 10
23
3-4
1.0
0.1 x 1023
2-3
23
0.5
0.05 x 10
0.0
0.025 x 1023
1 - 1.5
-0.5
0.0125 x 1023
0.75 - 1
-1.0
0.006 x 1023
0.50 - 0.75
-1.5
0.003 x 1023
0.30 - 0.50
-2.0
23
0.0015 x 10
1.5 - 2
< 0.30
Posteriormente, Wiegel en 1970, combina las escalas propuestas por Inamura
y Iida. Como se observa en el siguiente cuadro, adiciona a la escala de
Inamura la cota máxima de inundación R, definida por Iida. Como la escala de
Iida se extiende desde m = -2 hasta m = 5 y además contiene medios grados,
la adaptación de la variable R a la escala de Inamura se presenta con
intervalos discontinuos.
Escala de grados de tsunami según Inamura y Iida, transcrita por Wiegel
Grado
tsunami
m
Altura de la ola
H
(metros)
Cota máxima de
inundación R
(metros)
0
1-2
1 - 1.5
1
2-5
2-3
Casas inundadas y botes destruidos son arrastrados.
2
5 - 10
4-6
Hombres, barcos y casas son barridos.
3
10 - 20
8 - 12
Daños extendidos a lo largo de 400 km de la costa.
4
> 30
16 - 24
Daños extendidos sobre más de 500 km a lo largo de la línea
costera.
Descripción
de los daños
No produce daños.
La altura de la ola H corresponde a la diferencia de nivel entre cresta y valle.
Por otra parte, la cota máxima de inundación R, corresponde al lugar de la
costa donde los efectos del tsunami son máximos.
Con la escala de grados de tsunami descrita, se puede identificar y diferenciar
la magnitud de un evento. De este modo, al señalar que la costa de una
determinada región ha sido afectada por 10 tsunamis en 400 años, se puede
precisar que de los diez tsunamis acontecidos sólo uno fue de magnitud dos (m
= 2) y nueve fueron de magnitud cero (m = 0). Además, esta escala permite
calificar los tsunamis basándose en documentos y descripciones históricas que
hacen referencia a la magnitud de los daños y a la cota máxima de inundación.
Nuestro país cuenta con estadísticas desde 1562, dichos datos son de gran
utilidad para determinar el riesgo de tsunami en zonas costeras y calcular las
probabilidades de ocurrencia.
Poder destructor de un tsunami
La fuerza destructiva del tsunami en áreas costeras, depende de la
combinación de los siguientes factores:
•
•
•
•
•
•
•
Magnitud del fenómeno que lo induce. En el caso de ser un sismo
submarino se debe considerar la magnitud y profundidad de su foco.
Influencia de la topografía submarina en la propagación del tsunami.
Distancia a la costa desde el punto donde ocurrió el fenómeno
(epicentro).
Configuración de la línea de costa.
Influencia de la orientación del eje de una bahía respecto al epicentro
(características direccionales).
Presencia o ausencia de corales o rompeolas, y el estado de la marea al
tiempo de la llegada del tsunami.
Influencia de la topografía en superficie, incluye pendientes y grado de
rugosidad derivado de construcciones, árboles y otros obstáculos en
tierra.
Efectos en la costa.
La llegada de un tsunami a las costas se manifiesta por un cambio
anómalo en el nivel del mar, generalmente se presenta un aumento o
recogimiento previo de las aguas; esta última situación suele dejar descubiertas
grandes extensiones del fondo marino. Posteriormente, se produce una
sucesión rápida y acentuada de ascensos y descensos del nivel de las aguas,
cuya altura puede variar entre uno y cuatro metros; sin embargo, se han
registrado casos puntuales en que las olas alcanzaron alturas superiores a los
20 metros.
La ola de un tsunami acumula gran cantidad de energía; cuando llega a
la línea costera, esta ola avanza sobre la tierra alcanzando alturas importantes
sobre el nivel medio del mar. La ola y el flujo que le sigue, cuando encuentran
un obstáculo descargan su energía impactando con gran fuerza. La dinámica
de un tsunami en tierra es bastante compleja y normalmente no predecible;
esto se debe a que influyen factores muy diversos como son: el período, la
altura de la ola, la topografía submarina y terrestre determinando daños de
diversa intensidad.
