Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Geotécnica / Ingeniero Civil / Un significativo número de obras de ingeniería fue afectado por la ocurrencia del fenómeno de licuefacción durante el terremoto ocurrido en Chile el 27 de febrero del 2010, entre ellas, obras portuarias localizadas en la VIII Región del Biobío. En el sector de la Bahía de San Vicente, en la Provincia de Concepción, se observó una falla por licuefacción que afectó a la totalidad de las estructuras marinas e infraestructura de una planta de alimentos marinos emplazada en un terreno ganado al mar. En base a los antecedentes recopilados y a las características de los daños observados en terreno, se realizó un retro-análisis de la falla ocurrida al tablestacado que contenía la explanada de la planta, con el objetivo de determinar la resistencia residual (Su) y el valor normalizado respecto a la tensión vertical efectiva inicial (Su/σv0 ) de las arenas limosas que experimentaron licuefacción durante el sismo. Se desarrollaron modelos numéricos utilizando el código computacional FLAC2D, para analizar el comportamiento del tablestacado en distintas condiciones dinámicas, para esto se utilizaron diferentes registros sísmicos y valores de la resistencia residual normalizada. De este modo fue posible identificar los valores críticos de Su y Su/σv0 , que producían mayores cambios en las tasas de desplazamiento del tablestacado. De acuerdo a los resultados numéricos y a los ensayos de penetración estándar (SPT) disponibles del sector, se verificaron las correlaciones internacionales existentes para Su y Su/σv0 respecto al N1-SPT.

Ingeniero Civil Industrial / El presente trabajo tiene como objetivo el diseño y evaluación de la aplicación móvil Sismicapp, la cual se encarga de enseñar a los usuarios sobre la realidad sísmica del país, informándolos acerca de las acciones a realizar antes y después de un temblor o terremoto. Esta aplicación se origina gracias a la motivación de un grupo de alumnos de la Universidad de Chile que cursaron Enseñar es Aprender impartido por el profesor Jeremy Barbay, clase que tuvo por objetivo la creación de una aplicación educativa que implementara herramientas de programación. Durante el proceso de trabajo, se detectó la oportunidad de desarrollar este proyecto en profundidad como memoria de título. Para realizar mejoras a la aplicación se hizo necesaria la revisión y análisis de la gestión de riesgo de desastres a nivel mundial. En primera instancia se estudió lo que ha desarrollado la Organización de las Naciones Unidas, durante su trabajo en la reducción del riesgo desastres. Luego, se realizó una investigación de la realidad actual en Chile y Japón, países que se destacan por tener una situación sísmica similar. En el primer país se apunta al público objetivo de la aplicación, y del segundo se rescata una vasta información sobre preparación para desastres naturales. A partir de los aprendizajes obtenidos, se procedió a editar el contenido de la aplicación mejorando la forma en que se presentaban los datos e incorporando el factor de aprendizaje a esta. Para llevarlo a cabo, se utilizó la metodología educativa de tecnologías de información y comunicación TPACK. Como siguiente paso al desarrollo del diseño, se procedió a realizar una evaluación cualitativa y cuantitativa. Para esto, se realizaron entrevistas a expertos y a usuarios de interés para el producto, y a través del análisis de los resultados se pudo definir el público objetivo: personas mayores de 18 años y que tengan familia con quien comunicarse en caso de emergencias. Luego se utilizaron encuestas dirigidas al público, herramienta mediante la cual se pudo detectar un claro interés de compra del producto. En la siguiente etapa se creó un prototipo mínimo funcional, el cual se evaluo mediante metodologías para valorar la experiencia de usuario: Think Aloud y System Usability Scale (SUS). El proyecto finalizó con la elaboración de un plan de negocios de la aplicación, el cual establece planes de marketing, ventas, operaciones y recursos humanos. Incorpora también un plan de financiamiento, donde se mencionan las opciones de programas gubernamentales y de carácter privado. Todo esto finaliza con una evaluación económica. Los resultados obtenidos permitieron concluir que la aplicación genera un aprendizaje en los usuarios. Sin embargo, existe una baja capacidad de retención del contenido impartido, por lo que se recomienda mejorar la interactividad con el usuario mediante la implementación de nuevas funcionalidades y pruebas de mayor profundidad, antes de insertar la aplicación en el mercado.