Ingeniero Civil / Este trabajo tiene como objetivo recopilar y analizar información referente a reporte de daños, planos estructurales y modelos de edificios de hormigón armado de uso habitacional dañados durante el terremoto de magnitud Mw 8.8 ocurrido el 27 de febrero del 2010 en Chile. Los principales daños observados fueron producidos por flexo-compresión en muros. Estos daños se producen producto de la compresión excesiva de las fibras de hormigón en el borde de muro generada por la interacción de la carga axial y momento flector. Estos daños se evidenciaron principalmente en el pandeo y en ocasiones fractura de su enfierradura principal en el extremo del muro junto con desprendimiento del hormigón. Con este propósito se estudiarán dos edificios que presentaron daños por flexo-compresión en alguno de sus muros. Se incluye además un edificio adicional que no presentó este tipo de daños, distanciado a menos de 100 metros de uno de los edificios dañados, para de esta forma tener condiciones similares de suelo. Se analizarán los edificios mediante modelos computacionales lineales y elásticos, en particular, se analizarán los muros que sufrieron daños por flexo-compresión producto del sismo del 27F, mirando en particular las demandas de deformaciones producto de los desplazamientos de techo esperados, estimadas a partir de las demandas de curvatura. Esto se analizará en base a la normativa vigente. Los resultados de los análisis indican que los muros dañados obtienen deformaciones unitarias del hormigón superiores al 0,003 establecido por la normativa vigente. Estas deformaciones se obtienen cuando se analiza en el sentido de falla que tuvieron los muros, que corresponde a la dirección transversal de los edificios, siendo ésta la dirección más representativa del estudio. En las otras direcciones, se obtienen valores menores que 0,003 para las deformaciones unitarias de los muros analizados. Particularmente, cuando se analiza la dirección longitudinal del edificio, en sus dos sentidos, se obtiene que los muros se encuentran fuertemente acoplados y los modelos entregan bajos desplazamientos de techo. Las conclusiones de este trabajo indican que los muros dañados durante el sismo del 27 de febrero de 2010 efectivamente se dañarían en términos de deformaciones unitarias, siendo los primeros muros en alcanzar su capacidad máxima cuando se analiza en el sentido de la falla de los muros para los edificios dañados. Este estado último de cargas permite determinar cuándo un muro alcanza su deformación elástica y potencialmente el daño. Por otro lado, el edificio no dañado presenta niveles de deformación de los muros menores que para los edificios dañados cuando se asume que la longitud de la rótula plástica es 0,5 veces la longitud del muro en la dirección de análisis. De esta forma es posible correlacionar parte del daño con requerimientos de deformación unitaria en muros y permite entregar una herramienta simple y práctica o un indicador de que se requiere un diseño o detallamiento especial.

Ingeniero Civil / La siguiente memoria consiste en estudiar el comportamiento de las estructuras prefabricadas de hormigón armado de acuerdo al alcance de la norma chilena NCh2369.Of2003 para el terremoto del 27 de Febrero de 2010, determinar lo que funcionó bien, lo que tuvo problemas y las fallas con colapsos inadmisibles que deben ser evitados en futuros sismos. Primero, se presentan y clasifican los daños observados en inspecciones a edificaciones industriales de informes anteriores más otros 17 casos estudiados. Se seleccionan tres de estos casos a los cuales se les realiza un análisis estructural detallado enfocado en las deformaciones. Luego, se comparan las normativas chilenas vigentes analizando sus espectros de diseño utilizados para determinar los esfuerzos y deformaciones sísmicas de las estructuras. De este estudio se desprende que los diseños de las estructuras por fuerzas funcionaron bien, y que los daños se debieron a las deformaciones excesivas sufridas como consecuencia del sismo, en donde el comportamiento de las conexiones discontinuas fue muy insatisfactorio para estructuras flexibles ubicadas en suelos blandos ya que no fueron capaces de funcionar para las deformaciones reales que se produjeron. Se concluye que es importante un diseño por integridad estructural, capaz de aceptar deformaciones para sismos incluso más severos que los de la norma.

