EFECTOS DEL TERREMOTO DEL 27F EN EL cmgi.cl/publicaciones-web/gonzalez/efectos del terremoto del 27f...

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  • EFECTOS DEL TERREMOTO DEL 27F EN EL SUBSUELO DEL

    PUERTO DE CORONEL

    Javiera Gonzlez, Estudiante Tesista Magister Ingeniera Geotcnica, Univ. de Chile [email protected]

    Ramn Verdugo, Profesor Adjunto, Depto. Ing. Civil, Universidad de Chile

    [email protected] RESUMEN El terremoto del 27 de febrero de 2010 produjo en el Puerto de Coronel (VIII Regin, Chile) una falla del terreno, ocasionada por la presencia de un lente de fango marino de baja resistencia y la licuefaccin de suelos, originando agrietamientos y asentamientos del terreno, y el giro y desplazamiento en direccin al mar de varios pilotes de un muelle. En este trabajo se presenta el comportamiento observado y los daos en la infraestructura portuaria y sus alrededores. 1. INTRODUCCIN. El terremoto del 27 de febrero, de magnitud Mw=8.8, gatill la licuefaccin en ms de 120 sitios desde La Calera hasta Valdivia, en una extensin de 800 km, en los cuales fue posible apreciar grietas, asentamientos, y otras manifestaciones relacionadas al fenmeno de licuacin (Verdugo et al, 2012). Las estructuras ms severamente afectadas, en trminos de lateral spreading corresponden a puertos y puentes, los cuales se localizan en zonas con un alto grado de susceptibilidad a desarrollar licuacin de suelos, debido al tipo de sedimentos depositados y a que se encuentran en constante estado de saturacin. Uno de los puertos ms severamente afectados corresponde al Puerto de Coronel, cuyo anlisis de daos se presenta a continuacin. 2. PUERTO DE CORONEL: El puerto de Coronel es uno de los sistemas portuarios ms importantes del pas. Se emplaza en el sector denominado Playa Negra en la Baha de Coronel, frente a la ciudad del mismo nombre y distante 30 kilmetros al sur de Concepcin. El Puerto corresponde a un terminal multipropsito, con instalaciones que buscan satisfacer las demandas de carga provenientes principalmente de las industrias forestales, pesqueras y agrcolas. La infraestructura del Puerto de Coronel cubre una superficie total de 86 hectreas con bodegas, patios de acopio, oficinas, accesos y vas de circulacin entre otros. Cuenta adems, con 3 muelles de penetracin: Muelle Norte, Muelle Sur y Muelle Granelero, los cuales suman 2000 metros lineales de frente de atraque, con calados que van desde los 11 a los 15 m, pudiendo albergar hasta 9 naves. (Fig. 1).

    Fig. 1. Ubicacin Puerto de Coronel. Fuente: Google Earth.

    N

    MUELLE NORTE

    MUELLE SUR

    TERMINAL GRANELERO

    CONCEPCIN

    mailto:[email protected]:[email protected]

  • 3. MUELLES DEL PUERTO DE CORONEL. MUELLE NORTE: Tambin denominado terminal de carga general y granel, fue construido entre los aos 1995 y 1996, proyectado con un puente de acceso de 336 m de longitud y 10 m de ancho, un cabezal de atraque de 170 metros de largo y 30 metros de ancho, conformando dos sitios de atraque. Debido a la necesidad de satisfacer el aumento de la demanda por infraestructura portuaria, principalmente por la fuerte expansin de la actividad forestal, se ejecutaron dos ampliaciones del cabezo en una longitud de 500 m con el ensanche del puente de acceso y una extensin hacia el mar, aumentando a 4 los sitios de atraque (Fig. 2). La estructura est constituida por un tablero de hormign armado, apoyado sobre vigas longitudinales y transversales de acero unidas mediante soldadura a pilotes tubulares de acero, verticales e inclinados, hincados sobre el fondo marino y con dimetros entre 24 y 31.

    Fig. 2. Muelle Norte y sus ampliaciones (Fuente: Pto. de Coronel)

    MUELLE SUR: Especializado en cargas transportadas a travs de contenedores, fue levantado entre los aos 2006 y 2007. Posee dos frentes de atraque a lo largo de 800 metros de muelle. El sector del cabezo posee un sistema de aislacin ssmica tanto en pilotes inclinados como verticales, a travs de 24 mesas sobre las cuales se instalaron 96 aisladores ssmicos elastomricos conformados por capas de gomas y lminas de acero (Fig. 3).

    Fig. 3. Muelle Sur y detalle del sistema de aislacin. Fuente: Sirve

    TERMINAL GRANELERO. El tercer muelle de penetracin, de tipo mecanizado y con 1400 metros de largo, cuenta con un sitio de atraque y se especializa en la descarga y transferencia de graneles seco, y la descarga de carbn para el complejo termoelctrico Santa Mara de la empresa Colbn S.A. A la fecha del terremoto del 27 de febrero, este muelle se encontraba en etapa de construccin.

  • 4. ESTRATIGRAFA DEL PUERTO. La Fig. 4 muestra la ubicacin de los sondajes disponibles, y los cuatro perfiles longitudinales adoptados para este anlisis.

    Fig. 4. Ubicacin Sondajes y Perfiles en Puerto de Coronel.