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / El 27 de febrero de 2010, se produjo un terremoto interplaca (Mw 8.8) en la zona Centro-Sur de Chile, seguido de una secuencia de réplicas, de las cuales destacan algunos terremotos corticales en el margen de Chile Central con mecanismos focales normales. Esta actividad duró varios meses, y tuvo sus eventos más importantes el 11 de marzo de 2010 (Mw=6.9 y Mw=7.0). Un estudio inicial de esta secuencia analizó un conjunto de datos de aproximadamente 630 terremotos registrados localmente por una red de 8 estaciones sísmicas de periodo corto, instalada inmediatamente después de ocurrido el sismo principal; este estudio asoció la actividad sísmica cortical con la activación del sistema de fallas de Pichilemu. En esta Tesis se presenta una caracterización más detallada, y en profundidad, de dicho sistema de fallas, generado a partir de una tomografía sísmica pasiva utilizando el registro de 20 estaciones sismológicas de período corto durante 2 meses en 2017 y ubicada entre los 34°S y 35°S (entre las ciudades de Navidad e Iloca). Dicha red sismológica registró 1493 sismos locales. Este trabajo incluye datos no procesados de la red 2010, detectando 1741 sismos adicionales. Con esta nueva base de datos y utilizando la metodología de inversión conjunta, se determinó un modelo 3D de velocidad de ondas P y S, y además se calculó la relación Vp/Vs en la zona de estudio. La distribución de la sismicidad cortical registrada se extiende desde el contacto interplaca (ca. 30 km de profundidad) hasta casi la superficie, a lo largo de un plano inclinado hacia el SW, de orientación NW-SE NNW-SSE coincidiendo con estructuras de la edad Paleozoica a Mesozoica presentes en la zona Central de Chile. La sismicidad se sitúa, dentro de o de manera contigua a una superficie de bajos Vp y Vs, que se correlacionan principalmente con zonas de fracturamiento intenso asociadas al sistema de fallas de Pichilemu, y un alto contraste de Vp/Vs, que se correlaciona con las zonas de la corteza del antearco que probablemente estén debilitadas por la presencia de fluidos. Bajo la estructura principal de la falla de Pichilemu, la razón Vp/Vs aumenta y la velocidad Vs disminuye hasta la cuña mantélica, la cual probablemente está altamente hidratada por fluidos liberados desde la subducción. Hacia el Este de la estructura principal de la falla, ésta se delimita por una estructura de altas velocidades Vp y Vs, y una baja razón Vp/Vs, lo que se asocia a la presencia de intrusivos del Carbonífero y a actividad magmática del Jurásico, presentes en la Cordillera de la Costa. Por lo tanto, la ubicación del sistema de fallas de Pichilemu estaría determinada por contrastes reológicos heredados de la evolución del complejo de subducción que representa la actual Cordillera de la Costa. / Este trabajo ha sido financiado por el proyecto FONDECYT N° 1161806

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Industrial / El trabajo explota la característica exógena del desastre natural ocurrido en Chile el 27 de febrero del 2010, para de esta manera, explicar sus efectos causales a mediano plazo en las ventas, activos totales y el apalancamiento financiero a largo plazo de las compañías chilenas afectadas. Estas variables son relevantes a la hora de aplicar programas públicos bien informados que busquen solucionar, en términos empresariales, los problemas que acarrean este tipo de eventos, teniendo en consideración, la condición de ser Chile un territorio propenso a la ocurrencia de grandes catástrofes. Se dispone de un conjunto de datos nuevos y de calidad de compañías formales chilenas cuyas ventas anuales superan las 800 UF. Los datos son tomados de la Encuesta Longitudinal de Empresas desarrollada por el Ministerio de Economía. La disponibilidad temporal de información permite recoger datos financieros dos meses previos al evento (datos contables del 2009) y tres a cuatro años posterior a este (datos contables