San José 3 de Marzo, 2009. Señor. Ing. Olman Vargas Director Ejecutivo CFIA Estimado Ingeniero: De acuerdo a los términos de referencia con relación a la reapertura del tramo de carretera Cariblanco-Varablanca, a continuación se presentan los resultados del trabajo realizado siguiendo la secuencia de los puntos solicitados, incluyendo además otros aspectos que se consideran de mucha importancia y que no fueron incluidos en los términos de referencia mencionados, así como, un resumen de las medidas tomadas, criterios aplicados, comentarios y acciones

I. Introducción En primera instancia se aprovecha este informe para presentar un resumen, a manera de memoria, de los aspectos importantes sobre el terremoto ocurrido tanto en sus características sismológicas como sus efectos en los terrenos y poblaciones. Para formar criterio, además de la colaboración al CONAVI, se ha participado en reuniones, así como, contacto por correo electrónico y teléfono con personal de CACISA, CONAVI, ICE, empresa El Angel, etc. También se realizaron visitas a la zona se Cinchona y a la base 2, donde se concentra la información de las fotos especiales contratadas por el ICE. A la fecha, no se puede presentar un criterio final y definitivo sobre el trazado escogido por el MOPT, ya que aun las fotos especiales no están procesadas, las cuales son muy importantes para determinar la factibilidad de pasar por el corredor este u oeste. Asímismo falta aun la evaluación geológica y geotécnica para los corredores este y oeste, criterios que integrados podrán concluir acerca de la factibilidad técnica de la nueva carretera. Con respecto a la rehabilitación de la carretera original como una solución permanente, no se considera viable, ya que habría que invertir muchos recursos para hacerla confiable (muros anclados, pantallas, suelo cosido, etc), a tal punto que es más razonable construir una carretera nueva

II. Terremoto de Cinchona El día jueves 8 de enero de 2009 un fuerte sismo sacudió una extensa zona de la Cordillera Volcánica, constituida por rocas volcánicas cuaternarias, incluyendo el Valle Central, tal como se muestra en mapa adjunto. El sismo tuvo una magnitud de 6,2, una profundidad de 10 km y está asociado a La Falla Varablanca ubicada en el flanco Este del volcán Poás. Esta es una falla cuya última actividad fue en Junio del 2005. La actual actividad se inició el día miércoles 7 de enero de 2009 con un evento de magnitud 4,6 que ocurrió en la misma zona a las 10 am.

Geología y geotectónica de la zona (Laboratorio Ingeniería Sísmica UCR)

2.1 Datos del sismo

Hora Local: 13:21 Magnitud: 6,2 Profundidad: 10 km Epicentro: Varablanca de Heredia Intensidades: VI en Varablanca, Sarapiquí, Bajos del Toro IV-V en San José y Heredia Origen: falla Varablanca

2.2 Efectos del sismo en la zona Se reportaron serios daños en carreteras y caminos en la zona de Varablanca y norte de Heredia, viviendas y edificaciones con daños y alarma general en la población. Históricamente la zona norte de Heredia ha tenido varios terremotos importantes como los de 1851 (Mag 6,0), 1888 (Mag 6,0), 1911 8Mag 5,8), 1912 (5,1) y 1955 (5,3). En tiempos recientes, se registró un enjambre sísmico en Junio y Julio del 2005 en la misma zona, también relacionada con la falla Varablanca.

El sismo principal causó daños importantes a la población ocasionando más de 25 muertos, más de 30 desaparecidos, y aproximadamente 100 lesionados, 2 afectaciones en líneas vitales como energía eléctrica, carreteras, caminos, puentes, acueductos, deslizamientos, avalanchas, alteración de cuencas hidrográficas, muertos y heridos.

Estimaciones preliminares del Instituto Costarricense de Acueductos y

Alcantarillados, ICAA, establece que este sismo dejó sin suministro a aproximadamente 45000 personas principalmente al cantón de Alajuela, Poás, Heredia, Santa Bárbara, Grecia (Río Cuarto).

2.3 Distribución de intensidades

Según estimaciones preliminares, la red RSN ICE-UCR preparó el mapa de isosistas que se adjunta donde se muestra la distribución de intensidades basado la clasificación Mercalli modificada que indica valores de IX en la zona epicentral hasta VI en un radio hasta de unos 40 Km. También la misma red determinó el área de daños mayores, estimándola en 180+/-15Km2, tal como se muestra en figura adjunta que presenta una forma alargada hacia el Noroeste, probablemente por la direccionalidad de la falla

(Tomado de RSN, ICE- UCR/CR)

(Tomado de RSN, ICE- UCR/CR)

III. Aspectos a considerar según los términos de referencia del CFIA

3.1 Análisis de la información técnica de estudios básicos y diseño de la carretera, que se encuentre disponible en la Instituciones encargadas, como CONAVI.

