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Beauchef Magazine - diciembre 2022

Ingeniería sísmica y geotécnica al servicio de la seguridad hídrica

Ingeniería sísmica y geotécnica al servicio de la seguridad hídrica

La Región de Valparaíso es una de las zonas más afectadas por la sequía que vive nuestro país. En este contexto, el Ministerio de Obras Públicas, a través de la División de Obras Hidráulicas (DOH) se propuso aumentar la capacidad del embalse Los Aromos – obra civil hidráulica que almacena una reserva de agua del estero Limache y desvíos del río Aconcagua mediante una represa ubicada en la comuna de Limache–.

Esta fuente de agua potable para las comunas de Concón, Viña del Mar, Valparaíso, Quintero, Puchuncaví, Papudo, Maitencillo, Villa Alemana y Quilpué resuelve cerca del 20% de las necesidades de estas ciudades y abastece a más de un millón de habitantes de la región, por lo que es una obra clave para entregar seguridad hídrica al consumo humano y de actividades agrícolas. 

La DOH solicitó un estudio de peligro sísmico y estabilidad bidimensional a un equipo de investigadores del Departamento de Ingeniería Civil de la FCFM, liderado por el académico Felipe Ochoa Cornejo. 

Los expertos/as levantaron un trabajo de investigación/ingeniería aplicada, con modelamientos físico-matemáticos, a partir de estudios previos realizados por el MOP y el análisis de la sismicidad usando registros sísmicos del Centro Sismológico Nacional y la Red Nacional de Acelerógrafos (Renadic). 

Un terremoto 9.3 cada 300 años

La solicitud de la DOH fue un estudio de peligro sísmico en la zona del embalse y la determinación de desplazamientos de la represa.

“Era una actividad que involucraba ingeniería sísmica e ingeniería geotécnica”, precisa Felipe Ochoa, quien trabajó junto a los académicos/as Fabián Rojas y Yolanda Alberto, y la ingeniera Katherine Pardo, caracterizando los tipos de terremotos que pueden afectar la zona, el comportamiento del suelo, y el cálculo de desplazamientos. Significó también una práctica laboral para la estudiante Xaviera Valenzuela.

“En general, al momento de construir o evaluar una represa, lo que se hace son estudios pensando en un período muy largo de tiempo; terremotos que ocurren cada mil, dos mil o más años, por ejemplo. Nosotros estamos considerando terremotos muy desfavorables. Analizar para un terremoto de grado siete no es suficiente para infraestructura crítica en Chile”, contextualiza el académico.

Para la zona de Los Aromos los cálculos sugieren terremotos de una magnitud alrededor de 9.0. “Se estima que el terremoto de 1730 podría ocurrir cada 300 años, y se estima tuvo una magnitud alrededor de 9. Se habla mucho de este gran evento que podría repetirse en las costas chilenas de la Quinta Región”, señala Ochoa para indicar la dirección del estudio entregado al MOP.

Al estudiar estos eventos –aclara– se analiza qué sucederá en la roca, que es donde viaja y llega el terremoto, para luego evaluar el suelo y el terremoto en superficie, dado que la señal sísmica se modifica según el tipo de suelo en las ciudades, en zonas habitadas o con obras civiles. “Hay sectores en Santiago, por ejemplo, donde hay 200 metros de depósitos de suelo, incluso 400 metros, antes de llegar a la roca en profundidad”, explica. El estudio de suelo y su comportamiento –precisa– es parte fundamental para determinar los desplazamientos en una represa. 

“Lo que tenemos en el embalse Los Aromos son cerca de 20 metros de suelo”, detalla el académico, quien agrega que esta obra civil hidráulica es un doble talud, una masa de tierra muy grande con distintos cuerpos de suelo (gruesos, finos, con diferente permeabilidad y resistencias).

En vista de las herramientas con que trabajó el equipo, Felipe Ochoa comenta las conclusiones a las que llegaron para responder la pregunta fundamental que les había encomendado la DOH: ¿Se puede hacer crecer o no la capacidad del embalse?

“Para tomar una decisión integral, corresponde hacer un estudio tridimensional de la estabilidad sísmica del embalse por la complejidad del suelo bajo la represa,  que incluya la evaluación del potencial de licuefacción en el sistema. Solo con eso se podría ser más concluyente para responder cabalmente”, indica.

“Lo que encontramos es que, de acuerdo con las características del terreno, los desplazamientos que podría tener la represa con un terremoto grado 9 no son menores”, añade. Correspondería indagar aún más en profundidad la problemática para encontrar la solución óptima para que la represa resista correctamente un terremoto de magnitud extrema. Con esta lógica se planteó a la DOH la necesidad de evaluar la susceptibilidad de licuefacción, vale decir, los riesgos de que el suelo se convierta en una arena movediza que fluya.

“Fue una colaboración muy fructífera y actualmente se está empezando a trabajar en un estudio integral del desempeño sísmico del embalse por parte de la DOH”, concluye el académico.

 

 

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