Ingeniero Civil / El trabajo de Título está acotado por dos objetivos generales, como se desprende del título del tema: en una primera etapa se creará un catálogo de terremotos, el cual almacenará parámetros sísmicos calculados a partir de registros de terremotos relevantes de Chile. Y en una segunda etapa se evaluará la vulnerabilidad de un modelo estructural simplificado con características del tipo de edificio que sufrió mayor daño para el terremoto del Maule de 2010. Para desarrollar la primera etapa del trabajo será necesaria una recopilación de los registros de aceleraciones de las estaciones instaladas en todo el territorio chileno, además de la actualización de las bases de datos ya creadas, que contienen información de eventos, registros y estaciones. A partir de estas bases de datos, se calcularán los parámetros sísmicos más usados (estos son: PGA, PGV, PGD, Intensidad de Arias, Intensidad Espectral de Housner, Potencial Destructivo, Velocidad Absoluta Acumulada, Intensidad JMA) y almacenarán en el catálogo con la información básica de cada evento, tal como, estación, equipo, tipo de suelo y fuente sismogénica. Este catálogo permitirá analizar gráficamente la tendencia entre los distintos parámetros y PGA para todos los registros. Posteriormente, los registros serán escalados, y de esta manera se fijará un rango de PGA en que los valores escalados se ajustan mejor a los no escalados. Con ello, usar el conjunto de registros que representan mejor los parámetros sísmicos de la base de datos de terremotos Subductivos Chilenos para generar las curvas de fragilidad, usando el análisis dinámico incremental (IDA). Dicho análisis escala los registros y permite obtener la respuesta no lineal de un modelo estructural simplificado para los distintos rangos de PGA. Este método se aplicará para el grupo seleccionado de registros y para todo el universo de registros del catálogo, con ello se compararán las curvas y se identificarán las diferencias. De esta manera es posible concluir la influencia de la selección de los registros en análisis dinámico incremental (IDA) y las curvas de fragilidad estudiadas.

Tesis para optar al Grado de Magíster en Dirección y Administración de Proyectos Inmobiliarios

Tesis para optar al grado de Doctora en Sistemas de Ingeniería / Los desastres naturales generan grandes costos económicos, entre los cuales destacan la pérdida de vidas humanas, daño en la salud de las personas y la pérdida de bienes e infraestructura. En ese sentido, el caso de Chile es particularmente interesante, pues es considerado a nivel mundial uno de los países más sísmicamente activos por situarse en el Cinturón de Fuego del Pacífico . Basado en la evidencia del terremoto del 2010, se realizó un trabajo empírico que utilizó la encuesta panel CASEN Post terremoto 2010 y el panel de enfermedades de notificación obligatoria proporcionados por el Ministerio de Salud entre los años 2008 y 2013. En el capítulo 1 se aborda la relación entre el desastre y el daño de la vivienda, las variables que inciden en el costo de reparación del hogar y las fuentes de financiamiento. Los resultados indican que las casas más cercanas al epicentro son las más afectadas, principalmente aquellas en las cuales los muros se encuentran en mal estado en el período previo a la ocurrencia del desastre. El costo de reconstrucción se relaciona con el grado de destrucción de la casa, la distancia al epicentro, la condición de los muros antes del evento y el valor de la vivienda. Las zonas con más sucursales bancarias se relacionan con un costo de reparación menor. Finalmente a mayor costo de reparación los hogares son menos propensos a financiar con ahorro y aumenta la probabilidad de financiamiento con préstamos bancarios o subsidios. En el capítulo 2 se estudia la relación entre desastre y salud. Se estimaron cuatro modelos de triple diferencia en diferencia: El primero para determinar el efecto del desastre en el número de enfermedades de transmisión por alimentos, el segundo evalua si la incidencia de enfermedades es mayor en zonas más cercanas al epicentro, el tercero si el daño de la vivienda se correlaciona con la incidencia de enfermedades y finalmente, el cuarto se encarga de tratar eventuales problemas de endogeneidad. Entre los resultados destacan la relación entre la ocurrencia del terremoto y la incidencia de salmonella, así como la correlación entre el daño de viviendas y la incidencia de fiebre paratifoidea, hepatitis A y salmonella. El principal foco del presente estudio fue investigar potenciales brotes de enfermededes de transmisión por alimentos y generar evidencia para la implementación de políticas de salud pública.