Ingeniero Civil / El presente trabajo tuvo por objetivo analizar el comportamiento de las cepas del Puente Marga Marga, ubicado en Viña del Mar Región de Valparaíso; durante el terremoto del 27 de febrero de 2010. El análisis se realizó a través de un modelo de elementos finitos en el software OpenSees, sometido a la acción de registros de aceleración obtenidos durante dicho sismo y con el cual se determinan los esfuerzos en la base de las cepas. La finalidad era obtener la demanda a la cual estuvieron sometidos dichos elementos. De acuerdo a planos y memorias de cálculo, se determinó la capacidad nominal a flexo-compresión, la cual se compara con la demanda mediante diagramas de interacción PM obtenidos con la rutina Section Designer del software SAP2000. Además se determinó la capacidad nominal al corte de las cepas para compararla con los esfuerzos obtenidos en el análisis en el tiempo y se analizó el comportamiento de los aisladores frente a las solicitaciones sísmicas. Se concluye que la estructura se comportó adecuadamente durante el terremoto del 27 de febrero de 2010, incursionando en el rango no lineal sólo en determinados instantes evidenciando la fluencia de las barras de refuerzo longitudinal. A pesar de que el puente no presentó daños después del terremoto, el presente trabajo concluye que la demanda de solicitaciones estuvo muy cerca de la capacidad nominal de los elementos por lo que el diseño de las cepas carece de holgura para eventos sísmicos de magnitud severa.

Geólogo / Este trabajo tiene por objetivo generar un inventario y analizar la distribución areal y por tipo de remociones en masa desencadenadas por el sismo de magnitud Mw 8,8 en la zona central de Chile, ocurrido el 27 de Febrero de 2010. Los datos de ubicación del inventario se obtuvieron mediante dos formas: i) Recopilación de información de los eventos de remoción en masa registrados en la Zona Central de Chile, entre los 32,8° y 38,5° latitud Sur y ii) Identificación de remociones en masa mediante interpretación de imágenes satelitales de la zona occidental (Planicie Litoral y Cordillera de la Costa) de la zona indicada anteriormente. La cantidad de eventos inventariados es 290. Los más abundantes son los deslizamientos superficiales (118) y caídas de roca (55), seguidos por las extensiones laterales (51). En menor medida se observaron deslizamientos rotacionales (8), procesos de remoción en masa mixta (4) y un flujo de barro. No fue posible clasificar cincuenta y tres remociones en masa, por lo que se agruparon como indiferenciadas. Las remociones en masa generada por el terremoto de 2010 se concentran en el relieve de la Cordillera de la Costa y acantilados costeros, en un rango de distancia al área de ruptura que varía entre 21 a 85 km en la zona occidental, existiendo registros en la Cordillera Principal a 113 km del área de ruptura, con una media de 40 km considerando el área completa. La distribución geográfica de las remociones se encuentra dentro de lo esperado dado un sismo de magnitud 8.8, donde los deslizamientos disgregados se ubican en un área más extensa que las extensiones laterales. La correlación con las intensidades sísmicas muestra que a mayor intensidad mayor densidad de remociones en el área, sin embargo no explica la alta concentración en la península de Arauco y Cordillera de Nahuelbuta donde se ubican un tercio de las inestabilidades registradas. Existen condiciones geológicas, tectónicas y morfológicas que hacen a esa zona más propensa a la generación de remociones. En la zona occidental, las rocas sedimentarias del Paleógeno-Neógeno muestran la mayor cantidad de remociones por kilómetro cuadrado, seguidas por las rocas metamórficas donde ocurren la mayoría de los deslizamientos superficiales. En rocas intrusivas se registraron la mayor cantidad de remociones, siendo la litología predominante en la generación de caídas de rocas. Las extensiones laterales se dieron en sedimentos poco a no consolidados en las riberas de ríos y esteros en zonas planas. Los resultados de este estudio, señalan factores que condicionan el fallamiento de laderas frente a un sismo de subducción de gran magnitud y extensa área de ruptura en la zona costera y por tanto puede contribuir a predecir inestabilidades de ladera ante futuros grandes sismos de subducción en otras zonas del país.

