Evaluación de Amenazas de Lahares, flanco Nor

Evaluación de Amenazas de Lahares,
flanco Nor-Oeste del volcán Chaparrastique.
Informe Final
Manuel A Escalante, Carles Fernández
Mayo, 2014
i
Contenido
1. Introducción
................................................................................................................ 1
2. Antecedentes
.............................................................................................................. 3
3. Evaluación preliminar de amenazas
3.1. Zonas de susceptibilidad
........................................................................... 6
..................................................................................... 6
3.1.1.
Análisis de inestabilidades ............................................................................ 6
3.1.2.
Lugares con mayor probabilidad para la ocurrencia de Lahares ................... 8
3.2. Determinación de volúmenes
.............................................................................. 8
4. Evaluación de la aplicación LaharZ PY
..................................................................... 12
5. Resultados
................................................................................................................ 14
5.1. Modelo digital del terreno
5.2. Amenaza por Lahares
6. Conclusiones
.................................................................................. 14
....................................................................................... 16
............................................................................................................ 21
7. Recomendaciones
.................................................................................................... 23
8. Bibliografía
................................................................................................................ 28
ii
1. Introducción
La
erupción
protección
sistema
nacional
el
informes
realizada
para
Ministerio
emitidos
diciembre
recientemente
de
de
por
2013
y
minimizar
Medio
este
por
sus
los
Ambiente
ministerio
con
el
una
la
volcán
Chaparrastique
efectos
y
Recursos
erupción
duración
que
de
la
se
podrían
ocurrir,
Naturales
produce
actividad
más
activó
a
al
sistema
dentro
(MARN).
las
10:30
intensa
de
de
de
este
Según
los
del
29
de
2.5
horas,
adicionalmente estiman que la columna eruptiva alcanzo inicialmente una altura de 5 km y
posteriormente pudiera haber llegado a 10 km.
El
MARN
estuvo
colocadas
vibraciones
en
en
las
por
constante
cercanías
unidad
de
monitoreo
del
volcán,
tiempo,
el
por
se
estaciones
monitoreo
dióxido
de
permanentes
la
cantidad
azufre
de
arrojada,
y
provisionales
movimientos
evaluaciones
o
de
presencia de magma, metales pesados, calidad del aire y calidad del agua. Actualmente
la DACGER/MOP se encuentra en el diseño de obras de mitigación que puedan hacer
frente a los posibles desastres que podrían producirse producto del evento eruptivo.
Los
depósitos
frescos
o
jóvenes
de
ceniza,
fisuras
detectadas
y
la
gran
cantidad
de
vegetación superficial destruida establecen la necesidad de evaluar los nuevos escenarios
de riesgo en la época lluviosa por el evento eruptivo. Existe una posibilidad alta de que
exista
acumulación
de
deslizamiento de tierra
humedad
en
estos
depósitos
y
que
pueda
producirse
un
Flow Path
encauzado en quebradas “
” y que lleguen a afectar a
comunidades ubicadas en las faldas del volcán.
Este
estudio
“Evaluación
de
Amenazas
a
Lahares,
flanco
Nor-Oeste
del
volcán
Chaparrastique” busca identificar a los posibles Lahares que podrían ocurrir en la zona de
mayor riesgo identificada por especialistas. Se utiliza en el estudio la metodología para
determinar
Sistemas
amenazas
de
por
Información
Lahares
de
Geográfica
Iverson
(SIG)
(1998)
por
y
programada
Schilling,
las
en
software
constantes
de
para
Centroamérica propuestas por los mismos autores y validadas en investigaciones locales
son utilizadas.
Se emplean dos tipos de información del relieve del terreno, una obtenida por medio de
trabajos de fotogrametría a partir de vuelos no tripulados en la zona proximal del volcán
1
en
el
flanco
Nor-Oeste
realizado
por
DACGER/MOP,
llegándose
a
obtener
un
Modelo
Digital del Terreno (MDE) de 1 m de resolución (denominado para este estudio MDE1 y
cubre solo alguna de las zonas de interés).
Otra
fuente
de
información
de
relieve
del
terreno
-
y
utilizada
para
completar
la
zona
abarcada por el MDE1 con el objetivo de considerar la zona distal del volcán –fueron los
cuadrantes
1:25,000 del CNR y con la cual el MARN ha construido un MDE a 5 m de
resolución (denominado en este estudio MDE-MARN).
La presencia de una gran cantidad de vegetación caída y la cobertura arbórea de otros
sectores
del
MDE1
no
permiten
una
combinación
por
sustitución
directa
con
el
MDE-
MARN, para una evaluación preliminar se planteó realizar el modelo con las siguientes
consideraciones:
nacionales
de
1-
el
trabajo
referencia
y
2-
fotogramétrico
diferencias
de
está
más
correctamente
de
1
m
con
amarrado
modelos
a
vértices
nacionales
se
considera que pueden deberse a vegetación presente sobre el nivel de terreno.
Lo anterior produjo mapas preliminares sobre la posible trayectoria de los Lahares, al no
observar diferencias con el modelo MDE-MARN se decidió utilizar este último sin ningún
cambio.
