Estudios Geológico – Vulcanológicos Adenda V, Proyecto Hidroeléctrico Central Cuervo Resumen Ejecutivo
Agosto 2013
CONTENIDOS Introducción a los estudios ................................................................................................................. 3 Principales Conclusiones ................................................................................................................. 5 Estudio de flujos piroclásticos de los volcanes Macá y Cay ................................................................ 6 Alcances........................................................................................................................................... 6 Objetivos ......................................................................................................................................... 8 Principales hallazgos ....................................................................................................................... 9 Estudio de lahares secundarios en el río Tabo .................................................................................. 11 Alcances......................................................................................................................................... 11 Objetivos ....................................................................................................................................... 13 Principales hallazgos ..................................................................................................................... 14 Plan de Monitoreo y Alerta Temprana del Proyecto ........................................................................ 16 Objetivos ....................................................................................................................................... 16 Alcances......................................................................................................................................... 16 Qué significa el PMAT para el proyecto Cuervo y para Aysén ...................................................... 19 Sobre los autores de los estudios...................................................................................................... 20 Proceso de revisión independiente (peer-review) ........................................................................ 20 Glosario abreviado de términos ........................................................................................................ 22 Referencias ........................................................................................................................................ 24
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Introducción a los estudios El proyecto Central Hidroeléctrica Cuervo se encuentra emplazado en las cercanías de 2 estratovolcanes, Macá y Cay, que son considerados geológicamente activos (Figura 1), es decir que han generado algún tipo de actividad eruptiva en el Holoceno (últimos 11.700 años). Estos volcanes forman parte de la Zona Volcánica Sur de los Andes (e.g. Stern et al., 2007) y están espacialmente asociados a la megaestructura conocida como Sistema de Falla Liquiñe-Ofqui (e.g. Cembrano et al., 1996), la cual posee diversas ramas y tiene una longitud que sobrepasa los 1.000 km desde el istmo de Ofqui por el sur (XI región) hasta más al norte de la localidad de Liquiñe (XIV región) por el norte. Si bien no existen registros de erupciones históricas de los volcanes macá y Cay (Simkin y Siebert, 1994), se ha reconocido y datado distintos tipos de depósitos piroclásticos y flujos lávicos de estos volcanes en el Holoceno (e.g. Naranjo y Stern, 2004; Depto. de Geología U de Chile, 2009), lo que indica que geológicamente podrían reactivarse en algún momento en el futuro y entrar en erupción. Figura 1. Mapa de ubicación del área en que se inserta el Proyecto central Hidroeléctrica Cuervo y su relación con volcanes activos (marcados en triángulos rojos).
Debido a estos antecedentes, surge la necesidad durante el proceso de tramitación del Estudio de Impacto Ambiental (EIA) del proyecto, de entender mejor la historia eruptiva reciente (Holoceno) de estos volcanes, en particular de los eventos eruptivos que pudieren afectar directa o indirectamente el entorno de la zona de emplazamiento del proyecto. Asimismo, fue necesario Resumen Ejecutivo, Estudios Geológico – Vulcanológicos, Adenda V Proyecto Cuervo
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estudiar en mayor detalle los distintos tipos de corrientes de densidad piroclástica generados en la historia reciente de estos volcanes, sus alcances, volúmenes, y si la instalación del proyecto en la zona, en particular el aumento del nivel del lago Yulton, cambiarían o no el nivel de peligro volcánico natural del área. Sobre la base de los antecedentes recabados originalmente por el Departamento de Geología de la Universidad de Chile para la Línea Base Ambiental (Depto. de Geología, 2009) se pudo determinar que era necesario mejorar el conocimiento volcanológico en la zona esencialmente en dos aspectos: i) la historia eruptiva explosiva, focalizada en la posible ocurrencia de depósitos de flujo piroclástico, de los volcanes Macá y Cay, ii) el estudio de depósitos volcánicos