Los efectos de un tsunami son diferentes dependiendo de la duración del
período. Con corto período, la ola llega a tierra con una fuerte corriente, y con
período largo, se produce una inundación lenta con poca corriente. Por otra
parte, mientras mayor sea la altura de la ola, mayor es la energía acumulada;
por lo tanto, y dependiendo de la pendiente y morfología del terreno, mayor
será la extensión de las áreas inundadas. Al respecto, estudios japoneses han
determinado que mientras menor es la pendiente de la ola (razón entre la altura
y la longitud de onda ) mayor será la altura máxima de inundación.
Por otra parte, las variaciones en las formas y las pendientes de la
batimetría submarina cercana a la línea de costa influye directamente en el
potencial de energía del tsunami, ocurriendo amplificación o atenuación de las
ondas.
Así, una costa en peldaños que tenga una plataforma continental
escalonada con bruscos cambios de pendiente, hará que la onda de tsunami
pierda gradualmente su energía cinética y por tanto potencial, lo anterior debido
a los choques sucesivos de la masa de agua con el fondo marino. Las olas van
disipando su energía en las paredes con los cambios bruscos de profundidad.
En tanto, una costa con topografía de pendientes suaves en forma de
rampas en que la plataforma continental penetra suavemente en el mar,
permitirá que la energía del tsunami sea transmitida en su totalidad, y por lo
tanto, se incrementa el poder destructivo del mismo. Estas son costas de alto
riesgo con olas de gran altura que producen inundación. En este caso la
pérdida de energía es sólo por roce.
En las bahías puede haber reflexión en los bordes de las costas; en
este caso si el período es igual (o múltiplo entero) al tiempo que demora en
recorrer la bahía, al llegar la segunda ola puede verse reforzada con un
remanente de la primera y aumentar la energía al interior de la bahía, este es el
fenómeno de resonancia. Esta condición puede producir la amplificación de
las alturas del tsunami al interior de una bahía como ocurre en la bahía de
Concepción (SHOA,1995). La figura complementaria muestra la forma
rectangular de la bahía con 14, 6 kilómetros de largo por 11,7 kilómetros de
ancho, con una profundidad media de 25 metros. En 25 metros de profundidad
la velocidad del tsunami es de 15,6 m/segundos o bien 56,3 km/hora, lo que
significa que este recorre el largo de la bahía en 15,5 minutos y el ancho en
12,5 segundos.
La topografía de las tierras emergidas influye directamente en la
penetración del tsunami en superficie. Cuando la pendiente es relativamente
fuerte la extensión de la zona inundada no es significativa, en cambio, cuando
el terreno es plano o con escasa pendiente, la penetración puede abarcar
kilómetros tierras adentro.
Daños causados por tsunami.
Los daños típicos producidos por tsunami pueden agruparse de acuerdo
a los siguientes grupos:
a) Daños producidos por el momento del flujo.
Los daños producidos por efecto del torque o momento, se originan
cuando la masa de agua del frente del tsunami seguida por una fuerte
corriente, impacta el espacio construido y su entorno, caracterizado por obras
de variadas dimensiones, árboles u otros objetos. En el impacto el tsunami
demuestra su tremenda fuerza destructiva, la cual, se refuerza por la colisión
de los objetos arrastrados por la corriente.
Cuando la masa de agua fluye de vuelta al mar, los escombros
arrastrados fortalecen la fuerza del empuje del flujo que irrumpe, causando de
este modo un efecto destructivo de las estructuras debilitadas por la primera
embestida. En algunas ocasiones la magnitud del momento del flujo es tan alta,
que es capaz de arrastrar tierra adentro a barcos de elevado tonelaje. Se debe
señalar que los daños originados por esta causa son más severos en las
bahías en forma de V, cuando son azotadas por tsunamis de períodos cortos.
b) Daños producidos por la inundación.
