Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Análisis del riesgo volcánico por caídas piroclásticas y peligros asociados para los sistemas de transporte naval de Patagonia Andina |
| Título alternativo: | Volcanic risk assessment from tephrafalls and associated hazards for nautical transport networks in Andean Patagonia |
| Autor: | Salgado, Pablo Agustín |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Universidad Nacional del Comahue - CONICET. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales (IPATEC)
|
| Fecha de defensa: | 2024-07-30 |
| Fecha en portada: | 2024 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Geológicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Geología |
| Director: | Villarosa, Gustavo |
| Director Asistente: | Wilson, Thomas M. |
| Consejero: | Litvak, Vanesa Dafne |
| Jurado: | Morin, Julie; Sruoga, Patricia; Caselli, Alberto Tomás |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | PELIGROS VOLCANICOS; CENIZA VOLCANICA; PUMICE RAFTS; MANEJO DE LA EMERGENCIA; IMPACTOS; VULNERABILIDAD; ESTADOS DE DAÑO Y DISRUPCION; MITIGACION; COMUNICACION DEL RIESGO; REDUCCION DEL RIESGO DE DESASTRE; PUERTOS; EMBARCACIONES; NAUTICA; HUDSON 1991; CHAITEN 2008; CORDON CAULLE 2011-2012; CALBUCO 2015VOLCANIC HAZARDS; VOLCANIC ASH; PUMICE RAFTS; EMERGENCY MANAGEMENT; IMPACTS; VULNERABILITY; DAMAGE AND DISRUPTION STATES; MITIGATION; RISK COMMUNICATION; DISASTER RISK REDUCTION; PORTS; SHIPS; NAUTICAL; HUDSON 1991; CHAITEN 2008; CORDON CAULLE 2011-2012; CALBUCO 2015 |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7595_Salgado |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7595_Salgado.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7595_Salgado |
| Ubicación: | GEO 007595 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Salgado, Pablo Agustín. (2024). Análisis del riesgo volcánico por caídas piroclásticas y peligros asociados para los sistemas de transporte naval de Patagonia Andina. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7595_Salgado |
Resumen:
La Patagonia argentina es un territorio recurrentemente afectado por caídas de materiales piroclásticos, los cuales se generan a partir de erupciones explosivas de los volcanes andinos y se dispersan hacia el este por acción del flujo regional de vientos extra tropicales del oeste. En décadas recientes, cuatro eventos muy significativos de caídas piroclásticas impactaron el territorio nacional, producto de las erupciones de los volcanes Hudson (1991), Chaitén (2008), Cordón Caulle (2011-2012) y Calbuco (2015). En todos estos casos se ha observado que, por un lado, los recursos navales resultaron ser vitales para el manejo de las distintas situaciones de emergencia, lo que también se replica para otras situaciones de desastre de origen no-volcánico que afectaron la región. Pero, paradójicamente, los sistemas de transporte naval también resultaron ser particularmente vulnerables a los efectos de las caídas piroclásticas y otros tipos de peligros volcánicos asociados. En Patagonia, estos antecedentes se remontan a más de un siglo en el pasado e incluyen instancias tan extremas como el hundimiento de embarcaciones, la desaparición de puertos y la pérdida asociada de vidas humanas. Incluso se ha observado que los impactos provocados por estos eventos perduraron por décadas después de finalizadas las erupciones volcánicas y que se extendieron más allá de las zonas inicialmente afectadas por las caídas piroclásticas primarias. A pesar de estos antecedentes, el conocimiento acerca del riesgo que representan las erupciones volcánicas explosivas para el transporte naval es extremadamente limitado, en contraposición a lo que se conoce para otros modos de transporte como la aviación. El objetivo principal de esta tesis doctoral consiste en abordar esta falta de conocimientos que, sorprendentemente, se replica a escala global, evaluando las múltiples interrelaciones que existen entre el fenómeno volcánico y los emblemáticos sistemas de transporte naval de la Patagonia argentina. Esto se ha logrado mediante la reconstrucción y el análisis multimetodológico de numerosos casos de estudio, que primordialmente incluyen cuatro erupciones volcánicas explosivas recientes y otras situaciones de emergencia derivadas de otros tipos de peligros geo-meteorológicos. En primera instancia, se propuso evaluar la capacidad de los recursos de transporte naval de la Patagonia andina para dar respuesta a situaciones de desastre (Capítulo 2). A partir de visitas de reconocimiento a sitios afectados; reuniones y entrevistas de investigación semi-estructuradas y dirigidas con 52 partes afectadas, pertenecientes a 24 entidades u organizaciones diferentes; y la consulta de fuentes de información complementaria, se reconstruyó un total de 19 casos de estudio referidos a acciones de respuesta naval a emergencias, asociadas a 5 eventos distintos (Anexo A). Los casos de estudio fueron luego sistematizados y cotejados según un nuevo modelo para la tipificación de acciones de respuesta naval a la emergencia, sustentado en ocho funciones básicas del manejo de emergencias. El análisis sistemático de casos permitió identificar una serie de problemáticas recurrentes que limitan la posibilidad de gestionar este tipo