en el valle del río Tabo y, en particular, la eventual ocurrencia de depósitos de lahares secundarios, con el objeto que, de existir éstos en la historia reciente holocena, poder determinar mediante modelos computacionales las eventuales zonas de afectación por este tipo de fenómeno en una eventual futura erupción en la zona. Para el estudio de los depósitos piroclásticos de los volcanes Macá y Cay, se definió que era necesario contar con los mejores antecedentes de terreno posibles de obtener dadas las condiciones climatológicas y de acceso de la zona, incluyendo estratigrafía volcánica, petrografía e interpretación avanzada de los depósitos encontrados, así como la necesidad de modelar los alcances y extensiones de eventuales flujos de esos mismos tipos y magnitudes, que pudieren ocurrir en el futuro. Para esto se invitó a connotados especialistas nacionales y extranjeros, de reconocida experiencia internacional en volcanología física y modelación de flujos volcánicos. El trabajo fue realizado en terreno por especialistas de Aurum Consultores (Dr. D. Sellés) y de la U. de Nueva York, EEUU (Dra. E. Calder), y la modelación fue realizada por la Dra. Calder y el Dr. S. Charbonnier de la U. del Sur de Florida, EEUU, todo bajo la supervisión de la destacada volcanóloga chilena Dra. M. Gardeweg (Aurum Consultores). Para el estudio de los depósitos volcánicos en el valle del río Tabo, se definió la necesidad de contar con un detallado estudio de terreno, mediante calicatas y secciones estratigráficas a lo largo del valle, para identificar y, en caso de existir depósitos de lahares secundarios, caracterizar sus facies, petrografía, granulometría y edades. En caso de existir en el registro geológico reciente este tipo de depósitos (lahares secundarios), se realizaría la modelación de las zonas que podrían verse afectadas a lo largo del valle por este tipo de fenómenos en el caso de producirse nuevamente. Para este estudio se invitó a especialistas nacionales con vasta experiencia en la identificación, caracterización e interpretación de depósitos volcanoclásticos y sedimentarios, y en la modelación de flujos laháricos e hídricos, pertenecientes a los Departamentos de Geología e Ingeniería Hidráulica de la Universidad de Chile, liderados por los Dres. Gabriel Vargas (Geología), Aldo Tamburrino y Yarko Niño (Ingeniería Hidráulica).
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Principales Conclusiones Las principales conclusiones de estos estudios indican que los volcanes Macá y Cay han generado en su historia eruptiva reciente algunas erupciones de baja a mediana explosividad, cuyos productos se han distribuido esencialmente en el entorno inmediato de los edificios volcánicos. Asimismo, las simulaciones realizadas sobre la base de escenarios eruptivos similares a los ocurridos en el Holoceno, indican que los flujos piroclásticos que pudieren generarse se emplazarían principalmente en los flancos de los volcanes llegando, para los casos más voluminosos, a entrar al lago Yulton. Solamente en los casos más extremos de explosividad simulados (corrientes de densidad diluida, u oleadas piroclásticas, muy móviles y voluminosas), de los cuales no existen evidencias en el registro geológico holoceno, las cabeceras de los ríos Tabo y Cuervo se verían afectados. Por otra parte, en el cauce del río Tabo se identificó en los registros estratigráficos holocenos solamente un depósito como posiblemente originado por un lahar secundario, lo cual indica la baja ocurrencia de este tipo de fenómenos en la historia eruptiva local en este valle. Los escenarios simulados, sobre la base del volumen inferido para un flujo que pudiere generar un depósito similar al encontrado, indican que la fase principal de un lahar secundario, que se generaría durante o post-evento eruptivo en la zona en conjunto con la ocurrencia de lluvias importantes, no alcanzaría a llegar al Lago los Palos. A este último sector, solo llegaría, para los casos más voluminosos simulados, la fase esencialmente líquida de un flujo lahárico, lo que provocaría, en caso de ocurrir, inundaciones en las cercanías del lago y/o un aumento del nivel del mismo. Finalmente, cabe señalar que estos estudios indican claramente que los peligros volcánicos del área no se ven afectados (no aumentan ni disminuyen) por la presencia o no del proyecto ya que son intrínsecos a la existencia en la zona de los volcanes Macá y Cay.
Finalmente, con todos estos nuevos antecedentes volcanológicos de detalle, se actualizó y mejoró el Plan de Monitoreo y Alerta Temprana del proyecto. La información volcanológica y de los alcances de los peligros asociados a la actividad volcánica del área, sirvieron para poder definir de mejor manera, de acuerdo a los datos locales, los distintos niveles de alerta del proyecto y las acciones necesarias para monitorear la actividad volcánica y sísmica natural de la zona. Los nuevos antecedentes también sirvieron para diseñar estrategias y mecanismos de prevención y educación ante la eventual ocurrencia de un fenómeno de este tipo en el futuro durante las etapas de construcción y/u operación. El trabajo de actualización del Plan de Monitoreo y Alerta Temprana fue realizado por el volcanólogo Dr. J. Clavero (Amawta Consultores).