Se ha realizado una evaluación de los posibles volúmenes en este nuevo escenario de
riesgo, considerando adicionalmente que las ceniza depositadas por el evento eruptivo es
mayor en la zona del cráter (considerando evaluaciones realizadas por el MARN) y va
disminuyendo
fotografía
de
aérea.
forma
Esta
lineal
disponía
hasta
de
4
el
límite
bandas
de
multi
la
zona
afectada,
espectrales
identificada
incluyendo
la
en
la
banda
del
LaharZ
PY
infrarrojo cercano que fue utilizar para detectar la zona afectada por cenizas.
Para
la
evaluación
de
las
amenazas
por
Lahares
se
utilizó
el
programa
publicado recientemente por la USGS, este es un nuevo desarrollo en lenguaje Python
que
se
puede
comparó
este
correr
nuevo
en
ArcGIS
desarrollo
Desktop
en
con
Python
la
con
extensión
corridas
de
Spatial
similares
Analyst
realizadas
(SA).
en
Se
LaharZ
para ArcINFO WorkStation (1998).
De esta manera se determinan las zonas de más probabilidad de afectación (volúmenes
3
de 300,000 m ) que llegan afectar a las comunidades a la orilla de la carretera, además se
plantea el área transversal afectada y los diferentes volúmenes no depositados posibles
que podrían llegar a afectar a lo largo del cauce principal.
2
2. Antecedentes
El volcán de San Miguel o también conocido como Chaparrastique, se ubica en la zona
oriental
de
El
estratovolcán
Salvador,
de
2,130
en
el
metros
departamento
de
altura
sobre
del
el
mismo
nivel
nombre.
del
mar,
Se
situado
trata
en
la
de
un
cadena
volcánica central salvadoreña. Se encuentra activo con actividad estromboliana, es decir,
un vulcanismo caracterizado por erupciones explosivas separadas por periodos de calma
de extensión variable.
Las
Esto
lavas
del
significa
volcán
que
San
tienen
Miguel
poca
tienen
cantidad
una
de
composición
sílice
y
por
química
lo
tanto
basáltica-andesítica.
el
magma
aflora
a
la
superficie de una forma relativamente fluida, sin generar mucha explosividad.
El
cráter
presenta
profundidad.
El
un
fondo
diámetro
de
la
de
aproximadamente
chimenea
no
puede
ser
600
visto
metros
desde
y
334
ningún
metros
punto
de
de
las
paredes del cráter. A través de la foto aérea se observa en el interior de la chimenea un
pequeño
cráter,
formado
durante
la
erupción
de
1976-1977.
Productos
de
esta
misma
erupción son algunas bombas que se encuentran en el interior del cráter.
La
última
actividad
eruptiva
con
emisión
de
lava
ocurrió
en
1976
y
la
última
pequeña
explosión con lanzamiento de tefras del tamaño de cenizas antes del evento de diciembre
de 2013, tuvo lugar el 16 de enero de 2002.
Si nos centramos en la última erupción, el 29 de diciembre de 2013, el volcán presentó un
aumento considerable de microsismicidad RSAM a partir de las 6.30am, desencadenando
una erupción de gases y cenizas por el conducto principal a las 10.30am. La columna se
elevó a más de 5 km de altura emitiendo algunos millones de metros cúbicos de ceniza.
Los vientos que soplaban predominantemente hacia el oeste, provocaron una afectación
mayor en el flanco oeste-sur-oeste y a las comunidades asentadas en los municipios de
Chinameca,
San
Jorge,
San
Rafael
Oriente
y
El
Tránsito.
Estimaciones
preliminares
y
diferentes autores, mencionan espesores de depósitos alrededor del cráter proximal entre
17 cm (Hernández, com. Pers) y 50 cm (Ministerio de Medio Ambiente, 2013).
Ahora la preocupación se centra en la época de invierno debido a la posible generación
de
lahares
desencadenados
por
las
lluvias
intensas
3
o
un
sismo
de
gran
magnitud.
Un
lahar es un flujo de sedimento y agua que se moviliza desde las laderas de los volcanes.
Los últimos años han venido marcados por la afectación de estas coladas de detritos, en
las comunidades asentadas en las faldas de la ladera occidental del volcán, sobre la calle
que une los municipios de San Jorge y San Miguel. La foto 2-1 muestra un lahar ocurrido
durante el invierno del 2013 y que cortó la calle dentro de la Finca Santa Isabel. La tabla
2-1
muestra
un
historial
de
lahares
recopilados
de
diversas
fuentes.
Es
interesante
observar cómo existe una laguna en el registro después del año 2002. Es probable que
las
obras
estructurales
que
se
realizaron
ese
año
con
la
conformación
de
diques
transversales en la principal zona de afectación, se vea reflejada en este inventario. En
términos absolutos y sin considerar los volúmenes, en base al inventario presentado se
desprende un periodo de retorno aproximado de 4 años.
Fuente
Fecha Inicio
Sitio
Desinventar
22/10/1920
Faldas del volcán de San Miguel
Desinventar
03/06/1921
Volcán Chaparrastique. El Tránsito
(Geólogos del Mundo, 2001)
19/06/1945
Qda. Quebradona
(Geólogos del Mundo, 2001)
06/05/1951
Qda. La Silva y Mª Chavez
(Geólogos del Mundo, 2001)
may-65
Qda. La Arenera
(Geólogos del Mundo, 2001)
15/09/1965
Qda. La Arenera
Desinventar
12/06/1967
San Jorge
Desinventar
05/06/1969
El Transito
Desinventar
02/10/1972
Centro Urbano. San Miguel ¿?