del 2012 y 2013), por lo que se estudian los efectos en un espacio temporal de mediano plazo. Para ello, se utilizan modelos de regresión de datos de panel de efectos fijos a nivel de empresa y la estrategia de identificación que explota el efecto a estudiar, considera el estimador Diferencia en Diferencia en su versión continua. Este estimador compara los cambios en el periodo (antes y después del evento) de las variables de estudio a través de diferentes niveles de intensidad de impacto que recibe la firma. La variable de tratamiento es medida en función de la distancia euclidiana entre la capital regional de la empresa y el epicentro del evento. Los principales resultados de la investigación indican que a mediano plazo las compañías chilenas se vieron afectadas por el shock negativo en las tres variables de estudio. En particular, se evidencia para la muestra global un efecto negativo en las ventas y activos totales y un efecto positivo en la variable financiera. Al desagregar la información, se encuentra que este efecto es explicado por las características de tamaño, nivel de activos fijos y sector económico de las firmas. Como hallazgo principal, se evidencia vulnerabilidad en las PYMEs en un entorno de shock, se estima por ejemplo, que compañías fuertemente afectadas de este sector económico, en promedio, dejaron de percibir aumentos del 51% de sus ventas en el periodo. En la misma línea, se encuentra que la existente brecha de acceso a crédito que manifiestan las grandes compañías en relación con las PYMEs se acentuó en presencia del evento, dejando a estas últimas más expuestas. Para probar consistencia en los resultados se realizan varios controles de robustez sobre las estimaciones los cuales apoyan firmemente los principales hallazgos. Este trabajo concluye entonces, causalidad del 27-F a mediano plazo sobre el comportamiento empresarial chileno, precisamente en los niveles de ventas, activos totales y apalancamiento financiero donde las pequeñas y medianas empresas son las más perjudicadas.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, Mención Computación / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil en Computación / Motivación. Twitter es una red social que permite a las personas la interacción con otras y la difusión de información del mundo real. Por otro lado, en los desastres naturales, surge la necesidad de una rápida y confiable recopilación de lo sucedido y sus consecuencias. Por lo anterior, Twitter es considerado una posible gran fuente de información para eventos físicos significativos, en particular, en desastres naturales como los sismos. Objetivo. Dado el contexto, el objetivo de este trabajo es evidenciar la correspondencia medible entre la intensidad de un evento sísmico y la visibilidad del evento en Twitter. Se estudiará si esta correspondencia sea traducible en un modelo predictivo de intensidad de sismos. Contribución. El trabajo es un puente entre los eventos sísmicos y Twitter. Permite mostrar las características de Twitter que son relevantes en un evento sísmico, y a su vez, establece una metodología para identificar correlación entre sismos y Twitter. Finalmente, plantea un método que logra la correcta relación entre eventos sísmicos y Twitter. Este trabajo es pionero en el uso de las redes sociales para la estimación de los daños provocados por un sismo. Metodología. Se propone y aplica una metodología que considera desde la extracciónde los datos hasta la generación de modelos y comparación de resultados. Primeramente, se extraen los sismos de un intervalo definido de tiempo, y a su vez, los mensajes asociados a dicho evento sísmico. Luego ubicamos geográficamente los mensajes y generamos las características que serán relacionadas con los sismos. Posteriormente, se identifican las ubicaciones que percibieron el sismo y sobre estas comunas, se crea un modelo para estimar la intensidad de Mercalli. Finalmente, mejoramos el modelo utilizando la dimensión espacial y comparamos los resultados. Valor. El valor de este trabajo es ir más allá en las investigaciones que relacionan sismos con redes sociales, al incluir un mayor grado de profundización, al predecir la intensidad de los sismos a nivel de comunas y en la predicción restringida al uso exclusivo de información de Twitter.

Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias, Mención Geología / En el caso de tsunamis generados por grandes terremotos de subducción, como es el principal caso chileno, éstos pueden arrasar con cientos o miles de vidas de personas, así como también causar una gran destrucción en infraestructura portuaria, afectando considerablemente la economía del país. Es entonces, de alto interés conocer el peligro de ocurrencia de un tsunami destructivo en una determinada región, el cual dependerá de diversos factores, como la historia sísmica, la batimetría y topografía local, entre otros. Para modelar un tsunami, se utilizan las ecuaciones de agua poco profundas (shallow water equations), en su versión no lineal, para la aproximación numérica, y en su versión lineal para la aproximación analítica. Se han encontrado varias soluciones analíticas referentes a la máxima altura de inundación (runup), dando nuevas pistas a la comprensión de este fenómeno como la influencia de la batimetría, la linealidad del proceso y la relación fuente sísmica - tsunami , en particular, relacionando la velocidad de ruptura de la fuente sísmica con las máximas amplitudes del tsunami. Todas estas soluciones analíticas se pueden calcular instantáneamente a un mínimo costo computacional. Algunas de estas soluciones, han sido utilizadas para modelar el pasado tsunami generado por el terremoto de Illapel (2015), las cuales muestran concordancia con las inundaciones medidas en terreno. Finalmente, su propone complementar el actual sistema de alerta temprana para incluir información en los tiempos ciegos ocasionado por el alto costo computacional que requiere una simulación de tsunami. Para esto, se ha implementado una solución lineal en el campo cercano, la que exhibe un excelente rendimiento en términos de exactitud y rapidez de cálculo.

Ingeniero Civil / Este trabajo tiene como principal objetivo la determinación de efectos de sitio en las localidades de la Región de Coquimbo producidos por el terremoto de Illapel Mw 8.3 de 2015, específicamente en aquellas localidades que cuentan con estaciones sismológicas. Además, se busca relacionar la respuesta sísmica y la distribución de daños durante el terremoto con la geomorfología de los sitios. Para ello se emplea el método de las razones espectrales H/V, o método de Nakamura, con dos tipos de registros. Primero, se utilizan registros de aceleraciones de eventos sísmicos con magnitud moderada a alta (Mw ≥ 5), ocurridos en un periodo de tres años en torno al evento mayor (2013 a 2016). Luego, se utilizan mediciones pasivas de vibraciones ambientales de entre 20 a 60 minutos de duración. De ambos tipos de registro se obtienen curvas espectrales, que caracterizan sísmicamente a un suelo por medio de su periodo predominante de vibración. Igualmente, se aprovechan los registros sísmicos para generar espectros de respuesta, y múltiples mediciones pasivas simultáneas para la obtención de perfiles de velocidad Vs en profundidad, por medio de métodos de ondas superficiales. Esta información se contrasta con la geología y geomorfología de las localidades para explicar los efectos de sitio observados en cada una. Finalmente, se calculan intensidades MSK a partir de un catastro de daños en viviendas, elaborado por el Ministerio de Vivienda y Urbanismo, y se comparan con los daños reportados para los terremotos de Illapel 1943 y Punitaqui 1997. Así, los principales resultados de este trabajo revelan que las altas aceleraciones registradas en Monte Patria son atribuibles a efectos de sitio, que el terremoto de Punitaqui 1997 tuvo consecuencias más devastadoras que los de Illapel 1943 e Illapel 2015 y que el bajo nivel de daños experimentados en la Región responde principalmente a la alta presencia de suelos rígidos, como gravas y arenas de depósitos aluviales.