Geóloga / Chile, al ser un país tectónicamente activo, se encuentra vulnerable a distintos riesgos geológicos, entre los cuales lo más peligrosos son: terremotos, tsunamis, remociones en masa y erupciones volcánicas. El Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN) publicó el primer catastro nacional de desastres naturales entre los años 1980 2015, a pesar de que se excluyeron el terremoto de Iquique (2014) y los daños causados por las erupciones volcánicas, el número de fallecidos es al menos 1.000 personas y los daños alcanzan un costo de US$32.000.000.000 en el periodo. Son estas cifras las que refuerzan la necesidad de estudiar a profundidad las condiciones favorables para que tales desastres no ocurran y así salvaguardar la vida e integridad de las personas. Unos de los casos importantes en el último tiempo es el ocurrido en el fiordo de Aysén, donde un enjambre sísmico que comenzó el 22 de enero del 2007 culminó el día 21 de abril del mismo año con un peak de 6.2Mw a las 13:50 hora local en Punta Cola. Este terremoto causó diversas remociones de masas, como deslizamientos de roca, de suelo superficial y de suelo-roca. Una de las avalanchas de rocas más grande fue la de Punta Cola, la cual registró un volumen inicial de 22,4 Mm3. Mediante el programa RAMMS Debris Flow se buscan los parámetros friccionales que mejor reproducen la avalancha de roca de Punta Cola. Durante el desarrollo se observan inconsistencias, principalmente, entre el volumen inicial de la remoción y el volumen final del flujo calculado por RAMMS, con una diferencia del 30% para una resolución de la grilla de 20 m, lo cual se debe a errores propios del programa, ya que éste no fue diseñado para volúmenes iniciales tan grandes. Para llegar a los resultados esperados se debe realizar una calibración mediante prueba y error hasta obtener alturas del run-up y de los depósitos similares a los observado en terreno por Oppikofer et al. (2012). La simulación que arrojó los parámetros que mejor emulan la avalancha fue la número 63, con unos resultados de 0,18 para μ, 100 [m/s2] para ξ, y un criterio de detención del 2%. Si bien, se presentan errores entre lo modelado y lo observado, que van desde un 3% a un 30%, éstos se encuentran dentro de lo esperado para análisis como este. Por lo tanto, se puede afirmar que el programa RAMMS-Debris Flow permite simular avalanchas de rocas adecuadamente.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Eléctrico / Los sistemas eléctricos tienen un rol fundamental ya que el desarrollo de la sociedad actual depende en gran medida del correcto funcionamiento de éste. Por otra parte, a lo largo de la historia, Chile ha sido protagonista por albergar terremotos de alta intensidad, lo que afecta de manera considerable el desempeño del sistema eléctrico. En base a lo anterior, el concepto de resiliencia en el sector eléctrico chileno ha tomado un papel protagónico que se ve reflejado en el marco regulatorio y políticas energéticas a nivel nacional. En este contexto, este trabajo busca cuantificar y analizar el beneficio del almacenamiento de energía a gran escala en la resiliencia del sistema eléctrico nacional frente a terremotos, donde se estudia el beneficio de distintas soluciones candidatas dentro de las cuales se incluyen líneas de transmisión, robustecimiento de subestaciones y almacenamiento de energía. Además, se determinan portafolios óptimos de inversión para mejorar la resiliencia del sistema en función de una restricción de presupuesto que permite invertir en una o varias soluciones combinadas en el Sistema Eléctrico Nacional (e.g. almacenamiento de energía, nuevas líneas de transmisión, etc.). Las cuantificaciones para calcular los beneficios de las distintas alternativas de inversión se realizan en un modelo de optimización vía simulación desarrollado en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, el cual, mediante esta memoria, ha sido mejorado para incluir tecnologías de almacenamiento. De los resultados obtenidos, se logra identificar que la mejor solución individual para mejorar la resiliencia del sistema es la línea de interconexión HVDC entre El Desierto de Atacama y Santiago. Para el caso de donde se combinan múltiples soluciones (e.g. 3), se decide invertir en línea de interconexión, y robustecer las subestaciones Alto Jahuel y Cerro Navia-Lo Aguirre. Finalmente, se realiza un caso donde es posible invertir simultáneamente hasta en 5 soluciones tecnológicas, aquí el portafolio óptimo incluye dos centrales de almacenamiento en la subestación Cumbre 500 y subestación Lagunas. Una de las principales conclusiones es que el aporte del almacenamiento de energía a la resiliencia del sistema no se relaciona directamente con la capacidad de almacenar energía, sino que más bien con la capacidad de entregar potencia al sistema en ventanas de tiempo precisas. Esto se debe a que el aporte del almacenamiento de energía se produce en ventanas de tiempo acotadas justo después de la ocurrencia del terremoto cuando efectivamente existe energía no suministrada debido principalmente a restricciones de transmisión o generación, cuyas capacidades han sido degradadas como consecuencia del terremoto. A medida que transcurre el tiempo, la mayor parte de la energía desabastecida corresponde a consumo que se desconectan del sistema dada las contingencias sufridas directamente en el punto de conexión (e.g. subestaciones primarias) o aguas abajo.