(Geólogos del Mundo, 2001)
08/05/1975
Qda. La Piedrita
Geólogos del Mundo
07/05/1985
La Placita
(Blanco Urrutia, Burgos Ganuza, &
23/10/1988
San Jorge
28/09/1992
La Arenera
Mejía, 2002)
(Geólogos del Mundo, 2001)
4
16/08/1994
San Jorge
31/10/1998
Chilanguera
1999
Via principal San Jorge
(Geólogos del Mundo, 2001)
26/08/2000
Qda. La Arenera
(Geólogos del Mundo, 2001)
06/09/2001
Qda. La Arenera
Desinventar
02/10/2002
San Miguel
Observatorio ambiental
Julio 2013
(Blanco Urrutia, Burgos Ganuza, &
Mejía, 2002)
(Blanco Urrutia, Burgos Ganuza, &
Mejía, 2002)
(Blanco Urrutia, Burgos Ganuza, &
Mejía, 2002)
Calle acceso al volcán
Tabla 22-1 Inventario de lahares en San Miguel
A
esta
erosión
materiales
proximal
de
la
parte
presentes,
del
cráter
se
le
después
alta
del
agrega
de
la
cono
la
volcánico
presencia
erupción.
Por
debida
de
la
la
a
la
ceniza
recurrencia
poca
cohesión
acumulada
de
los
en
de
la
lahares,
los
zona
por
la
inestabilidad presente en el flanco occidental del volcán (en general, es más probable que
el lado oeste del volcán se vea afectado por futuros lahares debido a la distribución de
tefra), y por la acumulación de ceniza que puede añadir más volumen a la generación de
un
posible
lahar,
es
necesario
que
haya
una
buena
caracterización
organización de la población de cara a la época lluviosa.
5
de
la
amenaza,
y
Foto 22-1. Lahar ocurrido en 2013.
3. Evaluación preliminar de amenazas
3.1. Zonas de susceptibilidad
3.1.1. Análisis de inestabilidades
El principal miembro geológico que aflora en la parte alta por encima, aproximadamente
de
los
1,500
m
del
cono
volcánico
es
el
s5’b.
Este
miembro
se
define
como
una
acumulación de escorias, tobas de lapilli y ceniza. Se trata de un material de color marrón
claro, muy heterogéneo, donde aparecen bloques métricos dentro de una matriz arenosa.
Se le puede considerar un conglomerado compuesto por clastos de tamaño centimétrico a
métrico embebidos en una matriz de cenizas y/o lapilli (Baxter, 1984). En esta zona se
pueden
distinguir
varios
tipos
de
afloramiento.
Además
de
lo
anteriormente
descrito
existen zonas de acumulación de material granular de tamaño de grano milimétrico de
color gris oscuro o rojizo. También existen zonas de material de color marrón claro con
laminación
cruzada
interna,
interpretados
piroclásticos.
6
como
producidos
por
eventos
de
flujos
Este material generalmente conocido como tefra, es muy poco cohesionado, muy friable y
susceptible
de
ser
movilizado
ladera
abajo.
Adicionalmente
a
la
variable
geológica,
la
extremada pendiente y un uso de suelo totalmente libre de vegetación, propician que la
susceptibilidad
a
movimientos
de
ladera
a
todo
alrededor
del
cráter
proximal
sea
muy
elevada. Toda esta inestabilidad es mucho más manifiesta en la ladera occidental (Foto 3-
1) donde las intensas lluvias han incrementado la erosión de unos materiales más friables
que se canalizan por las redes de drenaje generando en ocasiones lahares que alcanzan
las zonas habitadas y la carretera que conduce de San Jorge a San Miguel.
Foto 33-1. Cráter del volcán San Miguel (Foto Google Earth)
Tectónicamente,
observamos
coladas
de
lava
históricas,
cuyos
lugares
de
efusión
se
relacionan con fisuras orientadas en dirección NW-SE, y NE-SW. Es un volcán que surge
y crece a través de fallas geológicas que siguen un patrón dirigido por la subducción de la
placa de Cocos bajo la del Caribe. Por otra parte, la estructura tectónica local también
debe influenciar la estabilidad del edificio volcánico. Una serie de fisuras atravesando el
cráter central evidencian la debilidad estructural en la cima del volcán.
7
3.1.2. Lugares con mayor probabilidad para la ocurrencia de Lahares
Por las condiciones en que se encuentra la estructura principal del volcán se considera
que existe una gran posibilidad de que se pueda producirse Lahares bajo condiciones de
lluvias torrenciales o un evento sísmico en la época lluviosa. Si se considera que áreas
con
pendientes
superiores
a
30
grados
y
que
se
mantengan
en
grandes
extensiones
podrían ser los principales lugares para producirse un Lahar se vería que en cualquier
quebrada
podría
encuentran con
generarse.
abundantes
Como
se
muestra
zonas con
en
pendientes
la
figura
3-1,
superiores
la
a 30
zona
de
grados
análisis
y
las
se
zonas
donde interceptan a las quebradas grandes áreas de pendiente de 30º se han marcado en
rojo por considerarse que el movimiento de tierra se podría encauzar en la quebrada.