Si el flujo no es de gran magnitud, la inundación hace que flote todo tipo
de material que no esté fuertemente ligado a su base en el terreno, como
ocurre con casas de madera que no tienen sólidos cimientos. En el caso de
una gran extensión de terreno plano, la masa de agua puede encontrar un
pasaje hacia el interior y, por diferencias de pendiente, el flujo de agua es
acelerado en ese pasaje originando el barrido de los elementos que se
presenten a su paso, como construcciones, estructuras, etc.
En estas inundaciones, normalmente personas y animales perecen
ahogados; barcos y otras embarcaciones menores atracados en puertos y
muelles, pueden ser arrastrados a tierra y depositados posteriormente en áreas
distantes a su localización inicial una vez que el flujo ha retrocedido.
c) Daños producidos por socavamiento.
Los daños originados por socavamiento han sido observados a menudo
en las infraestructuras portuarias. Cerca de la costa la corriente del tsunami,
remueve el fango y arena del fondo del mar, socavando a veces las
fundaciones de las estructuras de muelles y puertos. Si esto ocurre, dichas
estructuras caen hacia el mar; como ha ocurrido con algunos muelles sobre
pilotes. El colapso de las estructuras puede producirse también cuando el
reflujo socava las fundaciones. La inundación que produce el tsunami puede
socavar también los cimientos de líneas de ferrocarril o carreteras, originando
bloqueos de tráfico y una prolongada demora en el rescate y trabajos de
reconstrucción.
7.1.4.- Tsunamis en la costa de Chile
Por ser un país ribereño del Pacífico, la generación de tsunamis en Chile
esta asociada a la ocurrencia de grandes terremotos. Lo anterior se explica por
la posición geográfica de nuestro territorio, en una costa de subducción (fosa
chileno-peruana), donde convergen las placas tectónicas de Nazca y la Placa
Americana. Así, nuestro país es una de las regiones de mayor sísmicidad en el
mundo, su historia sísmica registra más de 30 sismos de magnitud superior a
7.5 en la escala de Richter. Esta realidad geotectónica convierte a Chile en una
zona favorable para la generación de tsunamis. Desde 1562 a la fecha, se
posee información de 35 tsunamis de origen cercano a nuestras costas, los
cuales han generado daños de diversas magnitudes.
El siguiente cuadro muestra la distribución territorial de estos eventos:
UBICACION
FECHA
GRADO m DEL
TSUNAMI
MAGNITUD SISMO
M (Richter)
I Región de Tarapacá
24 - 11 - 1604
16 - 09 - 1615
10 - 03 - 1681
22 - 08 - 1715
03 - 07 - 1836
13 - 08 - 1868
19 - 08 - 1869
24 - 08 - 1869
09 - 05 - 1877
3
1
1
2
1
4
1
1
4
8.4
7.5
7.3
7.5
7.3
8.5
7.3
7.4
8.3
III Región de Atacama
11 - 04 - 1819
26 - 05 - 1851
05 - 10 - 1859
18 - 12 - 1918
10 - 11 - 1922
04 - 05 - 1923
3
1
2
2
3
1
8.4
7.5
7.6
7.5
8.4
7.0
IV Región de Coquimbo
17 - 11 - 1849
06 - 04 - 1943
12 - 04 - 1955
2
1
1
7.5
8.3
7.1
V Región de Valparaíso
08 - 07 - 1730
19 - 11 - 1822
25 - 03 - 1871
16 - 08 - 1906
4
2
1
1
8.8
8.5
7.5
8.5
VII Región del Maule
01 - 12 - 1928
1
8.4
VIII Región del Bíobio
28 - 10 - 1562
08 - 02 - 1570
15 - 03 - 1657
23 - 05 - 1751
20 - 02 - 1835
3
3
3
3
3
8.3
8.3
8.0
8.5
8.3
X Región de Los Lagos
16 - 12 - 1575
24 - 12 - 1737
07 - 11 - 1837
22 - 05 - 1960
3
1
3
4
8.5
7.8
8.0
8.4
XI Región Aisén del Gral. Carlos Ibañez del Campo
21 - 11 - 1927
1
7.1
XII Región de Magallanes y la Antártica Chilena
02 - 11 - 1879
07 - 12 - 1949
1
1
7.3
7.5
Referencias a algunos de los principales tsunamis que han afectado las
costas de Chile:
a) El tsunami del 13 de agosto de 1868.
