¿Qué son los Peligros Geológicos?

En los últimos 90 años se ha triplicado la población mundial, a esto se le conoce como bomba demográfica y tiene como consecuencia un preocupante crecimiento exponencial de la población. Es por esto que gran parte de la responsabilidad de los daños en grandes desastres se debe al ser humano, quien ha crecido en forma irresponsable sin tener en cuenta las restricciones del medio natural y con desconocimiento de los peligros geológicos que enfrenta.

Desde el origen de la Tierra hasta nuestros días, la superficie terrestre ha sido afectada por constantes cambios, algunos inducidos por procesos internos (tectónica de placas) y otros por procesos externos (clima), lo que a menudo se le conoce como geodinámica natural. Estos continuos cambios se manifiestan en la naturaleza en diversos fenómenos naturales como son las erupciones volcánicas, sismos, tsunamis, inundaciones y remociones en masa.

El concepto de peligro geológico o amenaza natural entonces surge cuando la evolución natural de la Tierra se antepone al desarrollo y bienestar del ser humano, dejando como consecuencia, grave daño sobre la vida, lesiones u otros impactos a la salud, daños a la propiedad, pérdida de servicios, trastornos sociales y económicos.

"Los fenómenos naturales son considerados peligros geológicos cuando tienen el potencial de ocasionar daño sobre el ser humano"

Debemos tener claro que el concepto de peligro geológico solo hace referencia a la dimensión natural del proceso, y cuando hablamos de riesgo geológico estamos incorporando otra dimensión que es la humana (vulnerabilidad).

¿Cuáles son estos peligros geológicos?

Como ya sabrás, los peligros geológicos pueden ser erupciones volcánicas, sismos, tsunamis, remociones en masa e inundaciones. A continuación te daremos una breve definición de cada uno de estos peligros. Si necesitas más información sobre un peligro geológico en especifico, puedes consultar la bibliografía al final de este artículo.

Peligros Volcánicos

Los peligros volcánicos incluyen los efectos primarios de la actividad volcánica que son resultado directo de la erupción (flujos de lava, flujos piroclásticos, caída de ceniza, descargas laterales, emisión de gases) y los efectos secundarios que pueden ser causados por los efectos primarios (flujos de detritos, flujos de barro, desprendimientos, avalanchas, inundaciones, incendios y tsunamis). Te explicamos algunos a continuación:

Flujos de lava: se originan cuando el magma alcanza la superficie y desborda el cráter. Los tres tipos principales de lava deben su nombre a la roca volcánica que forman: basáltica, andesítica y riolítica. Estos flujos pueden ser bastante fluidos y moverse rápidamente o relativamente viscosos y moverse lentamente.
Caída de cenizas: producto volcánico resultante de un volcanismo explosivo, en el cual la toba volcánica es físicamente disparada a la atmosfera a través de la chimenea volcánica en grandes cantidades. La roca finamente molida y vidrio volcánico son transportadas en la dirección del viento y se depositan produciendo la caída de ceniza. Estos eventos pueden afectar las aguas superficiales, además de afectar la vegetación incluyendo cultivos, y la irritación de las vías respiratoria y los ojos.
Flujos piroclásticos: este es uno de los aspectos más letales de las erupciones volcánicas. Estos flujos son avalanchas de materiales piroclásticos muy calientes: ceniza, roca, fragmentos de vidrio volcánico y gas, que son disparados por una chimenea y descienden a gran velocidad (>160 km/hr) por las laderas del volcán, característica que les confiere gran peligrosidad. En total estos flujos han provocado la muerte de más personas que ningún otro riesgo volcánico en los últimos 2000 años.

