Ingeniero Civil Eléctrico / En la actualidad, el estudio de los sismos se basa en la interpretación correcta de la señales que ellos emiten y que los humanos somos instrumentalmente capaces de medir. La señal que se obtiene de un sismo es conocida como traza sísmica y cuantifica la respuesta en velocidad que generan las ondas sísmicas en la superficie terrestre. La correcta caracterización de una señal sísmica entrega amplia información sobre el mismo, pudiéndose determinar cosas tales como su magnitud, lugar de ocurrencia, entre otros. Una de las principales características de una traza son la llegada de las ondas P y S, con las cuales se puede iniciar un primer análisis en la caracterización de una señal sísmica. La identificación de la aparición de estas dos ondas dentro de la traza sigue siendo un problema abierto en la sismología y que ha seguido siendo investigado con diversas técnicas de análisis de señales e inteligencia computacional. En este trabajo de título se proponen tres métodos para la identificación de las ondas P dentro de una traza sísmica: Método de los Espectrogramas, Método de los Fractales y Métodos de los Fractales modificado. El primer método utiliza técnicas en el dominio de la frecuencia, identificando las alzas energéticas que muestra el espectrograma para la identificación de la llegada de una onda, el segundo es un método que determina la ``dimensión fractal'' de cada punto del sismograma, logrando detectar en base a un cambio brusco de la dimensión generado por la llegada de la onda y, finalmente, el tercer método es un método mixto entre los dos anteriores, que mezcla sus características para una mejor identificación. Para la identificación de la onda S, se usó el algortimo Matching Basic Pursuit que es capaz de descomponer la señal en funciones wavelets. Usando esa metodología, la señal era descompuesta y era posible analizar sólo la onda S presente en la traza, pudiendo de esta forma identificar el tiempo de llegada de ésta. Los resultados de los métodos fueron positivos, el Método de los Espectrogramas y el Método de los Fractales obtuvieron cerca del 80% y 83% de detecciones correctas a menos de un segundo del tiempo real de la aparición de la onda P. El Método de los Fractales Modificado, que mezclaba características de ambos, elevó la cantidad detecciones al 88%. Por otro lado el método de reconocimiento de onda S obtuvo cerca del 83% de detecciones correctas en el mismo intervalo. En conclusión, los métodos propuestos en esta investigación mostraron ser eficaces, y se proyectan como una excelente solución a este problema de la sismología.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / La historia geológica del Norte Grande de Chile presenta dos escenarios geomorfológicos, estructurales y sísmicos, que han mostrado ser propicios para la formación de remociones en masa a distintas escalas: el primero corresponde a una extensa región caracterizada por la morfología del acantilado costero, bajo cuyo contexto se generan remociones en masa asociadas, principalmente, a terremotos de subducción; el segundo, está dominado por profundos cañones de orientación E-W, cuya incisión en la Precordillera y Depresión Central permitió la formación de mega-remociones en masa desde el Pleistoceno tardío al Holoceno. Se realizó un mapa cualitativo de susceptibilidad a remociones en masa gatilladas por sismicidad, asociadas a la morfología del Acantilado Costero entre las ciudades de Iquique y Antofagasta. El Índice de Susceptibilidad (IS) fue estimado por medio de una metodología cualitativa de ponderación de factores, considerando cuatro factores relevantes: pendiente promedio, cercanía a estructuras geológicas, litología y evidencia de inestabilidad. El IS fue separado en 4 categorías relativas entre sí: muy alta, alta, media y baja. La zona desde Iquique a Tocopilla resultó ser la más susceptible, y además justamente contiene un segmento sísmico que aún no se ha activado y se esperaría que ocurriera un sismo de Mw > 8. A lo largo de la Depresión Central y la parte más occidental de la Precordillera, entre las quebradas de Camarones y Tarapacá se preservan al menos 407 deslizamientos con área superior a 2,4∗10^3 