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / En 2017, un grupo de investigadores y diseñadores, por medio de ACHISINA, presentaron un documento guía para realizar diseños sísmicos basados en desempeño. En este documento se describe brevemente la modelación requerida y los criterios de desempeño a satisfacer en Chile. El propósito de este trabajo es realizar una modelación no lineal de un edificio chileno de hormigón armado que presentó daños por flexo-compresión durante el 27F en uno de sus muros, y verificar que los criterios de desempeño establecidos en el documento mencionado señalen correctamente en el modelo las fallas que presentó el edificio. El análisis se centró, principalmente, en el comportamiento del muro que presentó daño localizado por flexo-compresión en el primer piso. Se trata de un muro T, con un largo de alma de 8 metros, y un largo de ala que alcanza los 18 metros. Según los planos de construcción, el muro debería haber tenido una disposición de trabas alternadas en la punta, pero en la realidad las trabas no estaban presentes. Por lo tanto, se consideró un modelo de hormigón no confinado y un modelo de acero que considere el pandeo. Los muros fueron modelados usando elementos de área que están a la vez divididos en fibras de comportamiento no lineal. Se consideró diafragma rígido, y las losas fueron incorporadas solo en zonas donde puedan generar efectos de acople en muros, siendo modeladas como vigas de ancho 12 veces el espesor y con rótulas plásticas en sus extremos. El modelo del edificio fue sometido a análisis estático no lineal y análisis dinámico no lineal, utilizando diferentes registros del 27F de Santiago. Los resultados muestran que para desplazamientos de techo relativamente bajos (deriva de techo ~0.003), el muro que sufrió daños en la realidad alcanza en el modelo niveles de deformación que implicarían daño por flexo-compresión, esto a causa de que el muro forma parte de un sistema que trabaja conjuntamente, como un gran muro en T. También se realizaron modelos no lineales con distintos criterios de modelación para comparar el impacto del diseño en el desempeño global del edificio.

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.

Geólogo / Producto del terremoto del Fiordo Aysén del 21 de abril del 2007, se generaron una serie de remociones en masa de diversos tipos que afectaron en su mayoría la costa que rodea al fiordo. Dentro de estas remociones, destaca el deslizamiento de roca ocurrido en el sector de Punta Cola, el que derivó en una avalancha de roca que llegó hasta la costa, y produjo un tsunami que afectó sectores poblados. El objetivo principal de esta memoria es modelar en dos dimensiones, de forma estática y dinámica, el deslizamiento de roca de Punta Cola. Para ello, se utilizó el software de modelamiento numérico UDEC (Universal Distinct Element Code). El modelamiento toma en consideración las características geométricas, geológicas y geotécnicas de la ladera donde se produjo el deslizamiento de roca. Mientras que el input sísmico está dado por tres señales (señal A1, señal A2 y señal B.), donde cada una corresponde a una amplificación del PGA del terremoto de Parkfield, California del 2004, que presenta características similares al de Aysén, para el cual no se cuenta con registro sísmico. Luego, se definieron 3 modelos: Modelo de gran escala sin discontinuidades (M1), Modelo de mediana escala sin discontinuidades (M2) y Modelo de mediana escala con discontinuidades (M3), cuyas comparaciones permitieron desarrollar análisis de la influencia del tamaño en el modelamiento e influencia de la presencia de discontinuidades, para dar validez al modelamiento y al análisis principal. Representado en el modelo M3, donde se ejecutaron las señales A1, A2 y B. El modelo bajo la señal A1 y señal A2 no permite establecer la generación de un deslizamiento de roca, pero permiten evaluar el efecto de la componente vertical del input sísmico en este tipo de análisis. El modelo M3 bajo la señal B permite inferir la generación de un deslizamiento en la ladera el cual cuenta con un volumen estimado de 18,9 [Mm3] y una segmentación en tres cuerpos reconocibles, producto de una estructura geológica que corta transversalmente al talud. La amplificación elevada de la señal sísmica en la superficie del modelo, debido a la incorporación de la componente vertical en el input sísmico, al efecto topográfico, al sub amortiguamiento y a la geometría del modelo, corresponde a un control de primer orden del deslizamiento. Finalmente, como parte de la metodología, se puede decir que el tiempo de cómputo debe ser considerado como una variable, con el propósito de reducirlo sin comprometer la representatividad del modelo.

