Geología de Chimbote, Perú: estructural y tectónica, geomorfología, hidrogeología y riesgos.

Geología regional Chimbote

Perú se ubica en la parte centro-occidental de América del Sur y forma parte del Cinturón del Pacífico. Chimbote se localiza en el sector central y occidental de Perú, en la llanura costera, al este de la Cordillera Occidental, dentro del Dominio morfoestructural Casma. La geología de Chimbote está, por tanto, íntimamente ligada a estas estructuras tectónicas.

La Cordillera Occidental corresponde a la antigua cuenca occidental peruana, individualizada a partir del Jurásico, con el arco volcánico Chocolate (190-170 Ma) rellenada con depósitos sedimentarios carbonatados, turbidíticos y sílico-clásticos.

Durante el Cretácico la cuenca se invierte y comienza a elevarse el sector costero, con un predominio de sedimentación continental. En el Cretácico superior se producen los cabalgamientos Cincha-Lluta y Tapacocha-Conchao-Concachacra, separando esta última, la Cordillera Blanca al este, de la Cordillera Negra al oeste, mediante el valle Huaylas. Está caracterizado por intensa actividad volcánica relacionado a arcos Cenozoicos. 

En el Dominio Casma afloran unidades volcánicas, plutónicas y sedimentarias; son parte del sistema volcánico de arco-islas a arco continental, el cual estuvo activo durante el Jurásico superior, como parte de la cuenca occidental, rellenada con depósitos volcano-sedimentarios de edad Cretácica. Los afloramientos plutónicos corresponden al Batolito de la Costa. 

Geología local Chimbote

Chimbote se ubica en la llanura costera, parte central y occidental de Perú, a coordenadas 9°5’7.01″ de latitud sur y 78°34’41.99″ de longitud oeste, a una altura media de 4 m.s.n.m. Forma parte de la cuenca del río Lacramarca, el cual atraviesa el sector oriental y sur del trayecto ciudadano. Se encuentra limitada al oeste por la Cordillera Negra. 

Los tipos de rocas aquí aflorantes son variadas, con edades que van desde el Paleozoico al Cuaternario reciente, estando mayormente representadas por un basamento y rocas sedimentarias, cubiertas por depósitos de rocas volcánicas y depósitos no consolidados modernos. 

Los depósitos aluviales recientes están constituidos por una curva granulometría amplia: gravas, arenas, limos y arcillas han sido depositadas a partir de los cursos fluviales, flujos de agua y corrientes laminares y se disponen formando niveles aterrazados.

Por su parte, los depósitos eólicos, son depósitos recientes y se disponen en formas de barjanes en movimiento, dunas gigantes o mantos de arena. Además, las rocas plutónicas reconocidas son flujos de lavas y brechas pertenecientes a la Formación Junco, localizada al sureste del trayecto ciudadano.  

Geología estructural y tectónica Chimbote

El sector occidental del área de estudio, está regionalmente controlada por sistemas de fallas regionales con una dirección NO-SE, y ellos son: a) sistema de fallas Tapacocha (SFT), b) sistemas de fallas Huallac-Chirín (SFHCH), c) sistemas de fallas Huaraz-Recuay (SFRH) y d) sistemas de fallas Chota (SFCH). 

Estos sistemas de fallas nos permiten definir 3 dominios morfoestructurales en el área de Chimbote:

1. Dominio volcano-sedimentario Cretácico del Grupo Casma;
2. Dominio Jurásico-Cretácico Chicama-Goyllarisquisga; 
3. Dominio Permo-Triásico Mitu-Pucará.

Geomorfología Chimbote

Chimbote se ubica en la planicie aluvional del río Lacramarca, el cual nace en la Cordillera Negra, deposita su carga en pantanos y lagunas y desemboca en la Bahía Chimbote (océano Pacífico). El valle presenta forma irregular, con una longitud de 10 km y un ancho de 5 km, un área de 841 km2, una altitud media de 1.126 m.s.n.m. y pendientes que oscilan de 1,8 a 7,7%. 

El sistema montañoso tiene pendientes suaves (4,6 a 15%) y planicies amplias, con alturas de 2.456 m.s.n.m. Tiene asociado depósitos de gran espesor de arenas y gravas. Por su parte, en la zona costera, el mar ha formado líneas de playas recientes y antiguas que consisten en capas de arenas laminares. 

Entre los Distritos Chimbote y Nuevo Chimbote, a orillas del río Lacramarca, se reconoce el humedal Villa María, un ecosistema marino desarrollado sobre la terraza hidromórfica a 3 m.s.n.m., con pendiente de 1%, cuyo régimen hídrico depende de la infiltración del río y las aguas de regadío. Además, en el trayecto ciudadano se localiza el humedal San Juan.