de situaciones por medios náuticos, las cuales se han agrupado en cinco aspectos principales: (1) aspectos asociados a los peligros; (2) aspectos asociados a las accesibilidades territoriales; (3) aspectos intra e interorganizacionales; (4) aspectos demográficos; y (5) aspectos de vulnerabilidad de los sistemas de transporte naval a los efectos de las caídas piroclásticas y otros peligros asociados. A partir de ello, se ha podido enumerar una serie de recomendaciones replicables, basadas en los principios fundamentales de la gestión de desastres, que permiten abordar la planificación de futuras eventualidades por medios navales. En segunda instancia, se propuso evaluar los múltiples efectos negativos, o impactos, de las caídas piroclásticas sobre cada uno de los elementos que componen una red de transporte naval (Capítulo 3). A partir de visitas de reconocimiento a sitios afectados; reuniones y entrevistas de investigación semi-estructuradas y dirigidas con 64 partes afectadas, pertenecientes a 26 entidades u organizaciones diferentes; inspecciones guiadas de activos y elementos mecánicos afectados; el asesoramiento y consejo de expertos técnicos en ciencias náuticas, ingeniería marítima, mecánica y arquitectura naval; y la determinación de distintas medidas de intensidad del peligro, se identificaron, sistematizaron y describieron los impactos de caídas piroclásticas y pumice raftssobre varios elementos y sistemas de un buque tipo, y dos dominios o zonas portuarias distintas. Los impactos más significativos sobre los buques incluyeron: (1) efectos de carga estática vertical; (2) daños en superficies y equipamiento de cubierta; (3) ingreso de ceniza volcánica en espacios confinados; (4) daños en sistemas de energía, electrónica y computadoras; (5) pérdida de visibilidad, navegabilidad y posicionamiento; (6) obturación y daños en sistemas con tomas de agua de mar; (7) daños en sistemas de transmisión y propulsión; (8) obturación y daños en turbinas; y (9) abrasión, corrosión y crecimientos algales acelerados en cascos y obra viva. Los impactos más significativos sobre los puertos incluyeron: (1) disrupción de operatividades, por impactos en accesibilidades territoriales, servicios de infraestructura crítica, visibilidad atmosférica reducida, peligros para la salud de los operarios, tareas de limpieza, mantenimiento, remediación, etc.; (2) daños en maquinaria e infraestructura portuaria; (3) ingresos de pumice rafts en bahías portuarias; (4) engelamiento de pumice rafts; y (5) problemáticas de sedimentación y removilización de ceniza volcánica. En adición, también se evaluaron factores de peligrosidad, vulnerabilidad e impactos por eventos de removilización fluvial de tefra y deslizamientos subácueos y olas tipo tsunami asociadas. Al investigar la correlación existente entre medidas de intensidad de peligro y grados de severidad de impactos asociados, se ha podido elaborar un nuevo modelo de vulnerabilidad (escala de impactos) para buques y puertos afectados por caídas primarias de ceniza volcánica y pumice rafts, basada es el diseño de estados de daño y disrupción disponibles para impactos de caídas de ceniza volcánica en sistemas de infraestructura crítica. Además, evaluaron la efectividad y eficacia de distintas metodologías adoptadas para la prevención, mitigación y remediación de impactos, que incluyeron: (1) la restricción de la navegación y el asilo de los buques; (2) diversas medidas de prevención de obturación de sistemas con tomas de agua de mar de los buques; (3) el despeje de ceniza volcánica de los buques; (4) el despeje de ceniza volcánica de los puertos; y (5) la contención de ingresos de pumice rafts en bahías portuarias y otros sitios críticos. En tercera instancia, se propuso explorar posibles vías de transferencia de lecciones aprendidas a los sectores náutico y del manejo de la emergencia (Capítulo 4). A partir de una serie de recursos gráficos disponibles, destinados originalmente a resguardar sistemas de servicios de infraestructura crítica de Nueva Zelanda y luego internacionalizados por la comisión Cities and Volcanoes Commission's Volcanic Ash Impacts Working Group a través del U.S. Geological Survey, se conceptualizó una versión preliminar de afiche que condensara los contenidos elaborados en los capítulos anteriores, para asesorar a operarios de puertos y embarcaciones en caso de futuras caídas piroclásticas. Mediante el consenso de los posibles futuros usuarios, obtenido a partir de pequeños ensayos de testeo, consistentes en una segunda ronda de entrevistas de investigación semi-estructuradas y dirigidas con un subgrupo de 17 autoridades, operarios y tomadores de decisiones de 12 organismos diferentes; el asesoramiento técnico brindado por 3 profesionales expertos en ciencias náuticas, ingeniería marítima y mecánica naval; y la revisión por parte de 2 científicos expertos en riesgo volcánico, se elaboró el afiche “Ceniza volcánica: avisos para el sector náutico (versión 1, junio de 2023)”. Este nuevo dispositivo de transferencia condensa información referida a: (1) los distintos fenómenos asociados a la caída piroclástica primaria con capacidad de afectar el transporte naval; (2) los posibles impactos de la ceniza volcánica sobre los buques y los