km^2, de los cuales 351 tienen volumen superior a 10^6 m^3 y son de falla profunda. Estas se distribuyen tanto en el bloque occidental como oriental del pliegue monoclinal alzado por las fallas ciegas asociadas a las Flexuras Humayani, Moquella, Calacala, Soga y Aroma. La mayoría de estas remociones en masa fueron clasificadas como deslizamientos rotacionales coherentes de roca, que pueden ser secuenciales o múltiples, señalando multiplicidad de eventos de remoción en masa. Se caracterizaron por encontrarse en rocas volcánicas y sedimentarias del Cenozoico, que a nivel mundial es reconocida su alta susceptibilidad a los deslizamientos. Si se acepta un gatillante sísmico, se favorece la opción de que estas remociones en masa fueron detonadas por ∼ 1000 terremotos corticales de MW ∼ 7, cuyas aceleraciones fueron amplificadas por efectos de sitio por sobre los valores teóricos de PGA hasta alcanzar ∼ 1 g . Versus que hayan sido todas generadas de una sola vez por al menos un terremoto (uno sería suficiente) de interplaca de magnitud MW > 9. Por otro lado, si se estima el comienzo de la generación de remociones en masa junto al inicio de la erosión (∼ 5,5 Ma), es posible calcular la recurrencia sísmica de 1 terremoto de MW ∼ 7 cada 5.500 años para el conjunto de fallas sismogénicas de la Depresión Central y Cordillera.

No description available.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / Para poder estudiar el tsunami provocado por el terremoto de Iquique magnitud Mw 8.2 del 2014 y validar el uso del modelo numérico de propagación de tsunamis NEOWAVE, se definieron modelos de fuente sísmica con distribución de desplazamiento elíptica en un plano de falla rectangular que simulan el terremoto mencionado, preservando el momento sísmico y geometría acorde con la subducción. La deformación vertical del fondo oceánico de cada modelo se usa como condición inicial en NEOWAVE, que modela la propagación no-hidrostática lineal del tsunami y simula la altura del mar en las posiciones geográficas de tres boyas DART y diez mareógrafos en zonas costeras. Los registros de las trece esta- ciones se comparan con los resultados obtenidos de la simulación numérica, lo que permite validar el uso de una propagación no-hidrostática lineal con NEOWAVE en la zona de estudio. Luego, se implementó un algoritmo de inversión para obtener un modelo de distribución de desplazamiento cosísmico. Se definió un plano de falla rectangular consistente con la geometría de la subducción en el norte de Chile, el cual fue discretizado en subfallas rectangulares a las cuales se le asignó un desplazamiento uniforme unitario para poder simular la propagación del tsunami de cada subfalla y así calcular las funciones de Green. Estas funciones de Green y los registros de las boyas DART se usan para plantear un sistema matricial lineal que se invierte mediante un criterio de ajuste por mínimos cuadrados no negativos. Incluyendo un término de suavizamiento en la inversión, la distribución de desplazamiento cosísmico invertido concuerda con otros modelos publicados. Finalmente, se generaron escenarios de propagación de tsunami para la zona norte de Chile donde aún existe déficit de deslizamiento que podría generar terremotos tsunamigénicos. En dicha zona se definen seis superficies posibles de ruptura con distribución de deslizamiento estocástica y geometría acorde con la subducción. Para cada segmento se generaron varios modelos de desplazamiento, y con ellos se simularon las amplitudes de run-up a lo largo de la costa. Los resultados muestran que la inundación promedio podría ser del orden de un par de metros en localidades costeras, llegando a alcanzar valores máximos de ~10 m.