Sismos

Nuestro país esta expuesto permanentemente a sismos, debido a que la placa de nazca se mueve horizontalmente hacia el este y se introduce debajo de la placa Sudamericana, proceso que le llamamos subducción y ocurre a diferentes velocidades y ángulos a lo largo de Chile, ocasionando deformación y concentración de energía. Esta energía al liberarse en forma violenta genera los sismos.
Dependiendo de la magnitud del sismo es el daño que este producirá, así por ejemplo grandes sismos tienen la capacidad de incluso tirar a las personas al suelo.
Una sacudida violenta del suelo puede ser dañino en particular para los edificios si el movimiento horizontal es especialmente fuerte. La vibración se mide normalmente como aceleración del suelo y se compara con la aceleración global de la gravedad. En general, las frecuencias de vibración altas dañan edificios bajos mientras que las frecuencias de vibración bajas dañan edificios altos.
También debemos tener presente que los sismos pueden gatillar deslizamientos de laderas o caída de rocas y también generar el efecto de licuefacción, el que consiste en que un sedimento saturado en agua cambie rápidamente de sólido a líquido por la influencia de una vibración intensa.

"Una razón importante que los terremotos causen un gran daño y pérdida de vidas es su imprevisibilidad"

Tsunamis

Los maremotos o tsunamis son producidos por agentes puramente geológicos, tales como terremotos, deslizamientos o erupciones volcánicas , y en donde se ha comprobado que estos mismos agentes geológicos a menudo provocan tsunamis en lagos o represas. La palabra tsunami proviene del japonés que significa «ola de puerto«, es el nombre apropiado para designar las enormes olas (de periodo 0.1-1.5 hora) y que se desplazan a grandes velocidades en mar abierto (900 km/hr), pero cuando están por aproximarse a la costa, reducen de manera importante las longitudes de onda y por lo tanto, la amplitud crece hasta alcanzar alturas de olas entre 10-30m, en casos extremos. Afortunadamente, los tsunamis son breves y sus efectos son restringidos a las inmediaciones de la línea de costa. Solo transcurren unas pocas horas o minutos desde el momento en que se desencadena el deslizamiento de tierra, el sismo o la erupción volcánica, y el momento en que el tsunami resultante golpea la costa.

Advertencia: Este video contiene imágenes que pueden afectar la sensibilidad de algunas personas Tsunami en la ciudad de Ofunato, prefectura de Iwate, Japón (2011)

Remociones en Masa

En este concepto se engloban todos los procesos de movilización lenta o rápida de determinado volumen de suelo, roca, o ambos, en diversas proporciones y que corresponden intrínsecamente a procesos gravitacionales con desplazamientos ladera abajo del terreno. Estos movimientos son completamente normales y se enmarcan dentro de la evolución morfológica propia de la geodinámica y con el tiempo se alternan periodos de estabilidad, seguidos de episodios de inestabilidad. Estos procesos ocurren generalmente, a expensas de rápidas modificaciones en las condiciones físicas preexistentes, cuando se excede un determinado umbral de tensión y/o resistencia en los materiales comprometidos.
En Chile los principales procesos de remociones en masa son los flujos (de detritos, de barro, lahares, solifluxión), deslizamientos, desprendimientos, subsidencia, hundimientos, avalanchas o aludes y «jökulhlaup». Estos fenómenos se asocian genéticamente a la interacción en el tiempo y espacio de un gran número de factores que condicionan los procesos de remociones en masa, sus diversas velocidades de desplazamiento, mecanismo de ruptura, litología comprometida, ambientes climáticos y geomorfológicos en que se desarrollan, imponen serias dificultades al establecimiento de un sistema unificado de clasificación. Por esta misma razón, diversos autores han proporcionado clasificaciones, entre los que destacan Varnes (1958,1978) y Hutchinson (1968,1988).
Cada uno de los diversos tipos de remociones en masa anteriormente identificados como de ocurrencia común en Chile, admite una definición particular en términos de factores condicionantes (ambiente geográfico, geológico, morfológico, tectónico y climático), factores desencadenantes (sismo, clima, intervención antrópica), recurrencia, magnitud, riesgo inducido y medidas de control.
A continuación te describimos brevemente cada tipo de remoción en masa con ocurrencia en Chile.

