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la serena octubre 2015

La Falla San Ramón y el peligro sísmico de Santiago: Nuevos antecedentes morfoestratigráficos e implicancias

normativas Gabriel Vargas1*, Sofía Rebolledo1 1Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Plaza Ercilla 803, Santiago, Chile *email: gvargas@ing.uchile.cl Resumen. La Falla San Ramón (FSR) es un sistema de falla cuaternaria de orientación general N-S, mecanismo inverso y vergencia al oeste, que limita el valle de la Depresión Central con el frente cordillerano de Santiago. Nuevas observaciones morfoestratigráficas, junto con resultados geocronológicos, apoyan las inferencias paleosismológicas realizadas previamente (Vargas et al., 2014), y sustentan la urgencia de realizar cambios en la normativa vigente en relación al Plan Regulador Metropolitano de Santiago y a la Norma Sísmica NCh433 (Seremi-Minvu, 2012), para que se considere, con un enfoque determinístico, la posibilidad de un terremoto cortical con ruptura en superficie a lo largo de este sistema de falla. Palabras Claves: Falla San Ramón, paleosismología,

Santiago, peligro sísmico 1 Antecedentes Investigaciones realizadas en los últimos 15 años han evidenciado que la Falla de Ramón o San Ramón es una estructura inversa, cuaternaria, que limita el borde oriente del valle de Santiago con el frente cordillerano (Armijo et al., 2010; Rauld, 2011). Los resultados de las diversas investigaciones realizadas en la última década se pueden resumir como sigue: 1) Esta es una falla cortical de manteo al este, que se prolonga desde la superficie hasta unos 10-12 km en profundidad, que monta el frente/bloque cordillerano (cerro San Ramón, 3249 m s.n.m.) sobre la depresión central del valle de Santiago (550 m s.n.m., hasta 1000 m s.n.m. en el sector oriente), y que se extiende más de 25-30 km a lo largo de su traza más conocida, entre los ríos Mapocho y Maipo (Armijo et al., 2010; Rauld, 2011). 2) Es una falla activa, sismogénica, que ha generado dos terremotos de gran magnitud (ca. Mw7,2-7,5) en los últimos 17000 años, el último hace 8000 años (Vargas et al., 2014). 3) Es una falla capaz de romper y dislocar la superficie, es decir el suelo del piedemonte a lo largo del sector oriente de la ciudad, levantando varios metros un bloque respecto de otro en cada terremoto importante (Vargas et al., 2014).

4) Se han estudiado sismos menores, registrados instrumentalmente en dos estaciones cordilleranas entre los años 2000 y 2011, compatibles con la cinemática y estructura de la falla (Pérez et al., 2014). 5) Se han obtenido registros geofísicos de subsuperficie que han permitido observar de manera indirecta la falla por lo menos hasta unos 80-100 m bajo el suelo, en la subsuperficie, en el sector oriente de la ciudad (Díaz et al., 2014). Este nuevo conocimiento provee una nueva perspectiva del peligro sísmico en Santiago, y en particular para las comunas de Vitacura, Las Condes, La Reina, Peñalolén, La Florida y Puente Alto, que es donde se conoce en mayor medida su ubicación, aunque con diferente grado de precisión, pero también en Lo Barnechea y Pirque, comunas en donde debería ser aún estudiada. En este trabajo presentamos nuevos antecedentes a partir de la morfoestratigrafía del piedemonte y de las terrazas del río Maipo, que permiten constreñir de mejor manera su cartografía y cinemática a escala del Cuaternario tardío, así como la relación entre los marcadores tectónicos y la evolución paleoclimática del frente cordillerano. 2 Nuevos resultados cronoestratigráficos A partir del análisis geomorfológico y estructural del piedemonte del valle de Santiago, se definieron tres unidades de relleno cuaternario, formadas por sedimentos aluviales y de remoción en masa, cortadas por escarpes de falla (Armijo et al., 2010; Rauld, 2011). Nuevos resultados geocronológicos Optically Stimulated Luminiscence (OSL) a partir de las trincheras paleosismológicas realizadas en el sector de la Quebrada de Macul (Vargas et al., 2014), como a partir de secciones naturales estudiadas en esta última quebrada, permiten corroborar la sedimentación de la unidad aluvial más reciente-actual del piedemonte (Armijo et al., 2010), a partir de por lo menos los 45-38 ka (Fig. 1). Esta última edad es similar a aquella obtenida a partir de isótopos cosmogénicos en bloques de andesita en superficies aluviales cortadas por escarpes de falla (Rauld, 2011), y

