Ingeniero Civil / En los estudios de amenaza sísmica probabilísticos se obtiene el Espectro de Amenaza Uniforme (UHS). Este espectro entrega las aceleraciones espectrales para distintos valores de periodo las cuales presentan la misma probabilidad de excedencia dado un periodo de retorno. Se ha propuesto como alternativa al uso del Espectro de Amenaza Uniforme un Espectro Medio Condicionado (CMS) el cual está ajustado a una aceleración espectral para un período en particular, determinando los valores en los otros períodos a través de factores de correlación. El CMS entrega una predicción más realista y menos conservadora de la respuesta del sistema ante un sismo, dado que el UHS no sería representativo de las aceleraciones espectrales en periodos alejados del periodo de interés. Los factores de correlación indican cómo se relacionan en distintos periodos las diferencias entre los valores de aceleración espectral dados por un modelo de atenuación y el espectro de respuesta de aceleración de cada registro Los factores de correlación han sido evaluados para registros de aceleración de una base de datos mundial, donde las propiedades de subducción propias de Chile no han sido consideradas.En este trabajo se determinan los factores de correlación necesarios para la generación de espectros medios condicionales a partir de 139 registros sísmicos de Chile, con Magnitud de Momento igual o superior a 6.5, desde el año 1995 al 2014. Los factores de correlación obtenidos se alejan de los propuestos considerando todos los registros de la base de datos, mientras que desagregando los resultados según tipo de suelo, mecanismo focal y rango del periodo máximo se obtienen valores y formas de las curvas cercanas a las propuestas por Baker and Jayaram, 2008 (Ref. 8) para eventos del tipo Intraplaca Superficial y por Carlton and Abrahamson, 2014 (Ref. 20) para sismos en zonas de subducción.

Ingeniero Civil / Es de particular interés para la ingeniería civil entender el comportamiento destructivo de los terremotos chilenos. Por lo tanto, el objetivo principal del presente estudio es analizar la demanda sísmica de diferentes tipos de sismos producidos en Chile, en base a la atenuación de alta frecuencia y la caracterización espectral. El análisis contempla espectros de Fourier y espectros de respuesta de aceleración. En los primeros se analizan parámetros característicos como frecuencias esquinas y pendientes de decaimiento para eventos de la categoría I, definidos como eventos con razón espectral H/V plana. En el segundo se da énfasis a los periodos de mayor amplitud que corresponden a la fuente sísmica y el suelo para eventos de la categoría II, definidos como eventos con razón espectral H/V de 1 peak. El estudio de los espectros de Fourier confirma la existencia de 3 estructuras tectónicas que alteran el contenido de frecuencia registrado en los acelerogramas, ordenado los eventos según su atenuación de alta frecuencia de la siguiente forma, eventos interplaca superiores, interplaca inferiores e intraplaca de profundidad intermedia. En el caso de los espectros de respuesta de aceleración, exhiben similar comportamiento, pudiendo observar la presencia del suelo o la fuente de forma independiente para eventos de pequeña y mediana magnitud, en contraposición, para grandes eventos generalmente se observa la presencia de 2 peaks en forma simultánea. Este hecho da pie a la formulación de un espectro de diseño elástico que contemple 2 peaks y que por tanto incluya la fuerte aceleración asociada a los periodos de la fuente sísmica, tratando de aportar en algún grado el desarrollo del actual código de diseño.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica. Ingeniero Civil / En el presente trabajo se estudia la demanda sísmica involucrada en el colapso del edificio Alto Río, durante el terremoto de El Maule del 27 de febrero de 2010, considerando la teoría de propagación de ondas. Para ello se analizan los acelerogramas registrados en la ciudad de Concepción (Concepción Centro: Colegio Inmaculada y Concepción San Pedro: San Pedro de la Paz) y el registro de GPS dinámico del observatorio geodésico TIGO, considerando el registro de Concepción Centro como representativo de la demanda sísmica sobre el edificio Alto Río, debido a la proximidad y similitud de los suelos de ambos sitios. A partir de lo observado en los odogramas de ondas de los registros de desplazamientos integrados de Concepción Centro, se detecta una onda tipo Rayleigh durante la llegada del primer pulso sísmico, la cual se caracteriza por imponer movimientos con importante polarización en la dirección de colapso y marcado acoplamiento en la dirección vertical. Estas características de la demanda sísmica serían las que provocaron la falla frágil, explosiva y progresiva del edificio, sugerida por el levantamiento de daños realizado en los estudios y peritajes considerados. Medidas en terreno indican un desplazamiento de 55 a 80 cm del volumen colapsado respecto de la base del edificio, en dirección paralela a la dirección longitudinal de la planta; este corrimiento fue parcialmente reconstruido sumando los desplazamientos sísmicos en dicha dirección, registrados por los acelerogramas de Concepción Centro y cosísmicos detectados por el registro de GPS dinámico (con mayor aporte en el total), durante el intervalo de tiempo en que se identifica el primer pulso sísmico en los registros. Por lo tanto, la base del edificio habría sido desplazada respecto del volumen en colapso a causa del efecto de los desplazamientos cosísmicos y sísmicos durante la llegada del primer pulso emitido desde la fuente sísmica, durante el proceso explosivo, frágil y progresivo de falla de la estructura, Tomando en cuenta que la llegada del primer pulso sísmico, emitido desde la aspereza sur, es previa al primer episodio de vibraciones libres de suelo identificado en los registros, se concluye que la demanda sísmica que provoca el colapso de la estructura estaría dominada por efectos de fuente y no por la respuesta del suelo.