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Estudio de flujos piroclásticos de los volcanes Macá y Cay Alcances
Los volcanes Macá y Cay son 2 estratovolcanes de edad Pleistoceno-Holoceno, que en su historia eruptiva más reciente han emitido principalmente productos, tanto efusivos (lavas) como explosivos (de caída y corrientes de densidad piroclástica), de composición predominante andesítico-basáltica y, en menor medida, de composiciones algo más evolucionadas.
Figura 2. Fotografía de un flanco del volcán Macá y ejemplo de la interrelación entre depósitos volcánicos y glaciares.
Estos productos que forman los conos principales de los volcanes se encuentran asociados espacialmente y, a veces, genéticamente a depósitos glaciares, dada la cobertura de hielo que poseen hasta el día de hoy. La acción de los hielos ha generado también un paisaje de fuertes pendientes y profundos valles glaciares, los que han sido parcialmente rellenados por material volcánico (Figura 2). La preservación de los depósitos volcanoclásticos, generalmente de fácil erosión, en un ambiente de este tipo es difícil, lo que se suma a la extensa cobertura vegetacional existente en la zona en las partes más bajas de los volcanes. De esta forma, los escasos afloramientos en que se puede observar depósitos volcanoclásticos, habitualmente no tienen continuidad lateral, lo que dificulta la estimación de sus extensiones y volúmenes.
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El modelamiento computacional incluyó la utilización de tres modelos ampliamente utilizados a nivel internacional (Titan 2D, VolcFlow y Energy Cone) para estudiar la movilidad de corrientes de densidad piroclástica de distintos tipos (flujos y oleadas piroclásticas), y para estimar las posibles áreas que pudieren verse afectadas en caso de ocurrir algunos de estos fenómenos. La utilización de estos modelos (y cualquiera que quiera simular un fenómeno natural complejo requiere de
Figura 3. Relación entre volumen y parámetro H/L para diversos tipos de flujos volcánicos y no volcánicos a nivel mundial.
parámetros de entrada (volumen, concentración de partículas, ángulo de fricción, etc., Figura 3) que tengan un sentido de acuerdo a los registros geológicos de lo que ha ocurrido en tiempos geológicos recientes en la zona. Si estos parámetros no se establecen de forma adecuada, de acuerdo a los datos e interpretaciones de terreno locales, los resultados pueden sobreestimar o subestimar los posibles alcances de dichos flujos en caso de reactivación de alguno de los volcanes.
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Figura 4. Ejemplo de uno de los escenarios modelados, en este caso a través del modelo computacional Titan 2D, se estimó las áreas de afectación generadas por un flujo de escorias de 30 6 3 x 10 m originado en el volcán Cay, en la situación sin el proyecto (rojo) y con el proyecto (amarillo).
El modelamiento desarrollado en el estudio de las corrientes de densidad piroclástica de los volcanes Macá y Cay, se basó en parámetros y condiciones iniciales que fueron determinados a partir de las observaciones de terreno (sobre la base de los depósitos de flujos que han sido generados en la historia eruptiva de estos volcanes), complementado con antecedentes bibliográficos sobre flujos similares a nivel internacional.
Objetivos Los principales objetivos del estudio de flujos piroclásticos (sensu lato) de los volcanes Macá y Cay, y del modelamiento de escenarios ante eventuales erupciones futuras que pudieren generar flujos similares, realizado por Aurum Consultores corresponden a: o Identificar y caracterizar los depósitos de flujo piroclástico holocenos asociados a los volcanes Macá y Cay. o Interpretación de los fenómenos eruptivos que habrían originado los depósitos encontrados en la estratigrafía volcánica reciente de los volcanes Macá y Cay. o Determinación de los escenarios eruptivos esperables y el tipo de flujo piroclásticos que pudiera ser generado, sobre la base de los antecedentes recabados en terreno. o Estimación de los parámetros de movilidad y volúmenes de los flujos piroclásticos, para ser utilizados como base de modelaciones computacionales.
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o Modelamiento computacional de los alcances y áreas que se verían afectadas por la eventual ocurrencia de flujos piroclásticos similares a los ocurridos en el Holoceno. o Modelamiento computacional del eventual efecto que tendría el aumento del nivel del lago Yulton en la movilidad de un flujo piroclástico, debido a la instalación del proyecto Cuervo.
