Ambiente y ordenamiento territorial

¿Construiría su vivienda sobre una falla? Fallas activas y ruptura superficial en la provincia de Mendoza

Introducción

La ruptura superficial de fallas activas es un peligro natural asociado a la actividad sísmica contra el cual no se cuenta hasta la fecha con medidas de mitigación en la provincia. La ruptura superficial se produce en sismos someros (profundidades menores a 20 km) de alta magnitud (M>6), cuando el movimiento de los bloques fallados alcanza la superficie y deforma el terreno, afectando construcciones y obras de ingeniería que se encuentran ubicadas sobre la traza de la falla o en sus proximidades (Wells y Coppersmith, 1994). Actualmente, en Mendoza se aplica el Reglamento Argentino para Construcciones Sismorresistentes INPRES-CIRSOC 103[1], que determina las especificaciones para que las obras sean resistentes frente al paso de ondas sísmicas, en función de las intensidades máximas esperadas en cada región y los tipos de suelo; sin embargo, no considera los efectos que puede tener la ruptura superficial[2].

La ruptura superficial es un fenómeno de baja frecuencia; se estima que las fallas de la región producen sismos con ruptura superficial cada 200-300 años (INPRES, 1995). Sin embargo, no sabemos cuándo fue el último sismo para la gran mayoría de las fallas activas de Mendoza. Si hay construcciones y obras de infraestructura ubicadas sobre una falla activa que produce ruptura superficial, los daños pueden ser muy importantes, como lo demuestran los sismos de San Fernando, California, 1971 (JPSFE, 1971); Chi-Chi, Taiwán, 1999 (Dong et al., 2004), Wenchuan, China, 2008 (Xu et al., 2008; Ran et al., 2010), entre otros. Diversos trabajos muestran que las rupturas superficiales en su gran mayoría se producen reactivando rupturas previas o muy cerca de ellas (JPSFE, 1971). En el caso de Mendoza, numerosas fallas activas han sido reconocidas en el territorio provincial, las cuales han producido rupturas superficiales en el pasado y pueden volver a producirla en el futuro. Por lo tanto, es necesario incorporar en la planificación territorial las fallas activas y determinar sus posibles impactos.

Gestión del riesgo de desastres

Se denomina “gestión del riesgo de desastres” al proceso sistemático de ejecutar políticas y fortalecer las capacidades de afrontamiento mediante actividades y medidas de prevención, mitigación y preparación, con el fin de reducir el impacto adverso de las amenazas naturales (UNISDR, 2009). El riesgo se compone de tres elementos: (1) la amenaza o peligro, un fenómeno, actividad humana o condición peligrosa que puede ocasionar muertes, impactos a la salud, daños a la infraestructura, entre otros; (2) la exposición, es decir la población, las propiedades, y otros elementos presentes en las zonas donde existen amenazas; y (3) la vulnerabilidad, características de una comunidad que la hace susceptible a los efectos dañinos de una amenaza (UNISDR, 2009). Por lo tanto, la gestión de riesgo de desastres se realiza implementando medidas que tienen como meta reducir el nivel de exposición a amenazas, reducir el grado de vulnerabilidad de la población, infraestructura, servicios, etc.; y aumentar el nivel de preparación de las comunidades[3].

El primer paso necesario para la gestión del riesgo es una adecuada caracterización de las amenazas que pueden afectar a una comunidad o sociedad determinada. A partir de esto se puede evaluar la exposición y vulnerabilidad y orientar las medidas de prevención, mitigación y preparación. Las amenazas relevantes para la gestión del riesgo de desastres surgen de una gran variedad de fuentes geológicas, meteorológicas, hidrológicas, oceánicas, biológicas y tecnológicas (Marco de Acción de Hyogo, 2005[4]). En este artículo, discutiremos algunas medidas posibles específicas para el peligro de ruptura superficial, que pueden enmarcarse en un programa más general de gestión de riesgo de desastres para la provincia.