FLUJOS: estos son movimientos de masa de mayor o menor velocidad, propios de materiales sin cohesión. Los materiales involucrados actúan temporalmente como un fluido, experimentan una deformación continua y no presentan en terreno superficies de rotura definida. Dentro de esta categoría podemos encontrar distintos tipos de flujos, diferenciados principalmente por su origen y reología.
- Flujos de barro (Mud flow): es un flujo canalizado muy rápido a extremadamente rápido de detritos saturados plásticos, cuyo contenido de agua es significativamente mayor al del material fuente (índice de plasticidad superior al 5%). El porcentaje de contenido arcilloso presente en el flujo permite que sea este el que controle la hidráulica del flujo y no las partículas mayores (comportamiento plástico). La concentración sedimentaria en estos tipos de flujos ronda entre 0.45-0.55 por volumen.
- Flujos de detritos (Debris flow): también caracterizadas como aluviones en la terminología geológica chilena, pueden ser agrupadas en el concepto de «flash flood» de la literatura geológica norteamericana el cual consiste en un flujo local y repentino de volumen relativamente grande y de corta duración, que desborda los cauces de ríos en valles secos, en zonas semiáridas, transportando una enorme carga de barro y fragmentos rocosos (concentración de sedimentos entre 0.55-0.8 por volumen), pudiendo ser no-cohesivos (<3-5% de arcillas) y cohesivos (>3-5% de arcillas), característica importante para definir su reología, siendo los primeros dominados por colisiones entre clastos (flujos granulares) y los segundos dominados por un comportamiento viscoplástico por la presencia de partículas arcillosas.
- Flujos laháricos (Lahar flow): este fenómeno es parte de los peligros volcánicos, y consisten en flujos de barro o de escombros, de origen volcánico, compuesto por una suspensión densa y viscosa de gravas mal clasificadas, arenas, lodo y agua. Por lo tanto, las características de este tipo de flujo son muy similares a las entregadas para los flujos de barro y detritos, con la diferencia concerniente a los mecanismos de iniciación y material involucrado, los que son principalmente volcánicos. El término «lahar» es una palabra del idioma Java (Indonesia) que al comienzo se la utilizó para describir a una «brecha volcánica transportada por el agua» (Van Bemmelen, 1949).
  Estos flujos pueden estar relacionados directa o indirectamente a la actividad volcánica, denominados lahares primarios y lahares secundarios respectivamente.

"Los flujos de lahares son uno de los fenómenos volcánicos asociados más impactantes y devastadores, ya que pueden afectar áreas muy distantes al punto de inicio"

- Reptación (Creep): se refiere a aquellos movimientos lentos del terreno en donde no se distingue una superficie de falla. La reptación puede ser estacional, cuando se asocia a cambios climáticos o de humedad del terreno, y verdadero cuando hay un desplazamiento relativamente prolongado en el tiempo.
  Dentro de este proceso se incluyen la solifluxión y la gelifluxión, este último término reservado para ambientes periglaciales. Ambos procesos son consecuencia de la influencia del agua y la gravedad, donde con frecuencia se compromete suelos residuales, rocas blandas y/o coluvios con abundante matriz arcillosa, susceptible de experimentar deformación elastoplástica. Se trata de procesos que principalmente se desarrollan en capas superficiales del orden de 1 a 2 metros de profundidad.
  La solifluxión corresponde a un movimiento rápido, vinculado a acciones de hielo-deshielo que afecta, normalmente a suelos de grano fino, limo-arcillosos y de poco espesor (<1m). En sectores con una cobertura mas gruesa de suelo (>1m), y que sean altamente permeables, los procesos de reptación lenta crean condiciones propicias al desarrollo de flujos de tierra («earth flow»).
- Flujo de tierra (Earth flow): son movimientos intermitentes, rápido o lento de suelo arcilloso plástico. Los flujos de tierra desarrollan velocidades moderadas, con frecuencia de centímetros por año, sin embargo pueden alcanzar valores hasta de metros por minuto.

DESLIZAMIENTOS: Corresponden a remociones en las que masas de rocas o suelos de deslizan de acuerdo a superficies de rotura relativamente definidas, predominantemente a lo largo de una superficie de falla, o de una delgada zona donde ocurre una gran deformación al superarse la resistencia al corte, generando el movimiento del material conjunto.
En el sistema de Varnes (1978), se clasifican los deslizamientos, según la forma de la superficie de falla por la cual se desplaza el material, en traslacionales y rotacionales.