    Los depsitos del sector estn compuestos principalmente por estratos de arenas limosas con ndices de penetracin diversos y limos arenosos de baja consistencia, con intercalaciones de arcillas de plasticidad variable. La roca, de tipo sedimentaria, est conformada por areniscas y limolitas blandas que aumentan su dureza con la profundidad, desarrollndose a los 30 metros en el sector norte, y ahondndose considerablemente hasta los 70 metros en direccin al Muelle Sur. Sobre el lecho marino y tambin en el sector del talud, se encuentran sedimentos de fango de 4 metros de espesor promedio, con nula o muy baja resistencia. Las Figura 5 y 6 grafican los perfiles del terreno, aprecindose en color azul, materiales potencialmente licuables, vale decir, arenas saturadas con ndices de penetracin normalizados N1 20 golpes/pie. Se distinguen tres de estos estratos: uno superficial, cuyo riesgo de sufrir licuacin depende de su estado de saturacin, un segundo cercano a los 10 m de profundidad y que se concentra en el sector del acceso al Muelle Norte, y un tercero, ubicado a ms de 20 m.

    Fig. 5. Perfiles 1 y 2. En azul, las zonas con ndices de penetracin bajo 20 golpes/pie.

  • Fig. 6 Perfiles 3 y 4. En azul, las zonas con ndices de penetracin bajo 20 golpes/pie.

    Dado el nivel de daos alcanzado en el Muelle Norte, se presenta en la Fig. 5 el perfil estratigrfico correspondiente al rea del talud, e incluye la proyeccin del Sondaje SST-1 del Muelle Sur, para complementar la informacin. Cabe destacar la ubicacin de fango bajo la explanada, lo que se explica porque el material arenoso superior proviene de una posterior depositacin a travs de corrientes marinas procedentes principalmente del ro Bo-Bo, los cuales quedaron con un bajo estado de densificacin. Este fango, presenta una reducida resistencia, lo que se advierte por los bajos ndices de penetracin, e incluso, en los sondajes martimos la cuchara del equipo de SPT descendi bajo su propio peso. Se observa adems, dos estratos de arenas licuables, y el aumento de la resistencia del material arenoso hacia mar adentro.

    Fig. 7. Perfil Estratigrfico Muelle Norte y resultados de ensayos de penetracin estndar.

  • 5. EFECTOS DEL TERREMOTO. A causa del terremoto se produjo una falla del terreno, formndose grietas de traccin significativas que daaron los pavimentos y causaron asentamientos, principalmente, en la explanada de acopio de contenedores. Se destaca que en la entrada al muelle, una cmara de tratamiento de aguas se elev ms de 1 m, producto de la licuacin del terreno. La Fig. 8 ilustra la distribucin de las principales grietas y los daos generados durante el sismo. Existe una concentracin de dao en el sector de patio de acopio adyacente al Muelle Norte, donde el asfalto qued totalmente destruido por las fisuras que se generaron de manera profusa, aprecindose de manera clara 7 grietas principales con aberturas aproximadas de hasta 50 cm (Fig. 9) y encontrndose material arenoso fino que fue eyectado a travs de algunas de ellas. Se estima que el desplazamiento horizontal del terreno hacia el mar en esta rea fue de aproximadamente 1.2 m

    Fig. 8. Distribucin de las principales grietas en las instalaciones del Puerto.

    Fig. 9. Daos en explanada de acopio sector Muelle Norte. Fuente: Pto. de Coronel.

    Una situacin interesante se gener con los containers del Puerto, los cuales se encontraban apilados en hasta 5 unidades. Con el movimiento ssmico, la mayora de las pilas ms altas, se desestabilizaron llegando incluso a caer algunos contenedores hacia el mar (Fig. 10).

    Fig. 10. Cada de containers. Fuente: Pto. de Coronel.

  • El sector que concentr la cada de contenedores corresponde al patio de asfalto donde se desarroll la mayor cantidad de grietas, lo cual indujo un asentamiento e inclinacin del terreno, que a su vez provoc el hundimiento y la cada de los containers en direccin al mar, sobrepasando la barrera del tablestacado tal como lo muestra la Fig. 11.

    Fig. 11. Grietas y hundimiento de terreno en sector de contenedores Fuente: Pto. de Coronel.

    Adems, en algunos sectores de los patios (Fig. 12), se formaron aberturas o sinkholes, de 3 m de dimetro y hasta 2.5 m de profundidad. Es necesario sealar que en el rea existen varias tuberas de desage en direccin al mar, las cuales se desconectaron producto del desplazamiento del terreno, arrastrando los sedimentos y provocando el colapso del relleno. Algunas de estas aberturas se formaron durante el sismo, mientras que otras se abrieron con posterioridad.

    Fig. 12. Sinkholes en patios del Puerto. Fuente: Pto. de Coronel.

    6. ANLISIS DEL COMPORTAMIENTO DEL TERRENO Y EL EFECTO EN LOS MUELLES. Un factor importante en la respuesta del terreno ante el sismo, es la presencia del estrato de fango bajo el talud a lo largo del Puerto. El fango lo conforman materiales finos en suspensin que sedimentan desarrollando una estructura de significativa baja resistencia. Producto de las corrientes marinas se depositaron sobre este lente, materiales arenosos que conforman la base de la explanada del Puerto. La Fig. 13 muestra un histogr