Ruptura superficial

Las fallas activas son grandes fracturas que separan bloques de rocas del subsuelo (Fig. 1). Estas fracturas se encuentran sometidas a fuerzas debido a la dinámica de la tectónica de placas y al peso de las rocas que se encuentran por encima. Los bloques están “trabados” acumulando energía, hasta que las fuerzas superan la resistencia dada por la fricción sobre la superficie de falla, haciendo que la falla se mueva y produciendo un sismo. En este momento, se producen dos fenómenos: (i) se libera energía en forma de ondas sísmicas, lo que siente en superficie como un temblor o terremoto, y (ii) se produce el desplazamiento relativo de los bloques rocosos a cada lado de la fractura (Fig. 1). El desplazamiento generalmente ocurre en profundidad, pero en el caso de sismos cercanos a la superficie y de elevada magnitud, este movimiento llega a la superficie y deforma el terreno produciendo desniveles topográficos denominados “escarpas de falla” (Fig. 1); en este caso hablamos de ruptura superficial. Dependiendo de la magnitud del evento sísmico, la ruptura superficial puede producir deformaciones leves o escarpas de varios metros de desnivel. Después de producido un evento sísmico con ruptura superficial, los bloques rocosos vuelven a trabarse, y al continuar actuando las fuerzas tectónicas, se reinicia el ciclo sísmico de acumulación de energía, hasta que nuevamente se supera la resistencia de la falla y se produce un nuevo sismo (Fig. 1). De esta manera, una escarpa de falla marca el sitio en el que una falla produjo ruptura superficial en el pasado y se encuentra actualmente acumulando energía para producirla nuevamente en el futuro.

Los reglamentos de construcción sismorresistente están diseñados para que las construcciones puedan soportar el paso de las ondas sísmicas. Por lo tanto, no contemplan la deformación del terreno sobre el que se ubica la construcción. Existe un amplio consenso en que la mejor forma de evitar los daños por ruptura superficial es no realizar construcciones de habitación permanente sobre la traza de fallas activas (Kerr et al., 2003; Sexton y Blake, 2010). La problemática puede resumirse en una pregunta: ¿Usted construiría su vivienda sobre una falla activa?

Figura 1. El ciclo sísmico: cómo las fallas producen sismos. En los pasos 3 y 5 se produce la ruptura superficial y se genera una escarpa de falla. Para una mejor visualización clic aquí. Fuente: elaboración propia.

Fallas activas en Mendoza

Si bien muchos trabajos han identificado y mapeado fallas activas en Mendoza, el conocimiento actual sobre esta temática es incompleto (González et al., 2002). Una recopilación actualizada de las fallas activas reconocidas al año 2019, realizada por los autores, puede consultarse y descargarse en el Sistema de Información Ambiental Territorial de la Agencia Provincial de Ordenamiento Territorial[5]. Se trabajó a escala 1:100.000, a partir de publicaciones existentes en la literatura científica y con apoyo de Google Earth. Este mapa (Fig. 2) puede utilizarse como una primera aproximación para saber si en un sector de la provincia existen fallas que hayan producido ruptura superficial en el pasado. Sin embargo, el nivel de estudios actual no es suficiente para ubicar con precisión métrica, necesaria para poder proponer medidas de mitigación, las trazas de las fallas; por otro lado, para la gran mayoría de las estructuras no se conoce su historial de actividad (¿cuántos eventos sísmicos produjeron rupturas superficiales, qué magnitud tuvieron y cuando ocurrieron?). En los siguientes párrafos se resumen las principales fallas activas reconocidas cerca de las zonas más pobladas de Mendoza.

Figura 2. Vista general del mapa de fallas activas de la provincia de Mendoza. Fuente:Sistema de Información Ambiental Territorial de la Agencia Provincial de Ordenamiento Territorial.

El norte de Mendoza forma parte, junto con el sur de San Juan, de la región de peligro sísmico más elevado del país, consecuentemente, se encuentran un gran número de fallas activas en esta región (Figs. 2,3). Se destaca la falla La Cal (Bastías et al., 1993). Esta falla ha producido entre 2 y 3 sismos de gran magnitud con ruptura superficial en los últimos 800 años aproximadamente (Salomon et al., 2013) el último de los cuales es probablemente el sismo de 1861 que destruyó la ciudad de Mendoza

Figura 3. Mapa de fallas del Gran Mendoza y alrededores. Fuente: elaboración propia a partir de INPRES (1995), Moreiras et al. (2014).

(Mingorance, 2006; Salomon et al., 2013). En sectores urbanos, se ha mapeado su posible trazo siguiendo las calles Perú de Las Heras y Tiburcio Benegas y Belgrano en Capital (Fig. 3), sin embargo, no se cuenta con estudios de detalle que permitan ubicarla exactamente (INPRES, 1995). Otra estructura importante por su cercanía al Gran Mendoza es el sistema de fallas del Cerro de la Gloria (Fig. 3), responsable del levantamiento de la cadena de cerros ubicada al oeste del Gran Mendoza (Milana y Zambrano, 1996). El piedemonte del Gran Mendoza, parcialmente urbanizado, se encuentra atravesado por varios sistemas de fallas (Bastías et al., 1993; Moreiras et al., 2014). Por último, el desnivel topográfico rectilíneo a lo largo de la avenida Boulogne sur Mer de la ciudad de Mendoza puede ser una escarpa de falla, sin embargo esto no pudo ser comprobado ni descartado en los trabajos realizados hasta el momento (INPRES, 1995). El estudio de Zonificación Sísmica del Gran Mendoza (INPRES, 1995) recomendó no realizar construcciones en una franja de 100 m alrededor de las fallas y probables fallas reconocidas en cercanías del aglomerado urbano hasta tanto se realicen los estudios necesarios y se pueda establecer una zonificación de detalle, sin embargo estos estudios no se han realizado.