puertos; (3) acciones recomendadas para la preparación; (4) acciones recomendadas para la respuesta durante, y una vez finalizada, la caída piroclástica; y (5) el acceso a fuentes de aviso y material complementario. El afiche constituye una valiosa herramienta, única en su tipo, para la reducción del riesgo de desastres en el ámbito náutico ante eventos de caída piroclástica. El mismo ha sido transferido eficazmente a numerosas instituciones, organizaciones y entidades privadas de vinculadas al transporte naval de Patagonia andina. Este trabajo de investigación pone de relieve la imperante necesidad de profundizar en el entendimiento del riesgo volcánico por caídas piroclásticas y otros peligros asociados para el transporte naval. Los resultados obtenidos proporcionan una perspectiva detallada respecto de los desafíos afrontados por las autoridades y comunidades costeras de Patagonia ante eventos de caída piroclástica, poniendo a disposición una serie de nuevos recursos destinados a la reducción del riesgo de desastres y a la construcción de la resiliencia entre las poblaciones costeras de Patagonia andina y regiones de características similares.
Abstract:
The Argentine Patagonia is a territory recurrently affected by volcanic ashfalls, resulting from the explosive eruptions of active Andean volcanoes and the eastward dispersion of pyroclastic material transported by the regional flow of extra-tropical westerly winds. Over recent decades, four notably significant pyroclastic fall events have impacted the national territory, stemming from the eruptions of the Hudson (1991), Chaitén (2008), Cordón Caulle (2011-2012), and Calbuco (2015) volcanoes. Nautical transport has emerged as indispensable for managing various emergency scenarios across these instances, a trend mirrored in non-volcanic disaster contexts affecting the region. Paradoxically, however, nautical transport systems have also displayed notable vulnerability to the effects of pyroclastic falls and other associated volcanic hazards. Throughout Patagonia, these historical occurrences span over a century and include cases as severe as ships capsizing, the total disappearance of entire ports, and human casualties. Furthermore, it has been observed that impacts from these events persist for decades post-eruption, extending beyond the initially affected zones by primary pyroclastic fallout. Despite these precedents, knowledge regarding the risk posed by explosive volcanic eruptions to nautical transport is exceedingly limited, contrasting starkly with the understanding available for other modes of transport such as aviation. The primary objective of this doctoral thesis is to address this knowledge gap, which surprisingly replicates on a global scale, by evaluating the complex interrelationships between volcanic phenomena and the emblematic nautical transport systems of the Argentine Patagonia. This has been achieved through the reconstruction and multimethodological analysis of numerous case studies, primarily encompassing four recent explosive volcanic eruptions and other emergency situations stemming from various geo-meteorological hazards. The initial focus was on investigating the capability of nautical transport resources in the Andean Patagonia to respond effectively to different disaster situations (Chapter 2). Through reconnaissance visits to affected sites; semi-structured and role-driven research interviews with 52 affected parties from 24 different entities or organizations; and the consultation of complementary sources, a total of 19 case studies referring to emergency response nautical actions, associated with 5 distinct events, were reconstructed (Anexo A). Subsequently, these case studies underwent systematic categorization and comparison according to a novel model for typifying emergency response actions, grounded in eight basic functions of emergency management. he systematic analysis of these cases facilitated the identification of recurring issues that impede effective management of such situations through nautical means. These issues were categorized into five main aspects: (1) hazard-related issues; (2) territorial accessibility-related issues; (3) intra- and inter-organizational-related issues; (4) demographic issues; and (5) vulnerabilities of nautical transport systems to pyroclastic falls and associated hazards. Building on these findings, a series of replicable recommendations, aligned with the fundamental principles of disaster management, were formulated to enhance the planning and response capabilities of naval resources in anticipation of future eventualities. Secondly, the multiple negative effects, or impacts, of pyroclastic fallouts on each constituent of a nautical transport network were investigated (Chapter 3). Through reconnaissance visits to affected sites; semi-structured and role-driven interviews with 64 affected parties from 26 different entities or organizations; guided inspections of impacted assets and mechanical components; consultation with technical experts proficient in nautical sciences, maritime engineering, mechanical, and naval architecture; and the determination of various hazard intensity metrics, the impacts of pyroclastic falls and pumice rafts on various components and