Estudio de de formaciones superficiales de laderas asociadas a eventos hidrometeorológicos mediante modelos numéricos y sensores remotos Caso de estudio en la ladera Norte del río Biobío.

Abstract

La ladera norte del rio Biobío (~36.9°S, ~73.0°W, LNB), ubicada en la zona centro sur de Chile, es una zona con un activo cambio del relieve producto de procesos endógenos y exógenos. Dentro de los procesos transformadores del relieve, esta zona experimenta constantes procesos de remoción en masa de distintos tipos (deslizamientos, flujos, procesos lentos, etc.), los cuales pueden afectar a la población. Actualmente, la influencia de los distintos factores que inciden en la generación de procesos de remoción en masa en LNB no está completamente cuantificada. Durante los últimos años, nuevas corrientes en Geociencias han buscado integrar diferentes metodologías con el objetivo de comprender fenómenos y procesos que de manera individual resultan complejos. Esta filosofía puede ser utilizada para estudiar procesos de remociones en masa en ZLNB. De esta forma, se desarrolló un complemento de técnicas in-situ, sensores remotos, modelación numérica (determinista y empírica) y análisis in-situ para estimar procesos de remoción en masa en ZLNB. Se estudió la estructura interna de la ladera a partir de tomografía de resistividad eléctrica (TRE o ERT por sus siglas en inglés), midiendo las tasas de deformación mediante interferometría de radar de apertura sintética (SAR). Un modelo de balance de masa fue implementado para reproducir el intercambio de agua en los primeros metros de suelo. Simultáneamente, un modelo de elemento finito (FEM) permitió comprender la distribución espacio/temporal de los esfuerzos normales en las laderas. Finalmente, se implementó un modelo estadístico para comprender la relación a largo plazo entre el clima y los procesos de remoción en masa en la zona. Resultados de ERT muestra la presencia de medios limosos y arcillosos, materiales presentes comúnmente en procesos de remoción en masa lento. Estos resultados son consistentes con los patrones de deformación superficial observados mediante InSAR durante periodos de intensa precipitación. Los resultados del modelo de balance de masa confirman una variabilidad espacial de humedad, la cual propicia la generación de procesos de remoción en masa de tipo lento. A partir de un modelo FEM, se propone que la zona sufre de una distribución de esfuerzos no uniforme, tanto en tiempo como espacio. Existe una variabilidad en la magnitud de los esfuerzos normales en las laderas, lo que genera un desplazamiento de la ladera consistente con los efectos de procesos de remoción en masa lentos según evidencia de terreno. Resultados de modelos estadísticos establecen relaciones entre fenómenos de escala global (ENOS y AAO) y fenómenos locales (precipitación) con PRM en la zona durante meses de intensa precipitación. Los PRM son controlados principalmente por precipitación, sin embargo existe una fuerte influencia del ENOS en desmedro del AAO. Esto indica que localmente, el ENOS juega un papel mucho mayor en comparación a los efectos climáticos de alta latitud. De esta manera, en esta tesis doctoral se implementó técnicas de estudio para procesos de remoción en masa no desarrolladas en el sur de Chile. Estos resultados son consistentes con la literatura previa, permitiendo a las autoridades una mejor gestión de la información desde una perspectiva geocientífica. Sin embargo, quedan otros tipos de procesos de remoción en masa sin explicar durante este estudio, tal como el flujo de lodo o deslizamientos de terreno registrados durante el periodo de estudio. Es necesario poder refinar las metodologías propuestas integrando esquemas físico-matemáticos que permitan reconstruir la física de los PRM no representados. De esta forma, este estudio abre la ventana para que, en posteriores trabajos, se pueda investigar los procesos de remoción en masa en la zona Centro-Sur de Chile mediante una mirada interdisciplinaria abordándola desde la geología, geofísica y matemática en zonas con información limitada.