En los alrededores de San Rafael, la principal estructura activa es la falla Las Malvinas, probablemente responsable del sismo destructivo de magnitud aproximada 6.0 de 1929 (Cisneros y Bastías, 1993; Branellec et al., 2016). Por otro lado, Costa et al. (2006) reportaron varias escarpas que pueden corresponder a fallas activas, como el lineamiento Aeropuerto y las escarpas Colonia Los Coroneles y ex-Autódromo Los Jilgueros. En Malargüe, Dessanti (1973) propuso una estructura activa al sur del río Malargüe, que de continuarse al norte del mismo, pasaría inmediatamente al este de la ciudad. Más estudios son necesarios para evaluar si estas estructuras corresponden efectivamente a fallas activas, y en ese caso, realizar una caracterización más completa.

Experiencias en otros países respecto a la regulación y planificación en zonas de peligro por ruptura superficial

Considerando que el peligro por ruptura superficial puede producir importantes daños en zonas urbanas y suburbanas del Gran Mendoza, se llevó a cabo un análisis de tres casos de estudio (Mescua y Giambiagi, 2018) buscando sintetizar las experiencias y proponer posibles medidas para gestionar el riesgo de ruptura superficial en Mendoza.

En California, Estados Unidos, se inició un programa de medidas a partir de los daños por fallamiento superficial que produjo el sismo de San Fernando de 1971. Se llevó a cabo un programa de mapeo geológico de fallas activas que abarcó más de 15 años. Se estableció que ninguna estructura de ocupación humana es permitida sobre la traza de una falla activa, ni en el área dentro de 50 pies (15 m) de dichas fallas[6].

En el caso de Costa Rica, las regulaciones se desarrollaron sobre la base de que el país no cuenta con cartografía geológica oficial de detalle (Astorga, 2013). Se especifica que los informes de impacto ambiental requeridos para diferentes proyectos incluyan un estudio de terreno realizado por un geólogo. Cuando se determine la presencia de una falla que no cuenta con estudios detallados, se establece una zona de seguridad de entre 50 y 100 m de ancho, que debe registrarse en un mapa y a la que se aplican restricciones para el uso de suelo hasta tanto se hagan estudios más detallados (MINAE, 2006; Astorga, 2013). Cuando se cuenta con estudios de detalle, el área de restricción abarca el ancho de la zona de deformación probada por el estudio geológico y además, un área de 15 metros a cada lado (MINAE, 2006).  En caso de que existan estructuras ya construidas sobre fallas activas, la autoridad municipal debe informar a los propietarios de la situación, proveerles de un plan de emergencia, así como recomendar medidas técnicas de reforzamiento estructural y prevención cuando esto sea posible, y no se permitirán ampliaciones (MINAE, 2006).

En Nueva Zelanda, el Ministerio de Ambiente confeccionó una guía con el objetivo de evitar o mitigar el peligro por ruptura superficial (Kerr et al., 2003). La guía parte de cuatro principios: (1) recolectar información precisa sobre las fallas activas; (2) planear el uso de tierras antes de su desarrollo y subdivisión; (3) utilizar un enfoque basado en el riesgo en áreas en desarrollo; y (4) comunicar el riesgo en áreas ya construidas. Recomienda zonas de seguridad de 20 metros a cada lado de zonas de falla. En zonas no desarrolladas, no se permiten construcciones en la zona de seguridad. Para zonas en desarrollo o con expectativas de desarrollo, se propone permitir algunas actividades teniendo en cuenta el intervalo de recurrencia de la falla, el ancho de la zona de falla y el tipo de construcción. La guía presenta tablas que combinan estos tres elementos indicando qué tipo de construcciones pueden aceptarse. El cuarto principio tiene como objetivo comunicar los riesgos a la comunidad para favorecer que las personas eviten ponerse en riesgo innecesario, complementado con incentivos para retirar tierras riesgosas o limitar las posibilidades de desarrollo aún en zonas urbanas.

¿Cómo gestionar el peligro de ruptura superficial en Mendoza?