Con base en varios sobrevuelos en helicóptero y reconocimientos de campo se pudo observar que los efectos del sismo del 8-01-09 se concentraron principalmente en deslizamientos de las laderas de los ríos Sarapiquí y La Paz, así como, en la parte alta de las cuencas de los ríos Angel y Cariblanco que fueron la causa de las grandes avalanchas. La falla típica de las laderas se caracterizó por el deslizamiento de la cobertura boscosa correspondiente al espesor de suelo y roca alterada y fracturada con espesor estimado de unos 5 a 7 m en las laderas y 9m de solo suelo limoarcilloso en la parte superior, razón por la que varias zonas en los cañones de los ríos profundos se observa la roca expuesta

Los cauces de las quebradas La Planta, Brazo del Angel y Fonseca, de poca profundidad, paralelas y hacia el oeste de la fila donde se ubica la carretera Vara Blanca-San Miguel, sufrieron relativamente poco, tal como se observa en fotos adjuntas y aunque por ellas bajaron avalanchas de barro, se debió a los deslizamientos en las partes altas de sus cuencas, área donde se ubicó el epicentro. No obstante que en estas laderas no se presentaron fallas, recorriendo los taludes, se observó que existen muchas grietas producto de las deformaciones superficiales del terreno que si no se sellan antes del próximo invierno, permitirán la penetración de las aguas de escorrentía Aunque las grietas generadas por efectos del sismo son muy impresionantes, como se muestra en foto adjunta, a través de las experiencias adquiridas en varios terremotos: División (Marzo,1987), Cóbano (Abril, 1990), Piedras Negras (Diciembre, 1990), Limón (Abril, 1991), se tiene información sobre la deformación de taludes de presas, cortes y rellenos en carreteras, rompeolas, etc, donde las deformaciones acumuladas fueron del orden decimétrico sin presentarse el colapso.

Cortes recién realizados donde se observa la capa superior afectada por grietas Grietas superficiales en las laderas

Cuando la resistencia al corte del suelo o roca es superada por la fuerza causada por el sismo se produce una deformación que aumenta y se acumula conforme el sismo tenga mayor duración, de modo que, una deformación acumulada muy grande (0.3 a 1.0m), puede causar la falla total de la capa, de lo contrario, solo consiste en grietas abiertas muy impactantes pero poco profundas (1 a 2m), como se ilustra en esquemas adjuntos. El problema explicado sucede por la combinación de varios factores, especialmente la falta de confinamiento lateral en la parte superior de los taludes donde existen normalmente capas de suelos o rocas débiles. La condición de falta de confinamiento lateral puede presentarse tanto en capas de suelos superficiales, en taludes subverticales o a lo largo de la superficie en taludes medios o fuertes, dependiente del tipo de suelo o roca (30 a 45°) Estando restringidos los problemas a las capas superiores de suelo, la soluciones se basaron en “gavetear y banquear” las capas afectadas y sustituirlas por rellenos compactados que se han comportado satisfactoriamente.

Fue muy evidente la amplificación de las ondas sísmicas por el efecto topográfico, el cual puede aumentar la aceleración en la base de roca entre 40 y 70%, lo que alcanza su máximo valor en filas angostas como en la que se ubica la carretera Vara blanca-San Miguel, agravándose el problema debido a que los espesores de suelos suaves en la zona son del orden de 7 a 10 m, tal como, se esquematiza en figura anterior La población de Cinchona y el tramo de carretera más afectada se encuentran entre 2 y 3 Km del epicentro y ni cumpliendo estrictamente con el Código Sísmico y con las normas de trazado de carreteras en zonas montañosas es posible evitar los problemas que se presentaron. Se estima que hubo intensidades del orden de IX en la escala MM o sea aceleraciones horizontales mayores a 50%g y aceleraciones verticales prácticamente 100% g, lo cual no es previsto por ningún código.

3.2 Consultas con los profesionales que estuvieron involucrados en el diseño y construcción de la carretera, acerca de los estudios básicos que sustentaron la elección de la ruta.

Considerando que se trata de una carretera construida hace más de 50 años, no es posible conocer acerca de los estudios básicos para elección de esta ruta y menos aun, los profesionales que estuvieron involucrados en el diseño. Está claro que el criterio que se usó para trazar la carretera original en el tramo Vara Blanca-Cariblanco fue puramente geométrico tratando de mantenerla en la mayor parte de su longitud en las faldas de cerros de gran altura, generando cortes altos, así como, en la parte superior de una fila angosta, ambos altamente susceptibles a problemas de estabilidad. Aplicando los mismos planteamientos pero a la situación actual, se pudo conocer, cuál es el avance y los criterios que usan para decidir acerca de reabrir la carretera original y también definir un nuevo trazado. Mediante reuniones con personal de CONAVI, así como, de la empresa CACISA contratada para realizar el diseño, se pudo conocer sobre el avance de los trabajos. Se tiene topografía en unos 3 Km que corresponde a la “cuesta del ángel” y un “flageo” hasta las cercanías del Hotel Water Fall donde los daños son menores, sin embargo, se espera la información de las fotos contratadas por ICE para contar con criterios geológicos y geotécnicos que verifiquen o avalen el trazado geométrico. También se estudia un posible trazado por la margen derecha del Río Sarapiquí o sea al este del cañón de este río que comunicaría las comunidades de