Fue originado por un violento terremoto, de magnitud 8.5 en la escala de
Richter, de cuatro a cinco minutos de duración y cuyo epicentro se localizó en
el mar, a los 18º 05' de latitud sur y 71º de longitud oeste, y a 70,3 Km de Arica.
Se produjo alrededor de las 17: 15' horas (hora local) del día 13 de Agosto de
1868, generando un tsunami, de magnitud (m) 4, de grandes proporciones, con
olas que presentaron elevaciones en la costa de aproximadamente 14 metros.
(Morales y Cañon, 1985).
En Arica, el mar se retiró 22 minutos después del terremoto, dejando a la
vista el fondo marino y varados los buques anclados en el fondeadero. Las
primeras ondas de tsunami avanzaron sobre la costa, colapsando el muelle y
barriendo a las personas que se encontraban en las cercanías para pedir
ayuda a la tripulación de los buques varados. Estas fueron dos olas que
presentaron una elevación en terreno (runup) de 10 metros. Aproximadamente
dos horas después, a las 19: 10' horas (hora local) se presentaron una tercera
y cuarta onda de tsunami, las cuales atacaron violentamente la costa,
describiéndoselas como murallas de agua de unos 14 metros de altura. En la
ciudad, su expansión destructiva llegó hasta la parte baja de la Iglesia Matriz
(posterior Iglesia San Marcos). Estas ondas arrastraron a varios buques desde
su fondeadero a 1852 metros (1 milla) enfrente del "Morro", depositándolos
sobre el continente. Complementando, se puede citar el caso del "Wateree",
barco norteamericano que fue arrastrado aproximadamente 7,4 km. en
dirección noreste, y varado a 1850 metros de la línea de costa y a unos 70
metros de los cerros, salvando ilesa su tripulación, gracias al fondo plano, con
ruedas y doble timón de proa y popa, que permitieron la estabilidad del navío.
Esta fotografía fue tomada en dirección norte pocos días después del desastre.
Se evidencia la magnitud y la fuerza de arrastre que caracterizó al tsunami de
1868. En ella se visualizan los barcos varados "Wateree" en primer plano y
"América" al fondo, el primero norteamericano y el segundo peruano. [Fuente:
Alvarez, et al, 1980]
Para 1868, la población estimada de la ciudad de Arica era de 10.000
habitantes, y la pérdida de vidas derivadas de la catástrofe fue estimada entre
300 a 350 personas, complementándose con la destrucción generalizada de la
ciudad.
El terremoto de 1868, abarcó todo el norte actual de Chile y el sur del
Perú. El tsunami causó estragos en todo el Océano Pacífico, particularmente
en Nueva Zelandia, Australia, Samoa, Hawaii, San Pedro en California y Japón.
En los puertos nacionales el tsunami presentó diversas magnitudes; en
Valparaíso tuvo un efecto reducido mientras que en otros puertos alcanzó
grandes proporciones como en: Iquique, Mejillones, Tocopilla, Coquimbo,
Constitución, Tomé, Concepción, Talcahuano y Coronel.
b) El tsunami del 1º de abril de 1946.
Tsunami generado a gran distancia de las costas de Chile, y el cual
afectó a gran parte de la cuenca pacífica oriental. Su origen se debió a un
terremoto submarino cuyo epicentro se localizó a unos 148 kilómetros al SE de
Unimak, en el archipiélago de las Aleutianas (Alaska, EE.UU). En Chile el
tsunami afectó todos los puertos abiertos al océano Pacífico, manifestándose
con magnitud (m) 0.
Carta de propagación del tsunami del 1º de Abril de 1946.
Los mareógrafos ubicados en los puertos de Antofagasta y Valparaíso, fueron
las dos estaciones más distantes en que se obtuvieron registros de las ondas.