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Ingeniero Civil Industrial / Magíster en Gestión de Operaciones / El 27 de febrero de 2010, sucedió en el sur de Chile uno de los terremotos más grandes de la historia, alcanzando una magnitud de 8,8 Mw. Producto de este terremoto 299 establecimientos educacionales resultaron con daños severos según los primeros catastros. Por otra parte la cantidad de colegios entre los años 2005 y 2009 se mantuvo prácticamente constante, mientras que la matrícula disminuyó en un 7,7%, por lo que la capacidad ociosa en el sistema ha aumentado. A raíz de esto y considerando la gran cantidad de establecimientos que resultaron dañados con el terremoto, el Ministerio de Educación vio la oportunidad de reconfigurar la red, de manera de mejorar la calidad e invertir eficientemente el presupuesto público sin perjudicar la cobertura escolar, por lo que encargó un modelo para evaluar la reconstrucción de las escuelas con mayor nivel de daños, el que es presentado en esta tesis. El sistema educativo se modela como una red de nodos de demanda y oferta en donde los alumnos se asignan resolviendo un problema de programación lineal mixto que busca maximizar la calidad educativa y minimizar los costos de construcción, operación y transporte del sistema, integrando en el análisis tanto a establecimientos rurales como urbanos. En este contexto, se realiza una estimación real de parámetros necesarios para la evaluación de los proyectos, los que se pueden clasificar en dos grandes categorías: parámetros de la demanda (la población escolar) y parámetros de la oferta (el conjunto de establecimientos educacionales). Entre los de demanda se encuentran el tamaño y la ubicación de la población escolar (de manera desagregada), así como la disposición a viajar que tienen para acceder a un establecimiento educacional. Entre los parámetros de la oferta se encuentran la localización, las capacidades, la calidad educativa (valor agregado entregado a los estudiantes), clasificación según grado ofertado, los costos de reconstrucción, operación y transporte del sistema. Particularmente se evaluaron 28 establecimientos candidatos a reconstrucción, que sirven de insumo para el diálogo entre el MINEDUC y las autoridades locales. Del total considerado, el modelo reconstruye 11 establecimientos, considerando la variable de calidad y 8 sin considerarla, utilizando la capacidad ociosa existente. De acuerdo al modelo diseñado, en ambos casos se obtienen mejores soluciones que al reconstruirlos todos. Esta metodología resulta útil para cualquier evaluación en red de localización y diseño de establecimientos, pudiendo orientar las decisiones de infraestructura hacia una red eficiente en relación a las variables analizadas.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / La acumulación y relajación de esfuerzos debido a la convergencia entre la Placa oceánica de Nazca y la Placa continental Sudamericana provoca en Chile terremotos de gran magnitud que pueden generar tsunamis, causando considerables pérdidas humanas y materiales, como el ocurrido el 27 de febrero del 2010 en la región del Maule ( ). Los registros históricos de grandes terremotos indican que el evento del Maule 2010 rompió la llamada “brecha sísmica de Darwin”, una zona que acumulaba energía desde 1853. Sin embargo, estudios de mega-terremotos recientes a nivel mundial han demostrado que esta información no es suficiente para entender los procesos de ruptura de grandes terremotos, para comprenderlo es fundamental conocer las estructuras globales y locales que participan en estos procesos. Esta tesis tiene como principal objetivo conocer detalladamente la estructura sísmica y plantear una interpretación tectónica del antearco marino y geometría del contacto interplaca frente a las costas del Maule a la latitud de ~ 35°S mediante datos de sísmica de alto ángulo pertenecientes al perfil P02 adquiridos por el Instituto GEOMAR (Helmholz Centre off Ocean research Kiel, Alemania) en marzo del 2008. En este trabajo se utilizó inversión tomográfica bidimensional de tiempos de viaje de ondas sísmicas compresionales refractadas y reflejadas. Los resultados muestran las estructuras principales del antearco marino, formado durante millones de años por la depositación de sedimentos provenientes desde el continente. Sedimentos depositados cercanos a la costa forman la base sur de la cuenca Mataquito, aquellos que llegan al frente de deformación han sido acrecionados y litificados debido a la compresión asociado al proceso de subducción en el margen convergente aumentando sus velocidades sísmicas desde la fosa hacia la costa formando el prisma de acreción frontal. Sedimentos más antiguos de roca consolidada metamórfica