- Deslizamiento traslacional: estos consiste en remociones gravitacionales de masas de suelo, con una gran cantidad de restos vegetales, que se deslizan como mantos o láminas sobre una superficie de rotura lisa en empinados flancos de valles. En general estos suelen ser más superficiales que los deslizamientos rotacionales y el movimiento ocurre con frecuencia a lo largo de discontinuidades como fallas, planos de estratificación, diaclasas o planos de contacto entre la roca y el suelo residual que yace sobre ella. En un macizo rocoso, este mecanismo de falla ocurre cuando una discontinuidad geológica tiene una dirección aproximadamente paralela a la cara del talud y buza hacia ésta con un ángulo mayor que el ángulo de fricción, a este proceso que involucra deslizamiento de rocas, se le denomina «rock slide».
- Deslizamiento rotacional: este tipo se refiere a deslizamientos en los que la rotura profunda o superficial ocurre a través de superficies curvas y cóncavas, dependiendo de la uniformidad del material. Se desarrollan normalmente en suelos cohesivos uniformes o macizos rocosos muy fracturados, carente de estructuras. Debido a que el mecanismo rotacional ocurre en rocas poco competentes, la tasa de movimiento es con frecuencia baja (<1m/s), excepto cuando el material involucrado es altamente frágil como las arcillas sensitivas.

"En la naturaleza, es posible encontrar deslizamientos que no son ni planares ni rotacionales en su totalidad, sino que tienen componentes de ambos, a los que se les denomina deslizamientos compuestos"

DESPRENDIMIENTOS: Se define como la caída de bloques de rocas y/o suelo semiconsolidado a partir de una ladera con fuerte empinamiento o acantilado rocoso, de acuerdo a una caída libre, al menos en parte de su trayectoria. Genéticamente, la gran mayoría de los desprendimientos se vinculan a la pérdida de resistencia en los planos de discontinuidades asociada tanto a la presencia de agua (con desarrollo de presiones intersticiales que actúan sobre tales estructuras) como a congelamiento al incrementar su abertura. Se pueden reconocer en la naturaleza dos mecanismos claros de desprendimiento, las caídas (fall) y los volcamientos (toppling).
- Caída: es un tipo de movimiento en el cual uno o varios bloques de suelo o roca se desprenden de una ladera, sin que a lo largo de esta superficie ocurra desplazamiento cortante apreciable. Una vez desprendido el material, cae desplazándose principalmente por el aire pudiendo efectuar rebotes y rodamiento dependiendo de la inclinación de la ladera. Pueden movilizarse a grandes velocidades, alcanzando incluso los 100m/s.
- Volcamiento (Toppling): son movimientos en masa en el cual hay una rotación generalmente hacia adelante de uno o varios bloques de roca o suelo, alrededor de un punto o pivote de giro en la parte inferior. Este movimiento ocurre por la acción de la gravedad, por empujes de las unidades adyacentes o por la presión de fluidos en grietas (Varnes, 1978).

AVALANCHAS: Este término es definido como una voluminosa masa granular de materiales sólidos (nieve, hielo, rocas o sus mezclas), que se desprenden, deslizan o fluyen a gran velocidad por la fuerza de gravedad. Por lo tanto es posible reconocer distintos tipos de avalanchas.
- Avalancha de detritos (Debris avalanches): es un movimiento de masa no canalizado, de detritos saturados o parcialmente saturados, poco profundos, muy rápidos a extremadamente rápidos. Estos movimientos comienzan como un deslizamiento superficial de una masa de detritos que al desplazarse sufre una considerable distorsión interna y toma la condición de flujo. Consecuencia del hecho que no sean canalizados, estos movimientos presentan un menor grado de saturación que los flujos de detritos, y tampoco tienen un ordenamiento de la granulometría del material en sentido longitudinal, ni tampoco un frente de material grueso en la zona distal (Hungr et al., 2001). Estas avalanchas son morfológicamente similares a las avalanchas de rocas.
- Avalancha de rocas (Rock avalanches): son movimientos de gran longitud extremadamente rápidos, de roca fracturada, que resultan de deslizamientos de roca de magnitud considerable (Hungr et al., 2001).Sus depósitos están a menudo cubierto por grandes bloques, aún cuando se puede encontrar bajo la superficie del depósito material fino derivado parcialmente de roca fragmentada e incorporada en la trayectoria. Con frecuencia son confundidos con repositos morrénicos.