Ecuaciones planteadas para
ArcINFO workstation o para
la calculadora de mapas de
ArcGIS Desktop
Slope = slope(mde, degree)
Slope30 = con(slope > 30, 1, 0)
Area = Focalsum(slope30, rectangle, 10, 10)
Site = con(stream1000 == 0, 0, con(area > 95,
1, 0))
Figura 3-1. Identificación de sitios que podrían tener condiciones para desencadenar un Lahar.
3.2. Determinación de volúmenes
La erupción del 29 de diciembre generó una columna de ceniza de más de 5 kilómetros.
Los vientos en dirección oeste-sur-oeste desplazaron parte del material expulsado hacia
el occidente del país, llegándose a reportar pequeñas cantidades de ceniza en la capital
San Salvador, ubicada a más de 100 kilómetros del cráter. Por los datos recabados sobre
el
espesor
de
ceniza
acumulada,
el
tipo
de
8
erupción
estromboliana,
y
la
altura
de
la
columna de ceniza se puede inferir que el volumen total emitido acorde con el índice de
6
7
explosividad volcánica (VEI por sus siglas en inglés), se encuentra entre 10
Si
nos
centramos
en
la
zona
proximal
del
cráter,
donde
se
y 10
acumularon
los
3
m .
mayores
espesores de ceniza susceptibles de ser removidos e incorporados a la red de drenaje en
la época de lluvia o de un sismo fuerte, podemos estimar un volumen aproximado a partir
de
la
imagen
satélite
obtenida
después
de
la
erupción.
Según
el
informe
técnico
del
Observatorio Ambiental, se estima que los espesores de los depósitos de la erupción en
los
alrededores
material
fino
del
cráter
(Ministerio
oscilan
de
en
Medio
aproximadamente
Ambiente,
2013).
50cm
Este
diciembre de 2013. Posteriormente un equipo de geólogos
y
están
informe
se
constituidos
realizó
el
por
31
de
y vulcanólogos estimaron en
visitas de campo un espesor menor alrededor de los 17cm cerca del cráter (Hernández,
com. Pers.). El área de acumulación de ceniza proximal al cráter se ha estimado en unos
2
3,718,450 m . El espesor acumulado de la ceniza puede ser variable, pero tomando como
referencia
las
citas
anteriores
y
asumiendo
un
espesor
conservativo,
el
volumen
total
3
alrededor del cráter podría aproximarse a los 375,000 m .
Si nos centramos en las zonas de posible salida de un lahar y los volúmenes de material
volcánico que pueden deslizarse, principalmente materiales muy poco cohesivos como ya
se ha comentado, debemos centrarnos en la cabecera de la Qda. La Arenera (Figura
Esta
quebrada
y
la
cuenca
que
la
engloba
es
la
que
presenta
más
actividad,
3-2)
mayor
erosión en su parte alta y afecta a núcleos urbanizados en su parte baja (Foto 3-2). Los
procesos
de
erosión
y
sedimentación
en
la
parte
baja,
actúan
rellenando
los
valles
y
alterando la morfología existente. Esto significa que pueden verse alterados los cursos de
agua,
y
las
sedimentaciones
de
futuros
lahares
producirse
en
lugares
no
afectados
anteriormente (Figura 3-3). Una estimación posible del área movilizada en esa parte del
2
flanco noroeste del volcán resulta aproximadamente en 162,500 m . El espesor de la zona
movilizada es más difícil de caracterizar, pero en base a antecedentes del propio volcán y
de otros de la cordillera volcánica, se podrían generar cicatrices de hasta 10 metros en su
zona de ápice. Es decir que en un escenario conservador, de muy baja frecuencia pero
6
probable, se podrían generar lahares que transportaran hasta 10
9
m
3
de material.
Figura 33-2. Acumulación de ceniza alrededor del cráter proximal.
La estimación de los volúmenes más frecuentes se basa en el inventario de lahares y el
espesor. A pesar de no tener una fiabilidad completa, es muy probable que los lahares
que
suceden
con
mayor
frecuencia
sean
inferiores
a
400,000
3
m .
Así
lo
sugieren
los
modelos realizados, y los lugares y espesores donde se han cartografiado lahares. Ya
mencionamos antes que en base al inventario
proporcionado (tabla 2-1), el periodo de
retorno para lahares históricos es de aproximadamente 4 años, el cual coincide con el
informe
del servicio geológico de Estado unidos para volúmenes menores a 500,000 m
3
(USGS, 2001).
La problemática presente en la zona, y que reflejan los modelos, es que aun generándose
3
lahares inferiores a 100,000 m , estos son capaces de llegar a la carretera que une San
Jorge con San Miguel y afectar las viviendas de los núcleos urbanos asentados en sus
proximidades.
10
Foto 33-2. Vista del flanco superior NW tomada el 23/04/2014
Figura 33-3. Formas de deposición de un lahar
(VanDine, 1996)
11
4. Evaluación de la aplicación LaharZ PY
Los mapas de zonificación por amenazas volcánicas incluyen diferentes peligros en zonas
proximales y distales a la estructura del volcán, el software LaharZ desarrollado por la
USGS
permite
peligrosidad.
delimitar
En
el
estas
caso
de
zonas
con
versiones
el
objetivo
anteriores
de
estas
poder
zonas
establecer
las
niveles
utilizaba
de
de
forma
combinada para buscar intersecciones, pero las versiones más recientes del software se
pierden
estos
conceptos
de
intercepción
y
es el
especialista
el
que
define
el
inicio
del
depósito de material por un Lahar.