El sábado 27 de Febrero de 2010, a las 3:34 AM hora local (6:34 AM UTC), la zona centro sur de Chile se vio afectada por un terremoto de magnitud Mw=8,8, el cual tuvo su epicentro frente a las costas de la VII región del Maule y generó un maremoto destructor disparando la alerta en todos los países del Pacífico. Éste terremoto provocó daños de diversa consideración principalmente en las regiones Metropolitana, VI, VII y VIII. El objetivo de esta memoria de Título es estudiar los daños producidos en las construcciones del tipo habitacional y de la red vial en las comunas de Buin y Paine de la Provincia del Maipo, Región Metropolitana, las cuales funcionan hoy como ciudades dormitorio de Santiago. Con el propósito de lograr el objetivo de esta Memoria de Título, se reunió información relacionada con los daños producidos en viviendas de uno y dos pisos en 21 localidades, con la cual se estimó la intensidad sísmica según la escala MSK - 64. Adicionalmente, se recopilaron datos de los daños más graves de la red vial existente y se midieron microvibraciones en campo libre en 86 sitios de la zona en estudio. Del análisis de las intensidades obtenidas se pudo identificar los factores que contribuyeron en los daños observados, destacándose entre ellos la geología superficial y la profundidad del nivel freático. En promedio se comprueba que hay una diferencia del orden de 0,5 y 1,0 grado entre los valores de la intensidad sísmica de las dos unidades geológicas predominantes: gravas (Unidad II) y gravas en matriz areno – arcillosa con intercalaciones de arenas, limos y arcillas (Unidad Va). En cuanto al efecto del nivel freático, en la medida que éste sea superficial, menor que 10 m, se observa que en la Unidad Va se tienen incrementos del valor de la intensidad sísmica del orden de 0,5 - 1,0 grados, los cuales son del orden de los indicados por Medvedev. Al comparar las intensidades estimadas en 13 localidades para las cuales se cuenta con información del terremoto del 3 de marzo de 1985, se comprueba que este terremoto tuvo un efecto más destructivo que el terremoto del 27 de febrero en las viviendas de uno y dos pisos de la zona en estudio, resultando la intensidad sísmica para el terremoto del 3/03/1985 en promedio 0,5 y 0,5 - 1,0 grado mayor que la intensidad para el terremoto de febrero de 2010 en las Unidades II y Va respectivamente. Finalmente, con la información obtenida con las microvibraciones registradas, se obtuvo el índice de vulnerabilidad a la licuación de suelos, Kg, y la relación espectral H/V (REHV) propuestos por Nakamura. De las relaciones espectrales encontradas se observa que los registros en la Unidad Geológica II tienen una REHV plana de amplitud regularmente menor que 2,0, mientras que los registros en la unidad Va presentan uno o más peaks de la REHV con una amplitud mayor que 2,0 para frecuencias comprendidas entre los 0,5 y 5,5 Hz. Este resultado se puede interpretar como un claro efecto de sitio en la Unidad Va si se considera el mayor valor de las intensidades sísmicas estimadas en esta Unidad. Además se observó que el umbral de 20 propuesto por Nakamura para el índice Kg no es un buen antecedente como indicador de potencialidad de licuación del suelo.

El objetivo del presente trabajo de título es analizar los daños provocados por el terremoto del 27 de Febrero del 2010, a las estructuras industriales prefabricadas de hormigón armado, e identificar los posibles factores que contribuyeron en ellos. El estudio se realizó en base a inspecciones efectuadas por las empresas prefabricadoras, compañías de seguros y propietarios. Para estudiar los efectos del terremoto, se realizó una recopilación de la información registrada por los agentes enunciados en el párrafo anterior. Del análisis de esta información se establecieron las tipologías de falla y se estudiaron los posibles factores responsables de los daños observados. Un sistema prefabricado sometido a solicitaciones sísmicas, depende en gran proporción del comportamiento de sus conexiones, debido a que son ellas las responsables de transferir las cargas de un elemento a otro, por lo tanto, las conexiones de los elementos prefabricados deben diseñarse considerando factores como la transmisión del aplastamiento, el corte, momento, tracción y compresión, la resistencia frente a solicitaciones durante el montaje de la estructura, la resistencia a las sobrecargas con la finalidad que la falla no se presente en la conexión antes que en los elementos, la compatibilidad geométrica ante la deformación de ellos, y de la estructura en general. El desarrollo del trabajo fue complementado con la revisión de los alcances de la normativa chilena vigente, NCh2369.Of2003, y con la modelación de una nave industrial, con el objetivo de registrar y comparar desplazamientos al realizar una variación en el tipo de suelo y zona sísmica. El análisis de desplazamientos sísmicos se realizó en base a los requerimientos impuestos por la NCh2369.Of2003. Cabe desatacar que los elementos secundarios no son cubiertos por este trabajo. En base a los resultados obtenidos del trabajo realizado, se concluye que el problema detectado en la mayor parte de los daños registrados proviene de deformaciones no consideradas apropiadamente en el diseño ante solicitaciones sísmicas. De igual forma, la normativa vigente para este tipo de estructuras debe presentar cambios que permitan interpretar claramente los requerimientos que impone, y cambios asociados al comportamiento que tuvieron elementos estructurales frente al sismo.