Ingeniero Civil / Los lugares más alejados que evidenciaron licuación durante el Terremoto del Maule Mw 8,8 de 2010 son la Playa Calcurrupe, en el Lago Ranco, y la localidad de Las Cascadas en el Lago Llanquihue, a 280 y 350 km de la zona de ruptura, respectivamente, superando el límite de licuación propuesto por Ambraseys (1988). Este trabajo evalúa el potencial de licuación de las zonas afectadas utilizando metodologías no invasivas de terreno, de laboratorio y numéricas. La metodología no invasiva de terreno considera el uso determinístico de la velocidad de onda de corte Vs de Andrus & Stokoe (2000), y el uso probabilístico de Kayen et al. (2013). En laboratorio, se obtienen las curvas de resistencia cíclica de muestras superficiales usando la metodología simplificada de Seed et al. (1975). La metodología numérica considera el uso del software de elementos finitos OpenSees® para estudiar el aumento de presiones de poro y los cambios en esfuerzos efectivos por la propagación de ondas de corte en una columna de suelo representativa de los sitios. Los resultados de este trabajo sugieren que la aproximación mediante Vs es capaz de predecir lo observado en terreno, aun cuando es la metodología más cuestionada para establecer el potencial de licuación; la metodología de Seed et al. (1975) sólo predice la ocurrencia de licuación para altas aceleraciones superficiales (0,18 g) lo que se explica por el comportamiento dilatante de las muestras en laboratorio; el modelamiento numérico muestra una significativa amplificación sísmica, sin evidenciar licuación, siendo el modelo constitutivo sensible a la permeabilidad y a los parámetros del modelo.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Geotécnica / Ingeniera Civil / El terremoto del 27F de magnitud 8.8 tuvo un área de ruptura de aproximadamente 450 km de largo desde el norte de Pichilemu hasta la Península de Arauco. En la Región Metropolitana, se registraron intensidades sísmicas de hasta 8.5, cuyos daños se concentraron en viviendas antiguas, con número limitado de estructuras modernas afectadas. Este estudio se ha centrado en analizar información geológica-geotécnica y geomorfológica que incide en el comportamiento sísmico de las estructuras, entre ellas la topografía superficial, la napa freática, profundidad y elevación del basamento rocoso, la geología superficial y la caracterización sísmica de la cuenca, de acuerdo al método de las razones espectrales H/V. Conjuntamente, se analizó la influencia de materiales sueltos y/o blandos ubicados próximos a antiguos cursos de agua, producto del transporte y depositación paulatina de sedimentos. De manera de confrontar las variables mencionadas con los daños, se realizó la recopilación y georeferenciación de las obras que resultaron con daño estructural en la Provincia de Santiago, contabilizándose un total de 10705 viviendas dañadas (categoría A) y 560 estructuras de dimensión mayor (categoría B). Las comunas que resultaron con el mayor porcentaje de daños en estructuras de categoría A fueron Quinta Normal, seguido por Pedro Aguirre Cerda y Cerro Navia. Respecto a las estructuras de categoría B, las con mayor daño fueron Pedro Aguirre Cerda, seguida por Providencia y Ñuñoa. Por el contrario, las comunas que registraron los menores daños, tanto en categoría A y B, fueron La Pintana, Vitacura y La Granja. Se confirma la influencia de la rigidez de los suelos en los daños reportados. Adicionalmente, los resultados indican que los daños más importantes se pueden asociar a una condición geológica singular correspondiente al final de una lengüeta de material aluvional (unidad geológica IIIa) que se introduce en la grava de Santiago, desde la comuna de Macul hasta Pedro Aguirre Cerda. La lengüeta está caracterizada por la gradación a lo largo del eje desde depósitos de material grueso hasta sedimentos finos con alto contenido arcilloso, lugar donde se concentraron los daños. Al comparar los mapas de intensidades sísmicas del terremoto del 27F y del 3 de Marzo de 1985, se advierte que el terremoto de 1985 provocó mayores daños. Esto podría deberse a que después del terremoto del 85 muchas de las viviendas de adobe colapsaron y las que no, fueron mejoradas estructuralmente por los dueños, por lo tanto tendrían una mejora en su respuesta sísmica. A su vez, se identificó una importante diferencia de daños al este y oeste de la falla Infiernillo-Cerro Renca Portezuelo de Chada, que podría explicarse en una diferencia de rigidez entre las formaciones de la roca ubicada al este y oeste de la mencionada falla.