La metodología para determinar los peligros por Lahares propuesto por Iverson (1998) es
un
método
estadístico
con
formulaciones
empíricas
para
predecir
la
inundación
y
recorridos de los Lahares, que según Shilling es rápido, reproducible y objetivo (Shilling,
2014). La hipótesis principal que parte la metodología es la misma que usan los geólogos
para contrastar zonas de amenaza:
1.
Inundaciones del pasado han provisto la posibilidad de predecir las inundaciones
del futuro;
2.
Los riesgos distales de estos serían los valles a los que se orienta los flancos del
volcán;
3.
El tamaño del volumen controla la extensión de inundación;
4.
Los Lahares grandes ocurren con menos frecuencia que los pequeños; y
5.
Nadie
puede
predecir
el
tamaño
del
Lahar
a
desencadenarse
en
una
quebrada
dada.
El
programa
reconstruye
tener
un
LaharZ
fue
secciones
área
igual
escrito
en
transversales
entre
ellas
ArcInfo
a
partir
(A);
la
Macro
del
Lenguaje
cauce
inundación
(AML)
principal,
finaliza
estas
al
en
1998
y
secciones
completarse
el
este
debe
área
planimétrica de inundación establecidad (B).
La nueva versión del software LaharZ ha sido reprogramada en lenguaje Python, funciona
en ArcGIS versión 10 o mayores con la extensión de Spatial Analyst (SA),
de:
1-
Modelaje
amenaza
análisis
hidrológico
proximal,
de
3-
sensibilidad
(etapa
establecer
para
de
las
conocer
preparación
zonas
la
zona
12
de
de
de
datos),
amenaza
por
inundación
2-
Delimitar
Lahares
para
realiza tareas
zona
de
incluyendo
un
diferentes
la
niveles
de
confianza y 4- cuenta con herramientas que permiten integran las amenazas por Lahares
con fines de generación de cartográfica de amenazas.
Una de las ventajas de este nuevo programa es que permite evaluar más volúmenes y
zonas de inundación al trabajar con muchas secciones transversales de forma simultánea,
a pesar de ello utiliza una menor cantidad de tiempo de procesamiento, reduciendo los
tiempos
de
un
par
de
horas
para
un
Lahar
en
versiones
anteriores
a
unos
cuantos
minutos para evaluar 7 Lahares.
Las ecuaciones principales para establecer el área transversal y el área planimétrica son
las
mismas
determinadas
por
Iverson
en
1998
y
utilizan
los
parámetros
de
calibración
propuestos por el mismo investigador.
Por
la
importancia
que
tiene
el
utilizar
una
nueva
herramienta
se
hizo
un
análisis
comparativo con ambos programas en una de las quebradas del volcán Chaparrastique,
llegándose a obtener los mismos resultados, como puede verse en la siguiente figura 4-1.
Lahar Z PY (volumen de 200k m3)
Figura 44- 1.
Lahar Z AML (volúmenes de 30, 100 y 200 k m3)
Zona de Inundación para un volumen de 200,000 m3 utilizando LaharZ
LaharZ AML (1998) y
LaharZ PY (2014)
13
5. Resultados
5.1. Modelo digital del terreno
Se
dispuso
de
un
levantamiento
por
procesos
fotogramétricos
a
partir
de
fotografías
horizontales en un vuelo no tripulado sobre la zona de principal afectación en el flanco
Nor-oeste
del
levantamiento
(modelo
volcán
levantado
permitió
denominado
levantada,
lograr
un
MDE1).
requiriendo
de
por
DACGER/MOP,
Modelo
Este
Digital
modelo
información
de
después
Elevaciones
requiere
de
del
relieve
evento
de
ampliarse
para
poder
1
más
eruptivo.
m
de
allá
Este
resolución
de
continuar
la
los
zona
flujos
detectados en las zonas A y B de la figura 5-1 y poder identificar la zona de inundación en
la zona de pendientes bajas (zona C).
Figura 55-1. Zonas que requiere completar el DEM1
La información de relieve para completar las zonas mencionadas se ha tomado, en una
etapa preliminar,
partir
de
esta
de los cuadrantes 1:25,000 de El Salvador creado por el CNR y que a
información
el
MARN
creo
un
MDE
de
resolución
se
decidió
utilizar
solo
aquellas
metro
con
el
de
10
m
(modelo
del
MDE1
denominado MDE-MARN).
La
combinación
fueran
preliminar
similares
planteaba
diferencias
que
en
el
no
menos
terreno
superiores,
de
original
estas
se
1
no
ha
deberían
sufrido
elevaciones
modelo
grandes
principalmente
a
MDE-MARN.
cambios,
la
y
que
existencia
de
Lo
anterior
si
existían
vegetación
arbórea o restos de vegetación producto del mismo evento eruptivo (figura 5-2.).
14
que
El proceso se realizó por medio del siguiente algoritmo:
1.
Cambiar la resolución del MDE-MARN de 10 m a 1 m, herramienta
2.
Hacer un proceso de
Extracts Values To Points
resample
.
para obtener las elevaciones del
MDE-CNR en cada uno de los puntos del levantamiento Fotogramétrico.