La Bahía Chimbote es semicerrada, con 11 km de largo y 6,5 km de ancho y está definido por los cerros Península al sur y La Paz al norte. Se reconocen 4 islas, Ferrol del sur, del centro y del norte y la Isla Blanca en el sector norte. Aquí desemboca el río Lacramarca, y deposita materiales finos. 

Hidrogeología Chimbote

El reservorio acuífero de Chimbote está conformado por los depósitos sedimentarios Cuaternarios, siendo sus límites laterales e inferior el sustrato rocoso, ubicado a una profundidad de 102 m. 

A partir de sondeos geotécnicos realizadas en el área de estudio, se observa que el perfil litológico está integrado por gravas, arenas, limos y arcillas. La capa superior está compuesta por tierra de cultivo, seguido de material fino permeable (arenas finas a gruesas), material grueso permeable (cantos, gravas y arenas) y capas de material arcilloso impermeable en la base. Estas permeabilidades pueden ser estudiadas en detalle con ensayos de permeabilidad Lefranc.

La napa del valle de Lacramarca es radial, libre y su profundidad varía de los 0 a 20 m. Se forma a partir de las infiltraciones de las lluvias que se generan en la parte alta de la cuenca, provenientes del río Santa. Su dirección de escurrimiento es NE-SW, siguiendo en la parte baja la dirección del eje longitudinal del cono de deyección, siendo su gradiente hidráulico de 0,75%.

En los barrios Villa María y 1° de Mayo se producen afloramientos de la napa freática, a ambos márgenes de la carretera panamericana. La profundidad aquí es de 3 m.s.n.m., debido a drenajes deficientes. 

Riesgo geológico Chimbote

Durante el sismo ocurrido en 1970 se produjo la licuefacción de suelos en Chimbote, así como subsidencias superficiales. Se observó fallas en el terreno en depósitos de playa saturados y sueltos, volcanes de arena y eyección de aguas subterráneas debido a altura del nivel freático, descenso en los terraplenes de todos los puentes ubicados en Panamericana.

A partir de ello, Hurtado, J. & Parra Murrugarra, D. (1991) realizaron una microzonificación sísmica en la ciudad de Chimbote en función de la geología, ensayos de penetración estándar, evaluación de daños ocurridos durante el sismo de 1970, medición de microtrepidaciones y réplicas, perfiles de sísmica de refracción y análisis de ampliación de ondas sísmicas. Pudieron distinguir 4 zonas (figura 2 A): 

ZONA I: subsuelo de gravas densas o rocas, con nivel freático a profundidades mayores a 10 m. Pocas posibilidades de asentamiento o subsidencia del terreno.

ZONA II: arena suelta a gruesa, con arenas densas y cementadas infrayacentes. El nivel freático se localiza a 5 m. No se esperan asentamientos en edificios de hasta 2 pisos, salvo que se ubique en sector de dunas. 

ZONA III: arena cubierta por material edáfico, con presencia de gravas a profundidades mayores a 10 m. Ante la ocurrencia de un sismo, la arena fina se licuará debido a que el nivel freático es superficial. 

ZONA IV: corresponde a la zona de pantanos, donde el nivel freático es muy superficial. El material consiste en arenas saturadas cubiertas por delgadas capas de limo orgánico. Los daños pueden ser asentamiento y licuación en arenas ante un sismo severo.

A partir de los datos obtenidos de la microzonificación sísmica, añadido a parámetros de diseño sísmico (magnitud y aceleración), se realiza un mapa de potencial de licuación de suelos para la ciudad de Chimbote. Los resultados fueron: 

• Sismo de aceleración de 0,15 g y magnitud de 7,5: se producirá licuación en aquellos lugares donde el nivel freático sea superficial esté próximo a ella (1,5 a 2 m), asentados sobre depósitos aluviales del río Lacramarca, donde el suelo está compuesto por una delgada capa de limo-arcillas, seguido de arenas sueltas que incrementan la compacidad con la profundidad, con delgadas capas de arcillas. Además, se produciría en aquellos sitios que se localizan sobre depósitos eólicos sueltos. Estos sitios se corresponden con los sectores centro, suroeste y noroeste de la ciudad de Chimbote.

• Sismo de aceleración de 0,30 g y magnitud de 7,5: se producirá en aquellos sitios que se asientan sobre depósitos aluviales y a las zonas de antiguos pantanos al noreste de Chimbote. 

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