 Como fue expuesto en las secciones anteriores, la ruptura superficial en la provincia de Mendoza es un fenómeno de baja frecuencia pero que puede producir importantes daños. Para poder tomar medidas de prevención y mitigación, en primer lugar, es necesaria la confección de mapas oficiales de fallas activas a escala adecuada. En función de las experiencias de otros países, se sugiere 1:10.000 para zonas urbanas y suburbanas, y 1:25.000 para zonas rurales, siendo recomendable que se trabaje en un Sistema de Información Geográfica para su integración con otros tipos de información, permitiendo una gestión integral del riesgo de desastres. Estos mapas deben ser confeccionados en función de la información disponible y de relevamientos de campo, y deberán actualizarse a medida que exista nueva información. En el caso de que existan fallas que no puedan ubicarse con precisión en los mapas, como por ejemplo en zonas donde la topografía esté alterada por la urbanización, se puede requerir que cualquier proyecto a desarrollar en las cercanías realice un estudio geológico. La tarea de confeccionar los mapas de fallas debería ser realizada a nivel provincial en el marco del Plan Provincial de Ordenamiento Territorial para asegurar uniformidad de metodologías y criterios. Más información acerca de criterios a tener en cuenta para caracterizar las fallas pueden encontrarse en Mescua y Giambiagi (2018).

En la provincia de Mendoza, pueden encontrarse fallas activas en ambientes diferentes: (1) zonas rurales o no pobladas, (2) zonas de probable urbanización en el futuro; (3) sectores urbanos. El desarrollo de regulaciones contra el peligro por ruptura superficial debe considerar la especificidad de cada uno. En zonas rurales o no pobladas, suele ser fácil identificar en el terreno los desniveles producidos por fallas en el pasado y hay disponibilidad de espacio para realizar las construcciones y obras de ingeniería que sean necesarias evitando los trazos de fallas activas. En zonas de probable urbanización futura, sería necesario realizar el mapeo a escala de detalle para delimitar zonas de no construcción antes de su desarrollo. La problemática más compleja se da en zonas ya urbanizadas. En estos sitios, la misma urbanización hace difícil realizar los estudios para ubicar precisamente las fallas, ya que la topografía original del terreno puede estar modificada y las construcciones impiden realizar observaciones en afloramiento. Por otro lado, pueden ya existir construcciones sobre la traza de fallas activas, y es difícil o imposible establecer zonas de no construcción cuando esto ocurre. En estos casos se puede usar el criterio de no agravar la situación, estableciéndose limitaciones a los tipos de edificación permitidos de ahora en más. No es lo mismo que sea afectada por ruptura superficial una playa de estacionamiento, un local comercial, una vivienda unifamiliar o una torre de gran altura en la que viven cientos de personas. Gradualmente, se pueden implementar medidas que desincentiven las ampliaciones de las edificaciones existentes y busquen reemplazar los usos de ocupación permanente por otros como parques, estacionamientos, etc. Un caso particular es el de edificios estratégicos para la respuesta frente a desastres naturales (cuarteles de bomberos, hospitales, etc.): en caso de ubicarse sobre la traza de fallas activas, deberá considerarse el peligro de ruptura superficial, estableciéndose alternativas en caso de quedar inutilizados los edificios mencionados. A largo plazo, puede planearse su reubicación.

Conclusión

Consideramos imprescindible que la provincia de Mendoza incorpore en la planificación territorial una estrategia de contingencia frente al riesgo de ruptura superficial, a partir de un estudio geológico que permita identificar y localizar precisamente las  fallas peligrosas. Sobre esta base pueden determinarse zonas de seguridad en las cuales se establezcan restricciones. De esta forma se podrán prevenir  daños en la  población, el hábitat y la infraestructura.

Referencias

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[1]http://contenidos.inpres.gob.ar/acelerografos/Reglamentos

[2] En los comentarios al Reglamento se indica que “Con el avance de estudios de microzonificación y de fallamiento, así como de la tasa de deformación de las fallas (...) podrán ponerse en vigencia factores de modificación por la proximidad a fallas, expresados en mapas específicos, como sucede, por ejemplo, en Estados Unidos” (INPRES, 2018).

[3]https://www.un-spider.org/es/riesgos-y-desastres/gestion-del-riesgo-de-desastres

[4]https://www.eird.org/cdmah/contenido/hyogo-framework-spanish.pdf

[5] El Sistema de Información Ambiental Territorial puede encontrarse en la página web de la Agencia Provincial de Ordenamiento Territorial: https://www.mendoza.gov.ar/ambiente/organismos/ordenamiento-territorial/agencia-provincial-de-ordenamiento-territorial/
Existe una base de datos con información complementaria (características de las fallas y citas de los trabajos de investigación) en formato shapefile. Puede solicitarse a jmescua@mendoza-conicet.gov.ar

[6] California Code of Regulations, Title 14, Division 2, Chapter 8, Subchapter 1, Article 3