Principales hallazgos o Los volcanes Macá y Cay son volcanes que han emitido en su historia eruptiva reciente productos de composición predominantemente básica. Hacia sus bases desarrollan abanicos volcanoclásticos compuestos esencialmente por depósitos laháricos y de caída de piroclastos, intercalados con depósitos sedimentarios de origen glaciar. Adicionalmente, en sectores puntuales afloran intercalados algunos depósitos piroclásticos que se interpretan como generados por flujos piroclásticos (sensu lato). La caracterización petrográfica y estructural de estos depósitos permite asignarlos a tres tipos diferentes de corrientes de densidad piroclástica (sensu Branney and Kokelaar, 2002): flujos de escoria, avalanchas mixtas y oleadas piroclásticas. o Sobre la base de las limitadas exposiciones de terreno y, para ser conservadores, sobreestimando su posible extensión, se estimó para estos depósitos volúmenes entre 3 y 15 x 106 m3. Aunque corresponden a sobreestimaciones del potencial volumen original de los depósitos, de todas formas corresponden a volúmenes relativamente pequeños para eventos eruptivos explosivos ( 64 mm). Piroclastos de caída: Corresponden a los piroclastos que caen por gravedad ya sea directamente en el entorno del centro de emisión (fragmentos balísticos de tamaño habitualmente mayor a unos 6 cm de diámetro) o que son dispersados por el viento y luego caen, a veces a grandes distancias del origen, por efecto de la gravedad, de tamaño ceniza y lapilli principalmente. Tefra: Término amplio que se refiere a cualquier material piroclástico que cae al suelo desde una columna eruptiva (palabra de origen griego que significa “ceniza”, ver Cashman et al., 2000).
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Referencias Aurum Consultores, 2013. Informe para Energía Austral SpA. “Flujos piroclásticos en los volcanes Macá y Cay: Caracterización y Modelación”, 120p. Branney, M. and Kokelaar, P. 2002. Pyroclastic Density Currents and the Sedimentation of Ignimbrites. Geological Society, London, Memoirs, 27. Cashman, K., Sturvevant, B., papale, P., Navon, O. 2000. Magmatic fragmentation, in Sigurdsson (ed) Encyclopedia of Volcanoes, Academic Press, 421-430. Cembrano, J., Hervé, F. and Lavenu, A., 1996. The Liquiñe – Ofqui fault zone: a long-lived intra-arc fault system in southern Chile. Tectonophysics 259, 55-66. Departamento de Geología-U. de Chile, 2009. Geología y Geomorfología. Capítulo Nº 5.4, Estudio de Impacto Ambiental, Proyecto Central Hidroeléctrica Cuervo, 182 p. Departamentos de Geología e Ingeniería Hidráulica-U. de Chile, 2013. Informe para Energía Austral SpA. “Peligro volcánico en el Río Tabo”, 135p. IUGS 2013. International Chronostratigrahic Chart (www.stratigraphy.org). Major, J., Pierson, T., Hobblitt, R., Moreno, H. 2013. Pyroclastic density currents associated with the 20082009 eruption of Chaitén Volcano (Chile): Forest disturbances, deposits, and dynamics. Andean Geology 40 (2): 324-358. Naranjo, J., Stern, C. 2004. Holocene tephrochronology of the southernmost part (42°30'-45°S) of the Andean Southern Volcanic Zone. Rev. Geol. Chile, 31(2), p. 224-240. ONEMI. Metodología ACCEVOL. Metodología Básica para la elaboración de un Plan de Prevención y de Respuesta por Actividad Volcánica (www.onemi.gov.cl). ONEMI. Metodología ACCESISMICO. Metodología Básica para la elaboración de un Plan de Prevención y de Respuesta por Actividad Sísmica (www.onemi.gov.cl). Pierson, T., Daag, A., Delos Reyes, P., Regalado, M., Solidum, R., Tubianosa, B. 1996. Flow and deposition of post eruption hot lahars on the east side of Mount Pinatubo, July-October 1991, in Newhall, C. and Punongbayan, R. (eds.), Fire and mud: eruptions and lahars of Mount Pinatubo, Philippines. Philippine Institute of Volcanology and Seismology, Quezon City and University of Washington Press, Seattle, p. 921950. Pierson, T., Major, J., Amigo, A., Moreno, H. 2013. Acute sedimentation response to rainfall following the explosive phase of the 2008-2009 eruption of Chaitén volcano, Chile. Bull. Volc. 75: 723, DOI 10.1007/s00445-013-0723-4. nd
Simkin, T. and Siebert, L. 1994. Volcanoes of the World (2 edition) Tucson: Geoscience Press, 369p. Stern. C., Moreno, H., López, L., Clavero, J., Lara, L., Naranjo, J., Parada, M., Skewes, A. 2007. Chilean Volcanoes, in: Moreno and Gibbons (eds) The Geology of Chile. The Geological Society, London, 147-178. Resumen Ejecutivo, Estudios Geológico – Vulcanológicos, Adenda V Proyecto Cuervo
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