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / El presente trabajo estudia las características sísmicas del norte de Chile y la factibilidad de implementar un sistema de alerta temprana. La región de estudio se ubica alrededor de la ciudad de Iquique, zona localizada dentro de una laguna sísmica que no presenta un terremoto importante desde 1877 (Mw 8.8). Esta tesis se divide en dos objetivos principales: el análisis de la sismicidad reciente ocurrida en la zona y la determinación de parámetros de alerta temprana de terremotos. Para esto se utilizan registros provenientes de una red sismológica temporal desplegada en la región con una alta densidad de estaciones. Con estos datos se obtuvieron hipocentros, magnitudes (Ml y Mw) y un subconjunto de mecanismos focales para un total de 366 eventos registrados por 27 estaciones en el periodo comprendido entre Enero de 2011 y Mayo de 2013. Un 87% de los eventos analizados presenta profundidades por sobre 60 km, lo que muestra el predominio de terremotos intraplaca de profundidad intermedia en la zona. Sus mecanismos reflejan un cambio norte-sur desde un régimen extensivo a uno localmente compresivo alrededor de los 21.5° S, latitud que coincide con una variación en la profundidad de este tipo de eventos, situación que podría reflejar una perturbación local en la geometría de la placa subductada. Los parámetros de alerta temprana son obtenidos a partir de porciones iniciales de la fase P para registros desde magnitudes Mw 4.0 determinadas en este estudio, en conjunto con 13 eventos de magnitudes Mw sobre 6.0 ocurridos dentro y alrededor de la zona de estudio. Estos corresponden al periodo característico (Tc), el pick de desplazamiento (PD), el pick de velocidad (PV) y la integral de la velocidad al cuadrado (IV2), para los cuales es evaluada su correlación con la magnitud final Mw obtenida. El escalamiento entre la magnitud y los parámetros basados en la amplitud y la energía liberada muestran mejores resultados que aquellos basados en el contenido de frecuencia de la señal. En el marco de una posible implementación de un sistema de alerta temprana para el cálculo de la magnitud en tiempo real en el norte de Chile, es el pick de desplazamiento (PD) el que muestra la mejor correlación con la magnitud, cuya precisión va mejorando cuando se aumenta la ventana de observación en los primeros segundos de llegada de la onda P.

Ingeniero Civil / El objetivo de este trabajo es estudiar los efectos de sitio en 35 estaciones sismológicas de la Región de Tarapacá, analizando registros del terremoto de Iquique 2014, otros eventos de menor magnitud y vibraciones ambientales. A partir de los resultados, se logra determinar la distribución de amplificaciones sísmicas en la región y mejorar el entendimiento del comportamiento de los suelos ante futuros eventos sísmicos. En este trabajo se calculan razones espectrales H/V de vibraciones ambientales medidas con sismógrafos de banda ancha, acelerógrafos y sismógrafos uniaxiales, que permiten obtener la frecuencia predominante del depósito de suelos. También, se calculan espectros de respuesta normalizados, razones espectrales H/V y espectros de respuesta normalizados con respecto a una estación de referencia a partir de registros de aceleración de eventos de magnitud superior a 5. Los resultados de este estudio confirman que una gran cantidad de estaciones se emplaza sobre suelos rígidos o afloramientos rocosos que se caracterizan por tener razones espectrales planas calculadas a partir de vibraciones ambientales y sismos. Las estaciones emplazadas sobre depósitos de suelos se encuentran principalmente en la ciudad de Iquique, sobre depósitos eólicos o marinos, y en la depresión intermedia, principalmente en las ciudades de Huara, Pozo Almonte y Pica, sobre secuencias sedimentarias. Estos depósitos de suelo tienen poca profundidad y un alto contraste de impedancia con el basamento rocoso. Las razones espectrales de vibraciones ambientales y sismos tienen frecuencias predominantes entre 1 y 8 Hz que coinciden con los peaks de los espectros de respuesta. Estos resultados concuerdan con mapas geológicos, perfiles de velocidad de onda de corte y microzonificaciones propuestas por otros estudios. En algunas de estas estaciones también se detecta una disminución de la frecuencia predominante durante el terremoto de Iquique 2014 que puede atribuirse a la degradación de rigidez de los suelos a grandes deformaciones. Finalmente, a partir de la comparación de resultados de acelerógrafos y sismógrafos de banda ancha, se desestima el uso de ruido de aceleración para el cálculo de razones espectrales H/V por la baja sensibilidad de los acelerógrafos ante vibraciones del suelo.