La primera se halla a 12.266 kilómetros del epicentro y el período de la onda
que llegó a la costa fue de 20 minutos, mientras que Valparaíso se halla a
12.981 km y el período de la onda fue de 18 minutos. El tiempo de llegada a
Valparaíso fue de 18,6 horas.
El tsunami llegó a nuestras costas, después de la medianoche,
provocando pánico en la población civil de los puertos afectados. Los informes
marítimos registraron entradas y salidas de mar sucesivas, alcanzando niveles
superiores a lo normal y que se sucedieron dentro de un período de cinco a 16
minutos, en circunstancias que el período medio entre una pleamar y bajamar
en nuestras costas es de seis horas 12 minutos. (S.H.O.A.,1995).
c) El tsunami del 22 de mayo de 1960.
Este tsunami corresponde a uno de los más destructivos eventos
registrados en el planeta en los últimos años y sus efectos se sintieron en todo
el Océano Pacífico. Se produjo aproximadamente a las 15:10 horas del 22 de
mayo de 1960. Originado por un terremoto de magnitud 8.4 en la escala de
Richter, su epicentro fué en el océano y se localizó a los 39º 30' de latitud sur y
a los 74º 30' de longitud oeste, frente a la provincia de Valdivia. El tsunami
generado fue de magnitud (m) 4, por lo tanto sus efectos fueron devastadores.
Las primeras informaciones vinieron de Lebu y se referían a sucesivas
olas de tres a cuatro metros de altura que estaban produciendo daños en ese
puerto. Poco después comenzaron a llegar noticias que se referían a sucesivas
ondas marinas de efectos destructivos en las costas de Valdivia, Puerto Montt,
Ancud, Caleta Mansa, Corral, y Puerto Saavedra entre otras.
No se puede precisar con exactitud el daño y muertos atribuíbles al
tsunami a lo largo de la costa de Chile. Sin embargo, todos los pueblos
costeros entre los 36 y 44 grados de latitud sur fueron destruídos o dañados
fuertemente por la acción de las ondas del tsunami y el sismo. La combinación
del tsunami y el terremoto produjo en Chile 2.000 muertos; 3.000 heridos; dos
millones de damnificados y 550 millones de dólares en daños.
El tsunami también afecto distintas localidades costeras del Océano
Pacífico, repercutiendo en Hawai, las costas de Japón, Rusia, Nueva Zelandia,
Australia. Las alturas de las olas variaron entre 13 metros en las Islas Pitcairn,
12 metros en Hilo, Hawaii; siete metros en varios lugares de Japón y
oscilaciones leves en otras áreas. De este modo, Japón que está a más de
17,000 kilómetros del área de generación del tsunami, sufrió 200 pérdidas de
vidas y los daños estimados fueron de 50 millones de dólares. Por otra parte,
cuantiosa fue la destrucción a lo largo de la costa de los EE.UU., donde los
daños ascendieron a 25 millones de dólares.
7.1.5.- El Sistema de Alarma de Tsunami
a) El Sistema Internacional de Alarma de Tsunami del Pacífico
El objetivo operacional del Sistema de Alarma de Tsunami del Pacífico
(SATP) es detectar y ubicar los terremotos ocurridos en la Región del Pacífico,
determinar si ellos han generado tsunami, y proporcionar información del
tsunami y alarmas en forma oportuna y efectiva a la población del Pacífico.
El SATP es un programa internacional que requiere la participación de
las instalaciones sísmicas, de mareas, de comunicaciones y de difusión
operadas por la mayor parte de las naciones localizadas alrededor del Océano
Pacífico. Las naciones participantes están organizadas bajo la comisión
Oceanográfica Intergubernamental (COI) como el Grupo Internacional de
Coordinación para el Sistema de Alarma de Tsunami en el Pacífico (GIC/ITSU).
Actualmente integran este grupo los siguientes países: Australia,
Canadá, Chile, China, Colombia, Costa Rica, Ecuador, Estados Unidos de
América, Federación Rusa, Fiji, Filipinas, Francia, Guatemala, Reino Unido,
Indonesia, Islas Cook, Japón, México, Nicaragua, Nueva Zelandia, Perú,
República de Corea, República Democrática Popular de Corea, Samoa
Occidental, Singapur, y Tailandia.