3.
Determinar
la
diferencia
entre
los
valores
de
elevación
de
ambas
fuentes
de
información.
4.
Seleccionar solo aquellos puntos que cumplían la condición en que su diferencia
fuera inferior a ± 1 m.
5.
Convertir estos puntos a RASTER de resolución de 1 m.
6.
Hacer
proceso
(asignándoles
SIG
un
para
valor
establecer
0)
para
valores
poder
NoDATA
combinar
los
como
MDE
valores
que
tienen
operables
diferente
extensión territorial.
7.
Asignar
valores
0
al
MDE-MARN
en
los
lugares
medio
de
una
en
donde
se
iba
a
dar
la
de
la
sustitución.
8.
Combinar
ambos
modelos
por
suma
simple
por
medio
herramienta de Algebra de Mapas.
Figura 55-2. Datos del MDE1 que difieren en elevación respecto al del MDEMDE-MARN en menos de 1 metro.
Imagen de la izquierda sobre el MDEMDE-MARN y en la de la izquierda sobre imagen aérea de falso color
para evidenciar actividad clorofílica en color rojo.
El proceso anterior permitió utilizar ambas fuentes de información partiendo del hecho de
que
las
elevaciones
y
posiciones
del
levantamiento
fotogramétricos
se
encuentran
en
perfectamente amarrado al sistema nacional de referencia. El resultado consistió en una
sustitución de 28,696 fueran remplazados (5%), estos abarcaban dos zonas específicas
15
del terreno, distribuidos en la parte alta y otra en la parte baja. Las zonas corresponden a
lugares con vegetación escasa o zonas sin vegetación que ha mantenido su relieve en el
tiempo.
Adicionalmente
se
observó
que
este
trabajo
de
integración
de
modelos
no
afectaba
el
resultado final obtenido con el MDE-MARN, por lo que se decidió prescindir del MDE1.
Este
modelo
quebradas
MDE1
podría
identificadas
por
servir
para
especialistas
verificar
del
si
MARN
existía
en
una
trabajos
asolvamiento
de
visitas
de
en
las
campo,
estas podrían cambiar la dirección que tomaría un lahar en una de las quebradas.
5.2. Amenaza por Lahares
Las amenazas por lahares se evaluaron por medio del porgrama Lahar Z PY que usa dos
ecuaciones semi-empíricas calibradas por análisis estadísticos de las áreas de la sección
inundadas
(A)
y
de
las
áreas
planimétricas
inundadas
(B).
Las
ecuaciones
son
las
siguientes:
Donde V: volumen del lahar
A = a1 * V2/3
a1 = 0.05 (valor constante)
B = a * V2/3
a2 = 200 (valor constante)
Figura 55-3.
Idealización de las relaciones geométricas de un Lahar
(Iverson, Schilling, & Vallance, 1998)
A partir de definir los probables volúmenes que podrían originarse y los lugares en donde
estos movimientos de tierra podrían convertirse en lahares se estiman con las ecuaciones
16
semi-empiricas el área planimétrica de inundación y las áreas de sección transversal que
conducirían estos volúmenes de tierra y la evaluación de las zonas propensas a inundarse
con estos volúmenes (Tabla 5-1 y Figura 5-4).
Volúmenes (m3) Área planimétrica (km2), B Área Sección Transversal (m2), A
30,,000
30
100,
100,000
200,
200,000
300,
300,000
0.193
48.27
0.431
107.72
0.684
171.00
0.896
224.07
400,
400,000
Tabla 55-1. Volúmenes, áreas de inundación y áreas de sección transversales
utilizadas en el modelo.
1.086
271.44
Figura 55-4. Amenaza por Lahares del flanco NorNor-oeste del volcán Chaparrastique, volúmenes evaluados 30,
100, 200, 300 y 400 mil metros cúbicos.
Al superponer los Lahares sobre imágenes aéreas se observan que cualquier volumen
llega
a
afectar
grandemente
a
Las
Placitas
17
del
cantón
Conacastal
y
que
los
mayores
volúmenes
logran
afectar
a
casi
la
totalidad
de
viviendas
cercanas
a
las
quebradas
principales. En la zona Sur-Oeste los volúmenes más grandes evaluados llegan a afectar
la
entrada
de
Chambala.
Adicionalmente
y
como
lo
demuestra
los
inventarios
de
desastres la vía de comunicación principal siempre se ve afectada por pequeños Lahares
y que estos se ha observado ocurren año con año.
30,000 m3
200,000 m3
200,000 m3
300,000 m3
400,000 m3
Figura 55-5. Comunidades expuestas a amenazas por Lahares de diferentes volúmenes movilizados originados
en la parte superior.
superior.
18
Especialistas de Japón – Dr Hiroshi Fukuoka en visita técnica a El Salvador en abril 2014 -
recomiendan que no sean solo consideradas quebradas que se origina en las partes altas
del volcán, ya que estos lahares son capaces de encauzarse en quebradas paralelas al
encontrar mayor facilidad en su recorrido. De esta manera se generó una segunda serie
de
lahares
inferiores,
los
volúmenes
se
estimaron
iguales
a
los
originados
en
la
parte
superior, ya que el material depositado hasta esos lugares no superaba 5,000 m3 (figura
5-6). En la figura 5-7 se observa las nuevas quebradas consideradas y como el territorio
amenazado se amplía en algunos sectores, pudiéndose concluir que esta zona baja del
volcán no sería adecuada para zonas de evacuación.