systems of a prototypical vessel, as well as two distinct port domains or zones, were identified, systematized, and delineated. The most notable impacts on ships comprised: (1) effects of vertical ash-loading on ships’ seaworthiness; (2) damage to deck surfaces and equipment; (3) volcanic ash ingress into ships’ interiors; (4) damage to power systems, electronic devices, and computers; (5) loss of visibility, navigability, and positioning; (6) blockage and damage to systems dependent on sea water supplies; (7) damage to propulsion and transmission systems; (8) blockage and damage to waterjets; and (9) accelerated abrasion, corrosion, and algal growth on hulls and underwater structures. The most notable impacts on ships comprised: (1) disruption to port logistics, due to impacts on territorial accessibilities, critical infrastructure services, reduced atmospheric visibility, health hazards for operators, cleaning, maintenance, and remediation works, etc.; (2) effects on port machinery and infrastructure; (3) entry of pumice rafts into harbors; (4) freezing of pumice rafts; and (5) sedimentation and remobilization of volcanic ash issues. Furthermore, the impacts and hazard and vulnerability characteristics from fluvial-remobilized tephra and subaqueous mass-wasting processes and tsunami-like waves were to water transport were also assessed. When exploring the relationship between hazard intensity metric and the severity levels of associated impacts, a new vulnerability model (a common impact scale) has been devised for ships and ports affected by primary volcanic ashfalls and pumice rafts. This model is founded on the design of available damage and disruption states for volcanic ashfall impacts on critical infrastructure systems. Furthermore, the effectiveness and efficiency of various methodologies employed for the prevention, mitigation, and remediation of impacts were assessed. The most notable methodologies comprised: (1) cessation of shipping activities and housing ships; (2) preventing blockage and damage to systems dependent on sea water supplies; (3) volcanic ash removal from ships; (4) volcanic ash removal from ports; and (5) preventing pumice rafts entries into harbors and other critical sites. Thirdly, potential avenues for transferring lessons learned to the nautical and emergency management sectors were explored (Chapter 4). Based on a series of graphical resources originally focused on critical infrastructure service systems in New Zealand and then globalized by the Cities and Volcanoes Commission's Volcanic Ash Impacts Working Group through the U.S. Geological Survey, a preliminary version of a poster was conceptualized. This poster aimed to condense the contents elaborated in the previous chapters to provide guidance to port operators and vessel crews in the event of future pyroclastic falls. Through consensus among potential future users, derived from small testing trials consisting of a second round of semi-structured and role-driven interviews with a subgroup of 17 authorities, operators, and decision-makers from 12 different organizations; technical advice provided by 3 professionals expert in nautical sciences, maritime engineering, and naval mechanics; and review by 2 volcanic risk experts, the poster "Volcanic Ash: Notices for the Maritime Sector (Version 1, June 2023)" was developed. This new transfer device encapsulates information regarding: (1) the various phenomena associated with primary pyroclastic fall capable of affecting naval transportation; (2) potential impacts of volcanic ash on ships and ports; (3) recommended preparedness actions; (4) recommended response actions during and after the pyroclastic fall; and (5) access to warning sources and supplementary material. The poster constitutes a valuable, one-of-a-kind tool for disaster risk reduction in the maritime domain amid pyroclastic fall events. To date, the poster has been effectively transferred to numerous institutions, organizations, and private entities linked to Andean Patagonia's nautical transport. This research underscores the pressing need to deepen our understanding of volcanic risk posed by pyroclastic falls and other associated hazards for nautical transport. The findings provide a detailed perspective on the challenges faced by authorities and coastal communities in Patagonia when dealing with pyroclastic fall events, offering a range of new resources aimed at disaster risk reduction and resilience building among coastal populations in the Andean Patagonia and similar regions.
Citación:
---------- APA ----------
Salgado, Pablo Agustín. (2024). Análisis del riesgo volcánico por caídas piroclásticas y peligros asociados para los sistemas de transporte naval de Patagonia Andina. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7595_Salgado
---------- CHICAGO ----------
Salgado, Pablo Agustín. "Análisis del riesgo volcánico por caídas piroclásticas y peligros asociados para los sistemas de transporte naval de Patagonia Andina". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2024.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7595_Salgado
Estadísticas:
Descargas totales desde :
Descargas mensuales
https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7595_Salgado.pdf