“Colonia Carvajal” y “San Rafael de Vara Blanca”, zona que no muestra mayores problemas, sin embargo, este es un trazado de unos 20 Km de longitud o sea unas 3 veces mayor que el paso en el corredor oeste Para complementar los elementos de juicio, se tuvo comunicación con personal del ICE a cargo de la rehabilitación de la línea de transmisión eléctrica de Toro, muy importante para el ICE, así como, reuniones con el personal a cargo del procesamiento y estudio de la fotos tomadas por un avión especial contratado por el ICE. El corredor para el trazado Colonia Virgen del Socorro-San Rafael de Vara Blanca tiene unos 20 Km lo que implicaría una expropiación de fincas bastante importante, con relación al trazado por el oeste, con solo 7 a 8 Km y con pocos problemas de expropiación ya que la empresa El Angel propuso facilitar el corredor necesario para que la carretera nueva se construya

3.3 Visitas al sitio, con el fin de determinar en la medida de lo posible el apego de lo construido al diseño.

A la fecha, no existe ningún diseño oficial, por lo tanto, tampoco es posible, constatar si la construcción se apega a los planos, sin embargo, sí se conocen los criterios que se siguen para la construcción con base en planos preliminares que, a la fecha, como se mencionó anteriormente están hasta el kilometraje 3+000 que corresponde al extremo sur de la “cuesta del ángel” donde el nuevo trazado se desviaría hacia el oeste Complementando lo mencionado con respecto al nuevo trazado, se ha analizado un corredor de unos 7 a 8 Km de longitud, hacia el oeste de la fila donde se ubica la carretera actual, que los cauces de las quebradas La Planta, Brazo del Angel y Fonseca son de poca profundidad y muestran poco daño en sus laderas y además aprovechando los caminos existentes en los terrenos propiedad del Angel, tal como, se observa en foto adjunta.

Vista hacia el sur del cañón del Río La Paz y Quebrada Planta Vista hacia el norte desde Cinchona de los cauces (de izquierda a derecha) de las quebradas Fonseca, Brazo del Angel y la Planta. Se observa un estado aceptable

de las laderas

Con relación a la reapertura de la carretera original, el CONAVI ha indicado que son trabajos provisionales para movilizar maquinaria y facilitar a los vecinos la recuperación de sus bienes, sin embargo, se considera que si se pretendiera abrirla oficialmente, con las condiciones actuales, presentaría graves riesgos y se convertiría en épocas de lluvia en una carretera con problemas similares a los del “paso del Zurquí” o la Interamericana sur en el tramo Tejar-San Isidro

3.4 Conclusiones finales sobre las ventajas y desventajas de la reconstrucción de la carretera por el mismo corredor afectado por el terremoto y de la construcción de la carretera por una nueva ruta.

Resumen de criterios utilizados para sustentar las ventajas y desventajas de las alternativas planteadas:

• Trabajos provisionales realizados por CONAVI Es inaceptable que se restablezca la carretera original, supuestamente rehabilitada, como ruta permanente, por lo tanto, es necesario determinar una nueva ruta que no sea pasando por Zurquí o Ciudad Quesada. Las inversiones realizadas, a la fecha, se han concentrado en limpieza y estabilización de taludes en el tramo Vara Blanca-Catarata de La Paz, así como, en estabilización de taludes desplazando la línea centro de la carretera original unos 7.5 m alejándose del borde del talud y aplicando banqueo en los cortes altos. En los cortes expuestos se observa que las grietas están restringidas a las capas de suelo superiores, lo cual, confirma lo mencionado anteriormente, de modo que, si se eliminan estas capas, el problema se elimina.

• Investigación geológica y geotécnica

A la fecha, se espera que el ICE procese las fotos especiales que se tomaron hace algunas semanas. Además se ha contratado un ingeniero geólogo para analizar los corredores mencionados. A la fecha se trabaja en integrar el diseño geométrico con los criterios geológicos y geotécnicos

• Ventajas y desventajas Lo que procede analizar son las ventajas y desventajas entre las posibles nuevas rutas ubicadas hacia el este y oeste de la carretera original o sea en el corredor Colonia del Socorro-San Rafael de Vara Blanca y Cuesta del Angel-Hotel Water Fall respectivamente. El corredor del este es más seguro geológicamente que el oeste, pero tres veces de mayor longitud, lo que puede significar la diferencia, considerando los problemas de expropiaciones, usualmente difíciles de resolver, con los recursos disponibles. Suponiendo que el corredor por el oeste sea cuidadosamente estudiado, integrando criterios geológicos y geométricos, es más realista una nueva carretera de 7 a 8 Km que una carretera de 20 Km a un plazo indefinido, tal como ha pasado, como la costanera sur, Ciudad Colón-Orotina, Naranjo- Florencia, etc Quedando a sus órdenes para ampliar o aclarar cualquier tema Atentamente Ing. Gastón Laporte Molina IC-742