En el presente estudio se hace uso de la metodología desarrollada por García-Torres y colegas (2016), para caracterizar y pronosticar las pérdidas materiales producidas por terremotos. Las principales mejoras en la metodología incluyen un análisis más detallado de la estructura y composición material de las edificaciones, lo cual conlleva a la cuantificación del stock de materiales contenido en la ciudad. Se ha elegido como caso de estudio al sector residencial de la ciudad de Chiclayo para aplicar la metodología propuesta. Con el desarrollo de la presente investigación se busca contribuir a una adecuada gestión de los escombros producidos por eventos sísmicos, haciendo uso del análisis del stock y flujo de materiales. Los resultados pueden ser útiles para organizar una eficiente respuesta de emergencia, inmediatamente después de ocurrido el desastre, y el planeamiento para la recuperación de las zonas afectadas, a mediano y largo plazo. / Tesis

Los desastres naturales son eventos físicamente explicables, aunque no necesariamente predecibles siendo los terremotos aquellos que ocasionan grandes pérdidas. Por ello, los Gobiernos cumplen un rol importante en la elaboración de medidas preventivas, reactivas y de recuperación ante tales eventos sísmicos, y lo hacen mediante la Gestión de Riesgos de Desastres. Es así que la presente investigación identificó las carencias en el desempeño en lo que a gestión de riesgos respecta en Perú a través de una comparación de indicadores de desempeño físico y de recuperación entre el caso de la ciudad de Pisco cuando ocurrió el terremoto de Pisco del año 2007 y el caso de la ciudad de Kamaishi durante el terremoto de Tohoku del año 2011. Dicha comparación de realizó a través del cálculo de una serie de descriptores de desempeño físico y de recuperación de cada ciudad, de los cuales, mediante una serie de cálculos, se obtuvo un Índice de Daño (ID) y un Índice de Recuperación (IR). Finalmente se determinó la correlación entre las condiciones sociales y de preparación inherentes de las ciudades con los desempeños físicos y de recuperación ante los eventos sísmicos correspondientes. Para ello, se emplearon herramientas como el Proceso Analítico Jerárquico (PAJ), que requirió de la opinión de expertos con amplios conocimientos en la gestión de riesgos para la asignación de pesos de cada descriptor de desempeño. También se usó la Matriz Cualitativa de Daño Conjunto (MCDC) para normalizar el daño ocasionado por los terremotos en cada caso de estudio y que estos puedan ser comparados. Los resultados indicaron que los daños, en el caso de Japón, fueron relativamente menores y hubo una recuperación rápida y eficaz luego el Terremoto de Tohoku. Esto se debió principalmente a las condiciones de preparación (registro de amenazas, inclusión de programas educativos de gestión de riesgos). Por otro lado, en el caso de Perú se tuvo una mayor cantidad de daño y menor rapidez en su recuperación. Uno de los factores de mayor diferencia con su contraparte japonesa fue la gran informalidad en la construcción, junto con un inferior grado de gestión de riesgos de desastres que desencadenó una serie de fallas en los protocolos de comunicación interinstitucional durante el terremoto de Pisco.

Ingeniero Civil / En este trabajo de memoria de título se analiza y estudia el efecto que tiene compatibilizar registros de terremotos reales con un espectro de diseño o Target, para diferentes tipos de suelos. Entre los objetivos que se destacan del trabajo son la implementación en el software Matlab de un programa de compatibilización espectral, realizar una base de datos de registros compatibilizados y la generación de curvas de fragilidad a partir de dicha base datos. En primer lugar, se revisó antecedentes generales acerca de un método de compatibilización espectral, el cual modifica el registro que se quiere compatibilizar en el tiempo agregando funciones wavelet, para posteriormente implementar dicho método en el software Matlab. Luego se hicieron diferentes estudios con el programa ya implementado, utilizando registros de terremotos chilenos compatibilizados a un Target, los cuales fueron comparados mediante la obtención de sus parámetros sísmicos tales como la aceleración máxima del suelo (PGA), Potencial Destructivo, etc. Después de efectuar diversos estudios con el programa implementado en Matlab, se hizo una base de datos de registros de terremotos chilenos compatibilizados a diferentes espectros utilizados como Target (considerando diferentes niveles de PGA), a partir de la cual finalmente se generaron curvas de fragilidad mediante la obtención de la respuesta de desplazamiento no lineal de un modelo estructural simplificado (para distintos rangos de PGA), el cual representa las características de los principales edificios chilenos de hormigón armado que se vieron dañados sustancialmente por el terremoto del Maule el 27 Febrero de 2010 en la Región Metropolitana, de manera de determinar distintos estados de daño de la estructura. Los registros compatibilizados de la base de datos, y registros de terremotos relevantes de Chile, fueron analizados y comparados a partir de sus gráficos en escala logarítmica de Potencial Destructivo en función del PGA, de forma de visualizar la dispersión y tendencia de los datos. Mediante las comparaciones realizadas, se observó que la tendencia y propiedades de los registros compatibilizados dependen principalmente del espectro utilizado como Target y del registro inicial que se utiliza para realizar la compatibilización. Finalmente, a partir de las curvas de fragilidad, se analizó el estado de daño del modelo estructural, obteniéndose un incremento de probabilidad de daño a medida que el tipo de suelo utilizado para generar el Target exigía mayor demanda sísmica a la estructura.