conforman el basamento continental (Cordillera de la Costa, prisma paleo acrecionario). Separando estas estructuras existe una zona de transición de velocidades sísmicas en la cual se encuentra el “backstop” (contacto entre el prisma de acreción y el basamento continental) coincidente con el límite oeste de los hipocentros de réplicas del Maule 2010 registrados por estaciones sísmicas locales. Hacia el este, la localización espacial de estos hipocentros bajo el basamento continental sugiere que el contacto entre las placas en la zona de subducción puede presentar un abrupto cambio de ángulo. En el manto oceánico superior se obtuvieron velocidades sísmicas menores a las típicas que caracterizan estas estructuras, esta disminución puede estar asociada con la hidratación del manto debido a la infiltración del agua de mar a través de las fallas normales ubicadas en el abombamiento de la placa oceánica.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / Este trabajo presenta el procesamiento, análisis y modelamiento de los primeros datos de Geodesia Marina medidos en el margen chileno. El objetivo principal fue desarrollar meto- dologías de procesamiento y análisis de registros de sensores de presión absoluta del fondo marino (APG), para obtener el campo de desplazamiento vertical del fondo oceánico. Por medio de dichas observaciones se infieren transientes, los cuales se modelan con el fin de estudiar las distintas fases del ciclo sísmico en las zonas de subducción de Chile y Japón. Por medio de tales observaciones se busca entender mejor el comportamiento mecánico del contacto interplaca durante el ciclo sísmico. Con el fin de procesar los registros de APGs se desarrollaron metodologías para estimar correcciones instrumentales y de marea, además de implementar un algoritmo para convertir la presión del fondo oceánico a desplazamiento vertical del mismo. Por otro lado, para obtener series de tiempo menos ruidosas se estimó el modo común de error por medio de un análisis de componentes principales. Esto permite no sólo estimar robustamente los parámetros asociados a los transientes sino que también la detección de señales más débiles. Se analizaron dos conjuntos de datos adquiridos durante la fase postsísmica del terremoto de Maule del 2010, M w = 8.8. Los sensores se ubicaron en la región del prisma acrecionario, en la zona norte de ruptura del terremoto. Los períodos de observación, entre 2010-2011 y 2012-2013, permitieron observar transientes sísmicos y asísmicos atribuibles a procesos de de- formación tectónicos. Estas observaciones evidencian la heterogeneidad del comportamiento mecánico del contacto interplaca, lo que se atribuye a diferencias en el régimen de fricción. Se analizaron registros de APG proporcionadas por investigadores japoneses de la Univer- sidad de Tohoku, medidos en la zona norte de la ruptura del megaterremoto de Tohoku-Oki del 2011, M w = 9.0. Se estudió el mayor precursor de este, el terremoto de Sanriku-Oki del 2011, M w = 7.3, gatillado dos días previo a este. Las metodologías de análisis y procesamiento antes descritas permitieron una estimación precisa y robusta de los desplazamientos cosís- mico y postsísmico asociadas al precursor. Con tales estimaciones se obtuvo un modelo del proceso de ruptura que incorpora datos de GPS, strong motion y telesísmico, posibilitando analizar el rol del precursor en la nucleación del terremoto de Tohoku. Finalmente, se diseñó una metodología para invertir el tensor de momento sísmico com- pleto y deviatórico, utilizando observaciones cosísmicas del desplazamiento estático. Se ana- lizaron datos de los terremotos de Tocopilla del 2007, M w = 7.7; de Sanriku-Oki del 2011, M w = 7.3 y de Iquique del 2014, M w = 8.1. Se muestra que a partir de cierta magnitud la aproximación de fuente puntual no es válida y que datos de Geodesia Marina permiten constreñir mejor las soluciones. / CONICYT y su departamento de Relaciones Internacionales a través del proyecto USA 2012-001; de manera adicional por CONICYT a través de la Beca de Magíster Nacional, año 2015