Estaciones de información del Sistema Internacional de Alarma de Tsunami del
Pacífico y los tiempos de propagación de un tsunami desde Honolulú. [Fuente:
SHOA, 1995]
El SATP cuenta con un centro operativo, denominado Centro de Alarma
de Tsunami del Pacífico (PTWC), localizado en el Observatorio Magnético y
Sismológico de Honolulu (Hawaii), el cual recolecta y evalúa los datos
proporcionados por los países participantes, y disemina boletines de alarma
informativos respecto la ocurrencia de un sismo importante y la generación
posible o confirmada de un tsunami.
b) El Sistema Nacional de Alarma de Maremotos (SNAM)
En Chile, debido a los devastadores efectos del terremoto y tsunami del
22 de mayo de 1960, se puso en evidencia la necesidad de contar con un
sistema nacional de alerta temprana en caso de tsunami. Es así como desde
1964, el Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile (SHOA),
es responsable de organizar, dirigir, y controlar un Sistema Nacional de Alarma
de Maremoto (SNAM). Su misión es hacer llegar toda la información
relacionada con la magnitud y hora estimada de arribo de un tsunami a
nuestras costas, a las autoridades civiles, fuerzas armadas y carabineros que
estén localizados en los puertos y caletas del litoral; y a su vez, informar al
Sistema Internacional de Alarma de Tsunami del Pacífico sobre tsunamis y
ondas anormales que tengan origen en las costas de Chile.
El sistema cuenta con una red de estaciones mareográficas enlazadas
por el sistema de telecomunicaciones navales; además de las estaciones
sismográficas del Servicio Sismológico Nacional (Universidad de Chile). La
comunicación se efectúa vía satélite según el esquema.
El Sistema Nacional de Alarma de Maremotos (SNAM)
Un terremoto grado 6.5 Richter activa el sistema. (1) Vía satélite, el sismógrafo informa del evento a EE.UU. (2) El
procesador de la NOAA envía dos mensajes simultáneos: (2A) Alerta al computador en Chile de un posible Tsunami.
(2B) El procesador interroga al mareógrafo sobre cambios en el nivel del mar. (3) El mareógrafo responde. (4) El
procesador califica la información y envía una señal de alarma.
El Sistema Nacional de Alarma de Maremotos (SNAM) comprende 4 aspectos
básicos:
•
•
•
•
Programa Período de Retorno: referido al cálculo de la probabilidad de
ocurrencia en el tiempo.
Cálculo de Curvas de Seguridad de Inundación en los sectores costeros.
Se considera en general la cota de 20 m desde nivel de más alta marea,
por ejemplo para Antofagasta se estima una cota de riesgo 13 metros.
Sistema local de alerta: determina hora probable de llegada de las olas a
través de los registros sismológicos y los registros de mareas
Emergencia Social: encargado de educar y coordinar a poblaciones
potencialmente amenazadas.
7.1.6.- Riesgo de Tsunami
Los tsunamis se encuentran entre los más terribles y complejos
fenómenos físicos, son eventos naturales extremos, poco frecuentes, pero de
rápida generación, responsables de numerosas pérdidas de vidas y extensa
destrucción en localidades costeras.
La constante amenaza de tsunami sobre las costas de nuestro país,
toma relevancia al momento de considerar los eventos históricos acontecidos, y
al observar la tendencia a localizar residencias permanentes, industrias y
variadas obras civiles muy próximas al mar.
Urbanización del borde costero. Avda. del Mar, La Serena.
Hay diversas formas de reducir el riesgo de tsunami. Una de ellas
consiste en estimar la vulnerabilidad de los asentamientos costeros
amenazados, para ello se definen áreas potenciales de inundación ante un
eventual tsunami, estimación que puede realizarse mediante tres técnicas
complementarias:
Comportamiento de tsunamis históricos.
Modelos teóricos - históricos.
Simulación numérica.