Ingeniero Civil / Al ser Chile un país sísmico es de suma importancia conocer la física de los terremotos y más aún como afectan a las estructuras. La instrumentación sísmica de una estructura permite obtener información de las aceleraciones, velocidades, desplazamientos y de las propiedades dinámicas. Tener edificios instrumentados en el Norte de Chile permitirá medir las aceleraciones en estructuras ubicadas cerca del epicentro. Los objetivos de este trabajo fueron diseñar la instrumentación sísmica de edificios altos en la zona norte del país y mejorar el actual sistema de instrumentación del edificio de la Cámara Chilena de la Construcción. Las estructuras a instrumentar y sus modelos computacionales fueron proporcionadas por empresas calculistas. Se escogieron tres edificios en la ciudad de Iquique los cuales se estudiaron detalladamente y se analizaron sus propiedades dinámicas teóricas. Luego de tener un conocimiento acabado de cada estructura se estableció la localización y disposición de los equipos de medición y procesamiento, además se establecieron los sistemas y modelos para procesar los datos y para transmitir la información. Se realizó una visita a las tres estructuras donde se tomaron registros de vibraciones ambientales en dos pisos de cada una. Las mediciones permitieron observar de manera adecuada la respuesta de la estructura y determinar en primera instancia, mediante métodos de identificación, las frecuencias, amortiguamientos y formas modales de los edificios, se valida entonces los parámetros del sistema de instrumentación diseñado. Se observaron similitudes en las formas modales medidas con las teóricas y mayores valores en las frecuencias identificadas. Se realizó el mejoramiento de la instrumentación del edificio de la Cámara Chilena de la Construcción, con los sensores EpiSensor ES-U2 actuales se agregaron dos sistemas de adquisición, unos para sismos y otro la vibraciones ambientales, que permitirán monitorear de manera continua los parámetros dinámicos de esta estructura.

Geólogo / El terremoto del pasado 27 de febrero del 2010, de magnitud Mw=8.8 y epicentro en las costas de Constitución, causó grandes daños materiales y personales entre IX a la V Región. En Santiago, ciudad que ya había sido afectada por el terremoto de Valparaíso de 1985, hubo daños estructurales importantes. Dada la exposición de la ciudad a terremotos de altas magnitudes, se requiere conocer su respuesta frente a este tipo de eventos. En este sentido, se realizó este estudio que tuvo como objetivo realizar una microzonificación sísmica de los sectores de Lampa y Batuco, ubicados en el norte de la cuenca de Santiago. Como la intensidad de un terremoto depende mucho del tipo de suelo, se analizaron las características geológicas del área y, según la respuesta esperada frente a terremotos, se definieron diez unidades. Posteriormente se recopiló información de la intensidad MSK de los terremotos de 1985 y 2010. Los resultados muestran que, para el terremoto de 2010, la intensidad en la zona de estudio alcanzó entre 6,5 y 7,5, mientras que, para el terremoto de 1985, los valores fueron entre 7 y 8,5. Además se hizo un estudio de frecuencias fundamentales aplicando la metodología Nakamura (1989), basada en el cálculo de la razón de las componentes horizontales y verticales de la vibración ambiental. Teóricamente, zonas de menor frecuencia fundamental, caracterizan suelos que resisten de peor forma un terremoto; suelos sísmicamente competentes no arrojan una frecuencia fundamental con este método. En la zona de estudio las medidas de frecuencias obtenidas con Nakamura son de alrededor de 0,5 Hz, es decir, muy bajas. Con estos datos se realizó un mapa de 1:100.000 en las cuales se definieron 3 zonas sísmicas: Zona de Regular respuesta sísmica: incluye sedimentos gruesos mezclados con sedimentos de limos y arcillas, de frecuencias fundamentales de muy baja amplitud, e intensidades MSK del terremoto de 1985 entre 7 y 8 y de 6,5 a 7 para el 2010. Zona de Mala respuesta Sísmica: unidad arenosa de frecuencias fundamentales entre 1 y 2 Hz y de intensidades MSK de entre 7,5 y 8,5 para el terremoto del año 85 y de 6,5 a 7,5 para el del año 10.

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.