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ST 2 NEOTECTÓNICA, PALEOSISMOLOGÍA Y SISMOLOGÍA

corresponde con aquellas obtenida a partir de sedimentos fluvioglaciales en el sector de San Gabriel, situado a ca. 1300 m s.n.m. (Ormeño, 2007), e interpretados como producto del máximo avance glacial en el Pleistoceno tardío en la región. Edades OSL en torno a los 16 ka obtenidas a partir de sedimentos aluviales cortados por falla inversa en una trinchera ubicada en el sector de la quebrada Macul, a unos 150 m al sur de aquella estudiada anteriormente, apoyan los resultados e inferencias cronoestratigráficas ya realizadas en el mismo sector (Fig. 2; Vargas et al., 2014). Además, edades radiocarbono obtenidas a partir de sedimentos de esta misma unidad aluvial (más reciente), pero en las inmediaciones del Centro de Estudios Nucleares de La Reina, permiten sustentar que el suelo sobre el cual se sitúa este centro está conformado por depósitos de flujos de detritos emplazados en los útlimos 1000 años, denotando el carácter activo de estas superficies, asociados a episodios de lluvias torrenciales y esporádicas. Finalmente, las unidades del piedemonte del valle de Santiago son correlacionables, tanto a través de morfoestratigrafía como de resultados geocronológicos, con las terrazas del río Maipo, inicialmente estudiadas a través de la tesis de Ormeño (2007), luego de Rauld (2011), y aún en proceso, denotando la pervasividad y consistencia de los marcadores morfotectónicos a lo largo de la traza de la falla. Las edades máximas de las tres terrazas más jóvenes en el valle de este río son ca. 80 ka, ca. 20 ka y ca. 3 ka. 3 Implicancias cinemáticas y normativas Los resultados obtenidos hasta ahora apoyan las inferencias previas de tasas de deslizamiento vertical del orden de los 0,3-0,5 m/ka en los últimos 80 ka, a lo largo de la Falla de Ramón. Las evidencias paleosismológicas ya publicadas (Vargas et al., 2014), así como las nuevas evidencias confirman la capacidad de esta estrucura de romper la superficie a través de grandes terremotos (Mw 6,9 o 7,2-7,5), que podrían generar aceleraciones superiores a 0,7g o 1g en las cercanías de la falla, respectivamente (Pérez et al., 2014; Vargas et al., 2014), además de dislocaciones del suelo del orden de 2-3 m en la vertical (Vargas et al., 2014). Lo anterior sustenta la urgencia de realizar cambios en la

normativa vigente, tanto en el Plan Regulador Metropolitano de Santiago, como en la Norma Sísmica NCh433, para que se considere la posibilidad de terremotos corticales, en particular a lo largo de esta falla, y con ruptura superficial, tal como ya fue sugerido el año 2012 (Seremi-Minvu, 2012). Agradecimientos Este trabajo se realizó en el marco del proyecto “Estudio de riesgo y modificación PRMS Falla San Ramón” (Seremi Minvu). Se agradece financiamiento adicional del Centro de Excelencia de Geotermia de Los Andes (CEGA), proyecto Fondap 15090013. Se agradece el apoyo en terreno de Valentina Flores y Carolina Valderas, así como los trabajos de tesis de Antonio Ormeño, Rodrigo Rauld y Tomás Iglesias. Se agradece la colaboración internacional de Y. Klinger, T.K. Rockwell, S.L. Forman, S. Baize, R. Lacassin y R. Armijo. Referencias Armijo, R.; R. Rauld; R. Thiele; G. Vargas; J. Campos; R. Lacassin,

and E. Kausel. 2010. The West Andean Thrust, the San Ramón Fault, and the seismic hazard for Santiago, Chile. Tectonics 29, TC2007, doi:10.1029/2008TC002427.

Díaz, D., A. Maksymowicz, G. Vargas, E. Vera, E. Contreras-Reyes, S. Rebolledo., 2014, Exploring the shallow structure of the San Ramón thrust fault in Santiago, Chile (~33.5°S), using active seismic and electric methods. Solid Earth, vol. 5, 837-849, doi:10.5194/se-5-837-2014.

Ormeño A., 2007. Geomorfología dinámica del río Maipo en la zona cordillerana de Chile central e implicancias neotectónicas. Tesis de Magíster en Ciencias, Mención Geología, Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile: 147 p.

Pérez A., Ruiz J.A., Vargas G., Rauld R., Rebolledo S., Campos J., 2014, Improving seismotectonics and seismic hazard assessment along the San Ramon Fault at the eastern border of Santiago city, Chile. Natural Hazards, vol. 71, 243-274, Doi 10.1007/s11069-013-0908-3.

Rauld, R.A. 2011, Deformación Cortical y Peligro Sísmico Asociado a la Falla San Ramón en el Frente Cordillerano de Santiago, Chile Central (33° S). Tesis de grado para optar al grado de doctor en ciencias mención geología. Universidad de Chile, Departamento de Geología: 311 pp.

Seremi-Minvu, 2012, Estudio riesgo y modificación PRMS Falla San Ramón, IDNº640-27-LP10, Resumen Ejecutivo, 38 p.

Vargas G., Klinger Y., Rockwell T., Forman S.L., Rebolledo S., Baize S., Lacassin R., Armijo R., 2014, Probing large intra-plate earthquakes at the west flank of the Andes. Geology, doi:10.1130/G35741.1.

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AT 1 GeoloGía ReGional y Geodinámica andina

Figura 1. Ubicación de la traza de la Falla San Ramón entre los ríos Maipo (sur) y Mapocho (norte), y unidades deformadas (Vargas et al., 2014; Rauld, 2011). La estrella indica la ubicación de las trincheras paleosismológicas (Fig. 2).

Figura 2. Fotomosaico y observación paleosismológica a partir de una de las trincheras en el sector de la quebrada Macul (modificado de Vargas et al., 2014).