Figura 55-6. Volúmenes de 5000, 10000, 15000 y 20000 m3 para identificar el material depositado antes de
llegar a las quebradas inferiores (triángulos verdes).
19
Figura 55-7. Amenaza por Lahares del flanco NorNor-oeste del volcán Chaparrastique que puedan cambiar de
cauce, volúmenes evaluados 30, 100, 200, 300 y 400 mil metros cúbicos.
20
6. Conclusiones
Conclusiones
Se requiere revisar el sistema de referencia utilizado en el levantamiento fotogramétrico,
ya que se considera que puede existir un desplazamiento en XY por la transformación de
Datums
de
NAD27
a
WGS84,
y
estas
podrían
estar
afectando
la
combinación
con
modelos de elevación nacional.
Se debe de utilizar herramientas adecuadas en SIG para poder categorizar los puntos del
levantamiento fotogramétricos respecto a lo que representan (nivel de piso, copa de árbol,
etc.) y de esta manera no sustituir las elevaciones por un criterio de comparación para la
combinación de modelos digitales.
La utilización del nuevo desarrollo de LaharZ en lenguaje Python para poderse utilizar en
ArcGIS Desktop con la extensión de Spatial Analyst produce los mismos resultados que el
software original desarrollado en 1998 para ArcINFO WorkStation, con la ventaja adicional
de requerir una considerable reducción en el tiempo de procesamiento.
Las
estimaciones
realizadas
sobre
el
3
podrían aproximarse a los 375,000 m .
área
movilizada
detritos,
en
la
estaríamos
parte
del
hablando
flanco
de
volumen
total
de
ceniza
alrededor
del
cráter,
Si nos centramos en una estimación posible del
noroeste
del
volcán
aproximadamente
producto
unos
de
162,500
una
2
m ,
colada
que
de
podría
significar en el escenario más negativo y también menos probable, alrededor de 1 millón
de metros cúbicos de material movilizado.
Sin embargo, para escenarios más frecuentes, se estima que los volúmenes menores a
300,000
m
3
tienen
una
probabilidad
alta
de
ocurrir
al
revisar
las
zonas
inundadas
por
Lahar Z y revisar el historial de daños ocurridos en el pasado y las comunidades que han
sido afectadas.
Los Lahares más frecuentes y que se han observado ocurren cada año llegan a afectar a
la carretera principal, estos volúmenes podrían andar en el orden de los 100,000 m
considera
que
deben
de
ser
considerados
en
cortadas líneas vitales.
21
planes
para
disminuir
riesgos
al
3
y se
quedar
La comunidad más afectada es Las Placitas y se estima que cualquier volumen de Lahar
la afectaría, los registros de desastres confirman estos eventos ocurridos y como siempre
afecta a su población.
La
posibilidad
motivos
de
de
que
seguridad
un
no
lahar
se
se
encauce
considere
la
en
parte
una
baja
quebrada
del
paralela
volcán
en
hace
este
que
flanco
por
como
adecuadas para evacuación, aspecto que por su incerteza se recomienda que solo sea
utilizado por el sistema de protección civil para definir las zonas de evacuación.
22
7. Recomendaciones
Dado
que
el
flanco
NW
es
el
más
susceptible
a
sufrir
un
movimiento
de
ladera,
las
actuaciones a realizar deben enfocarse en minimizar el impacto de un posible lahar sobre
la
población
asentada
en
esta
ladera.
Concretamente
nos
referimos
a
los
cantones
el
Volcán, Conacastal y Placitas. Estos lugares y la vía de comunicación que une San Jorge
con
San
Para
Miguel, son
volúmenes
altamente vulnerables
mayores,
poco
incluso
frecuentes
pero
a
lahares de
probables,
volúmenes
podrían
verse
pequeños.
afectadas
poblaciones más alejadas como San Jorge o el propio municipio de San Miguel.
La
prioridad
principal
debe
ser
evitar
que
al
desencadenarse
un
evento
natural,
este
impacte causando pérdidas humanas y en lo posible también materiales. Para evitar eso
pueden
implementarse
caracterización
ordenamiento
mitigación,
y
análisis
territorial;
dos
tipos
de
riesgos,
y
ya sean muros
medidas
de
de
medidas:
no
sensibilización
estructurales
protección, diques
o
de
o
estructurales,
la
población
constructivas,
gaviones, u
e
dirigidas
incidencia
como
a
la
en
el
obras
obras hidráulicas
de
como
canalizaciones, balsas de laminación, drenajes, etc.
Un punteo rápido de medidas no estructurales sería:
-
Análisis histórico de los lahares que ha padecido una zona concreta en el pasado, con
la
importancia
de
mantener
constantes
monitoreos
y
documentación
de
estos
fenómenos. Si no hay base de datos históricos, no habrá información para analizar y
conocerlo mejor.
-
Análisis de las condiciones climáticas y meteorológicas de la zona de estudio.
-
Caracterización
de
la
red
de
drenaje.
Estudio
del
tipo
de
red
hídrica
por
donde
se
canalizarían los flujos.
-
Estudio geológico de la zona que defina el tipo de materiales, el grado de erosión y la
capacidad de infiltración y drenaje, entre otros aspectos.