SUBSIDENCIA Y HUNDIMIENTO: Se entiende por subsidencia al descenso vertical lento de la superficie de un terreno debido a la fuerza de gravedad, o a efectos de consolidación de suelos por descenso del nivel freático, y por hundimiento al movimiento vertical brusco de una masa de suelo o roca debido en muchas ocasiones a la falla estructural de la bóveda de una cavidad subterránea y a la disolución de rocas carbonatadas. La dinámica de este tipo de remociones provoca con frecuencia, activos procesos que pueden derivar en riesgos naturales, inducidos por la intervención del hombre. Si bien este peligro geológico no tiene una alta mortalidad, puede generar grandes pérdidas económicas al producir daños estructurales a edificios y carreteras.

JÖKULHLAUP: Este término islandés se refiere a un flujo aluvional producido por el abrupto colapso de un lago glacial, debido al rompimiento y liberación súbita de las aguas represadas. En nuestro país, este tipo de remociones a menudo se incluyen dentro del término «aluviones«. Estos movimientos fácilmente pueden tornarse flujos de detritos (debris flow) o flujos de barro (mud flow) al incorporar material. Aún cuando este tipo de remoción en masa se manifiesta como un flujo, con frecuencia se define separadamente, considerando que posee características muy distintivas en relación con los ambientes geográficos en que ocurre (zonas periglaciales), y los mecanismos que lo desencadenan (colapso de las barreras de lagos).

Inundaciones

Es el proceso natural por el cual el flujo rebosa el cauce de un río. La mayoría de las inundaciones de un río está relacionada con la cantidad y distribución de las precipitaciones en la cuenca de drenaje, la tasa de precipitación y la rapidez con que la escorrentía superficial de dichas precipitaciones llega al río. Un papel importante es también la cantidad de humedad del suelo previa a un evento de precipitación importante, ya que la tasa de infiltración se ve drásticamente reducida, lo que dará paso a una inundación rápidamente. Otro factor importante que acelera una inundación es la urbanización, ya que aumenta la cubierta impermeable, y por lo tanto solo dependerá de la eficacia y condición de los sistemas de drenajes para evitar que estos colapsen. Esto quiere decir que periodos largos de precipitaciones moderadas también pueden causar inundaciones si los sumideros de desagüe están bloqueados con sedimento o escombros.

¿Qué podemos hacer para reducir el daño?

Habiendo revisado brevemente cada uno de los peligros geológicos al que nos encontramos expuestos, podemos concluir que la mayoría del daño producido por estos procesos geológicos se debe a la permanente competencia del ser humano con el suelo, para destinarlo a diversos usos: irrigación, viales, residencias, industria, minería, cosecha, recreación y otros, tomando como costo un importante número de víctimas a lo largo de la historia, como consecuencia del desconocimiento de la ocurrencia de estos peligros geológicos en el pasado o simplemente por negligencia.
Es en este punto que la geología debe poner su conocimiento geológico sobre fenómenos naturales a disposición de la comunidad, para ayudar en la prevención, gestión y recuperación durante una catástrofe. Para lograr este conocimiento, es muy importante estudiar a profundidad cada peligro geológico, aumentando el registro de datos en intervalos temporales mucho mayores que los existentes en la actualidad, lo que dará una visión más amplia sobre las intensidades, periodos de retorno, cuantificación del evento y cálculo de peligrosidad. Por consecuencia, se logrará localizar espacialmente zonas susceptibles de ocurrencia de procesos geológicos en los mapas de susceptibilidad y peligro, permitiendo un ordenamiento de territorio más efectivo y disminuyendo la exposición a estos eventos.
Es importante mantener estos mapas actualizados con los nuevos datos que van proporcionando los propios procesos naturales a medida que suceden. Es decir, estos mapas de peligros deben ser algo dinámico y en constante actualización.

"La mayor medida mitigadora de los peligros geológicos es el conocimiento de estos por parte de la comunidad"

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¿Qué son los Peligros Geológicos?