Se debe considerar que el uso de estas técnicas es complementario, de
este modo la combinación de métodos y fuentes de información potencian la
certidumbre de los resultados. Por otra parte, las áreas de riesgo identificadas
representan el comportamiento de tsunamis históricos, no considerando
efectos de roce debidos a la rugosidad del terreno y la densidad de
construcciones actuales. Así, los resultados obtenidos son una aproximación
de lo que podría suceder en caso de tsunami en determinadas áreas,
información básica para definir el umbral entre el riesgo y la seguridad de las
comunidades costeras.
a) Área de inundación en función de tsunamis históricos
Para identificar una curva de inundación histórica, se debe contar con
una serie de antecedentes, relatos y/o fotografías del evento. Esta información
debe ser complementada con las características físicas y humanas del área de
estudio, la batimetría, la geomorfología costera, altitud, los usos del borde
costero y los aspectos urbanos relevantes.
•
Curva de inundación histórica por tsunami en Arica.
En la ciudad de Arica han ocurrido de manera cíclica destructores terremotos
que han sido generadores de tsunami. Los últimos de mayor magnitud han sido
los acontecidos en 1868 y 1877. Ambos sismos fueron de magnitud 8.5
(Richter) y generaron devastadores tsunamis grado 4 en la escala de Inamura.
El cálculo del área de inundación se efectuó en función de antecedentes y
fotografías históricas que describen y muestran los efectos de ambos tsunamis,
obteniéndose así una serie de datos espaciales de referencia. El siguiente
cuadro sintetiza los puntos de control considerados:
Tsunami 1868
En el sector antiguo de la ciudad las olas
subieron 10 m por sobre el nivel del mar.
Las áreas inundadas llegan hasta los
cimientos de la Iglesia Matriz, hoy Iglesia San
Marcos.
Barcos varados más allá de los arenales.
El barco Wateree fue arrastrado
aproximadamente 7.4 km desde su
fondeadero frente al Morro de Arica, y varado
a 1850 m de la línea de costa y a sólo 70 m
del cerro Chuño.
Tsunami 1877
Las olas avanzaban en dirección
sur a norte, de tal modo que el morro
protegió la ciudad.
Las aguas llegaron hasta los
cimientos de la iglesia San Marcos.
En el sector de Chinchorro las
aguas llegaron hasta los cerros.
Cuando el mar retrocedió, arrastro
la embarcación "Wateree" varada por
el tsunami de 1868. Los restos fueron
depositados a 450 m de la línea de
costa.
La gran ola subió 65 pies (19,75
m).
b) Modelos teóricos basados en antecedentes históricos.
La formulación de modelos teóricos basados en variables físicas, y su
complementación con antecedentes históricos, como el comportamiento en
superficie de un tsunami en determinada región, permiten mejorar el cálculo y
la aproximación de sus resultados.
Entre otros, el modelo "alturas de inundación de tsunami v/s pendiente playa
sumergida", propuesto por Ramírez (1993), relaciona la pendiente de varias
playas sumergidas con alturas de inundación históricas conocidas, ocurridas
durante el terremoto de 1877 que originó un tsunami que afectó principalmente
al norte de nuestro país.
Este modelo se fundamenta en la determinación del coeficiente de transmisión
de energía, el cual permite identificar la magnitud de energía cinética
transmitida por un tsunami sobre la línea de costa de determinada área. De
esta forma, se puede inferir el comportamiento que la onda presentará en
superficie, y por lo tanto, dimensionar las áreas que serán potencialmente
afectadas por la inundación.
Para espacializar el riesgo de tsunami en la ciudad de Arica, Lagos (1997)
utiliza éste modelo, para ello realiza un análisis batimétrico en cinco puntos
estratégicos de la línea de costa, relacionando coeficientes de transmisión de
energía con cotas de inundación derivadas del modelo.
Las siguientes figuras presentan la configuración batimétrica de la bahía de
Arica. Se puede apreciar que las menores profundidades predominan en el
sector norte de la bahía, aumentando gradualmente la profundidad en dirección
sur.