23
-
Informar al público del riesgo de lahares al que está sometido y de sus consecuencias,
con una periodicidad anual.
-
Ordenamiento
territorial. Los usos de suelo del territorio se delimitarán en función del
impacto y los períodos de retorno, datos que deben ser contrastados con la capacidad
de
las
infraestructuras
existentes
para
la
delimitación
de
las
áreas
susceptibles
de
sufrir un impacto por lahar para cada período. Pero el enfoque más importante en este
sentido es el evitar la tala y quema del bosque.
-
Implementación
de
un Sistema
de
Alerta
Temprana
para
notificar
a
la
población
el
grado de riesgo y evacuar de ser necesario.
-
En última estancia y después de valorar todos los escenarios, plantear la evacuación
de
las
viviendas
en
más
alto
riesgo.
La
reubicación
es
una
de
las
medidas
no
estructurales más drásticas y difíciles de tomar. Por eso es importante hacer una correcta
evaluación de la situación (Geólogos del Mundo, 2010).
Las medidas no estructurales son las que mejor resultados producen a largo y mediano
plazo. Sin embargo no se puede obviar que en ciertos casos deben ir acompañadas de
aportes
estructurales.
desbordamiento;
y
La
misión
provocar
la
de
estas
obras
desaceleración
y
es
conducir
el
sedimentación
flujo
y
no
controlada
permitir
del
su
material
sólido en áreas no vulnerables. Para la ubicación de las obras deberán considerarse las
trayectorias
existencia
de
de
los
flujos,
estructuras
las
de
pendientes
contención
del
cauce
previas
y
las
en
cada
uno
contracciones
de
o
sus
ramos,
expansiones
la
del
flujo por encajonamiento o ensanchamiento del cauce.
Un punteo rápido de medidas estructurales incluiría:
-
Construcción de diques y muros con la finalidad de delimitar la circulación del flujo en
una zona determinada. Estos sistemas actúan como barreras e impiden que el agua
canalizada se desplace hacia el exterior. Presentan el inconveniente de que provocan
que el caudal de agua se concentre y aumente su velocidad, hacen que suba la fuerza
erosiva, por lo que su diseño debe tener en cuenta la velocidad del agua junto con el
24
sedimento
y
el
caudal
máximo,
aunque
existen
disipadores
de
energía
para
evitar
estos problemas.
-
Acondicionamiento de los lechos de las quebradas. Ensanchando y profundizando los
lechos,
acondicionando y
suprimiendo
los
obstáculos
físicos, se
puede aumentar
la
capacidad del lecho para absorber una mayor cantidad de flujo. Siempre teniendo en
cuenta los cambios en la dinámica de la quebrada que se pueden generar. Asegurarse
de que con el dragado no se favorece la erosión de una de las orillas, por ejemplo.
Adicionalmente
se
pueden
generar
pozas
en
el
propio
lecho
como
disipadores
de
energía. Se les debería dar mantenimiento para asegurar que no se colmaten.
-
Por último hay que destacar las barreras dinámicas. Son barreras de protección que
tienen como función interceptar parte del material transportado por un flujo de detritos
y disipar gran parte de la energía transportada.
Imagen 77-1. Barrera dinámica.
Tipología de obras posibles
(VanDine, 1996)
1.
Áreas de deposición no confinadas o sumideros
2.
Impedimentos al flujo
3.
Presas de retención en los cauces
4.
Bermas o muros laterales
5.
Muros o bermas desviadoras
6.
Muros, presas o bermas terminales
7.
Estructuras de filtro de partículas sólidas
25
2
1
3
4
26
6
5
7
6 y 7
27
8. Bibliografía
Baxter, S. (1984).
Léxico estratigráfico de El Salvador.
San Salvador: CEL.
Estudio de amenazas por lahar
en El Salvador : revisión de casos históricos y calibración de herramientas para la
evaluación de amenaza.
Blanco Urrutia, F., Burgos Ganuza, E., & Mejía, M. (2002).
Unversidad Centroamericana Jose Simeon Cañas.
Manejo Integral De Amenazas Y Vulnerabilidades En El
Municipio De San Miguel.
Geólogos
del
Geólogos
Mundo.
del
(2001).
Mundo.
Salvador, CA).
(2010).
Caracterización de la inundabilidad en el AMSS (El
San Salvador.
Hernandez, W. (2014). espesor de cenizas. (C. Fernández, Entrevistador)
Iverson, R. M., Schilling, S. P., & Vallance, J. W. (Agosto de 1998). Objective Delineation
of
Lahar-Inundation
Hazard
Geological Society of America Bulletin
Zones.
,
972-
984.
Maccaferri.
(05
de
05
de
2014).
Maccaferri
.
Obtenido
de
http://www.maccaferri-
arg.com.ar/productos/doble-torsion/barreras-dinamicas-omctr-y-rmc/16666-2.html
Ministerio
de
Medio
Ambiente.
(2013).
Informe especial: Erupción del Volcán
Chaparrastique, San Miguel.
Determinación de Zonas de Riesgo por Lahar para el Volcán San Miguel,
El Salvador.
USGS. (2001).
VanDine, D. (1996).
Debris flows control estructures for forest.
Victoria, B.C., Working Paper. 08/1998.
28
Res. Br., B.C. Min. For.,