Magíster en Gestión y Políticas Públicas / Chile es uno de los países más expuestos del mundo a los desastres naturales, prueba de ello fue lo ocurrido el 27 de febrero del año 2010, en donde fueron principalmente afectadas las regiones del Bio-Bio, Maule y O Higgins. A consecuencia de ello la región con mayor infraestructura patrimonial dañada fue la región de O Higgins, lo que develó nuestra carente historia de política pública en infraestructura patrimonial, la que sólo se resumía al momento de la catástrofe en una Ley de Monumentos Nacionales que data del año 1970, y a la creación de la primera política pública de cultura (2005-2010); bajo la cual el Estado asume la conservación, preservación y difusión del patrimonio cultural de la nación. En base a esos antecedentes, este estudio buscó analizar desde el punto de vista institucional, normativo y de sus contenidos conceptuales, la política pública de infraestructura patrimonial en Chile y su implementación en el Plan de reconstrucción post 27/F en la Región de O Higgins. El estudio tuvo como base la metodología cualitativa y el uso de diversas fuentes de información, cuyos resultados se analizaron con análisis de contenido cualitativo. Se realizó una revisión documental de leyes, normas, informes institucionales, revisión de prensa y entrevistas semi estructuradas a actores claves participes de la implementación del programa de reconstrucción patrimonial en la región de O Higgins. Se analizó la conceptualización de patrimonio, patrimonio urbano, patrimonio vernacular y reconstrucción patrimonial, utilizando el marco conceptual formulado por UNESCO para la conservación y preservación del patrimonio. Asimismo, se analizó la institucionalidad y normativa vigente en la catástrofe y los cambios introducidos post terremoto. Adicionalmente se analizó la implementación de la principal herramienta de reconstrucción patrimonial formulada post terremoto en tres localidades de la región de O Higgins: Lolol, Chépica y Zúñiga; la particularidad de ellas es que el patrimonio vernacular fue prácticamente destruido en su conjunto, razón por lo cual la intervención fue más allá de la intervención de la vivienda, sino de volver a conformar los pueblos, la identidad de los mismos. Se concluyó que: 1) pese a los cambios realizados, la institucionalidad en el ámbito patrimonial es insuficiente; 2) existen déficits de información sobre patrimonio en Chile afectando sus posibilidades de preservación; 3) el programa de reconstrucción tuvo déficits de recursos y de coordinación de los actores institucionales, lo que impidió la reconstrucción en su totalidad, aun cuando se logró recuperar la imagen urbana; 4) falta de mano de obra capacitada en reconstrucción patrimonial y falta de reconocimiento del valor del patrimonio vernacular. Las recomendaciones para nuevos lineamientos en futuras políticas públicas en el ámbito patrimonial se centran en 1 ) Construir una nueva institucionalidad, descentralizada, 2) Utilización de la ley de donaciones culturales, 3) Dar continuidad al programa de reconstrucción patrimonial, 4) Modificar la Ley de Monumentos Nacionales; 5) Promover la participación ciudadana en el ámbito patrimonial; 6) Incorporar el ciclo de gestión de desastres naturales en patrimonio de la Unesco en las nuevas políticas públicas que se desarrollen en el ámbito patrimonial.

Este trabajo tiene como objetivo analizar el comportamiento de un tramo elevado de la línea 5 del Metro de Santiago durante el sismo del 27/02/2010. En dicho tramo, existe una red de acelerómetros de 12 sensores, que registró dicho sismo, que es el de mayor magnitud que ha afectado a la estructura. La estructuración del tramo es tipo viaducto. Cuenta con un sistema de aislación consistente en placas de neopreno reforzadas, apoyadas sobre capiteles de hormigón postensado soportados por pilares tipo cajón. Sobre las placas de neopreno, se apoyan vigas de hormigón pre y postensado que soportan la losa de hormigón postensado del viaducto. Este estudio comprende un análisis de los registros obtenidos para el sismo del 27/02/2010, tanto en el espacio del tiempo, como en el espacio de las frecuencias. Se comparan las aceleraciones máximas en campo libre, cepa y superestructura; y se determinan desplazamientos por doble integración de los registros en el tiempo. Del análisis de aceleraciones máximas se desprende que en dirección longitudinal, sobre el tablero la aceleración es menor que en la cepa y en las direcciones transversal y vertical son mayores. Además, existe amplificación de las aceleraciones en el tope de la columna, respecto a la base de ésta, en ambas direcciones horizontales. En dirección transversal, es notorio el cambio de frecuencias predominantes entre la viga y la cepa. A través de un análisis espectral, se identifican tres modos en la dirección longitudinal: 1,36 Hz, 2,47 Hz y 6,96 Hz; tres modos en la dirección transversal: 1,25 Hz, 3,03 Hz y 6,76 Hz; y dos modos en la dirección vertical: 5,04 Hz y 7,21 Hz. Además, se calibra un modelo computacional considerando comportamiento no lineal, de manera que reproduzca la respuesta real de la estructura durante el evento sísmico mencionado. Esto se realiza variando la rigidez de los resortes horizontales que modelan el suelo, la rigidez de los apoyos de neopreno, la rigidez del hormigón de la estructura, y el amortiguamiento modal de la estructura.