Modelo digital batimétrico frente a la ciudad de Arica
Localización perfiles batimétricos frente a la ciudad de Arica
El estudio batimétrico concluye, que la energía transmitida por la onda de
tsunami se traspasa casi en un 100% desde los 10 km hasta 2 km mar adentro
frente a la ciudad de Arica. Apareciendo graduales efectos de roce del fondo
marino desde los 2000 m hasta la línea de costa. De este modo, se evidencia
que la plataforma continental se presenta como una rampa que potencia el
traspaso de energía de la onda de tsunami.
Las siguientes imágenes modelan el área de inundación y definen el
comportamiento aproximado que habría tenido el tsunami de 1877 sobre el
borde costero de la ciudad de Arica.
Área de inundación por tsunami en Arica
Modelo digital de elevación 3D y curva de inundación por tsunami en
Arica
c) Área de inundación en base a simulación numérica
Se debe considerar que la simulación numérica de un tsunami se
sustenta en una serie de antecedentes físicos, los cuales son complementados
con registros técnicos e históricos que permiten mejorar la precisión de la
simulación. La simulación puede realizarse matemáticamente de forma manual
o utilizando un software computacional, lógicamente ésta última opción maneja
ingentes volúmenes de información, acelerando y optimizando los resultados.
El SHOA elabora en la actualidad cartas de inundación en caso de
tsunami a partir de simulaciones numéricas realizadas en un software, las
cuales, de manera general, consideran los siguientes factores:
•
•
•
•
Procedencia del frente de onda (punto epicentral más común registrado
por la historia sísmica).
Profundidad del área submarina próxima a la costa (es importante
porque controla el tiempo de llegada y la altura de la ola).
Altura de la ola (a partir de diagramas de refracción que permiten
calcular la amplitud y el tiempo que demora el frente de onda en llegar a
la costa).
La morfología litoral y submarina.
De este modo el SHOA elabora un mapa de inundación por tsunami en
Arica, donde se determina que, si se produce un terremoto en Arica grado 8.5
Richter (la gente no puede mantenerse en pié), el tsunami demoraría entre 10 a
25 minutos en desarrollar su efecto en la zona norte y centro de la ciudad. La
inundación alcanzaría cotas de 5 a 7.5 metros sobre el nivel medio del mar
entre el valle de Chacalluta y el Chinchorro, de 7.4 a 11 metros entre el
Chinchorro y el puerto, y de 5 a 7.5 metros entre el puerto y caleta la Lisera.
Infografía mapa de inundación de Arica, SHOA
Por otra parte, Mardones et al (1996) determinan Áreas de inundación
marina por tsunami en Concepción. Para ello consideraron los siguientes
factores: procedencia del frente de onda desde el SO de la región de
Concepción, (que es el punto epicentral más común registrado por la historia
sísmica), estimación de la altura de la ola (8 a 12 metros) para un tsunami
grado 3 (previamente calculada por otros investigadores), la morfología litoral
que es muy irregular debido a la existencia de bahías, la morfología submarina
con la presencia del cañón del Biobío que distorsiona fuertemente la entrada de
la ola a tierra firme, las condiciones topográficas de las llanuras litorales bajas
lo que favorece una mayor inundación.
El tiempo estimado para la llegada de la ola a la costa fue calculado en
60 minutos, si la fuente se encuentra a más de 80 kilómetros de la costa, éste
sería el tiempo máximo que se dispone para alertar a la población.
De acuerdo a lo anterior, Mardones et al concluyen que los sectores más
amenazados son los pantanos litorales y las áreas próximas, las llanuras
aluviales y las terrazas inferiores hasta aproximadamente 2 kilómetros de la
desembocadura de los ríos, las llanuras costeras desprovistas de cordones
litorales o dunarios de altura superior a la altura de la ola prevista. Para el
puerto de San Vicente, que es una zona donde se concentran las más grandes
industrias de la región se esperan olas con alturas cercanas a los 6 metros;
como existen amplias áreas con llanuras topográficamente inferiores a esta
altitud, se ha estimado que éste es uno de los sectores de más alto riesgo.
Respecto el riesgo de tsunami es interesante conocer los trabajos
realizados por Novoa, J. et al (1993) en la zona de Coquimbo y por la ONEMI
(1986) en la VIII Región.