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.

Ingeniera Civil / El presente trabajo corresponde a una actualización al 2015 de la base de datos necesarios para la generación de curvas de predicción de movimiento para sismos chilenos. Las curvas son una relación entre la intensidad del evento con diversos parámetros de la fuente sísmica, tales como magnitud, caracterización geotécnica del suelo y distancia entre el sitio y fuente sísmica. La base de datos comprende los factores del evento siguientes: magnitud de momento (Mw); ubicación del hipocentro para las fuentes CSN, USGS, ISC y CMT; fuente sismogénica; clasificación geotécnica del sitio de estación según el Decreto Supremo N°61 con parámetros de velocidad de onda de corte promedio en los primeros 30 metros de profundidad (Vs30) y periodo predominante (T*); área de ruptura para sismos de magnitud de momento mayor o igual a seis con la metodología de Strasser 2010, réplicas o publicaciones dependiendo de la magnitud del evento; distancia hipocentral (Rhip) para todos los registros y distancia más cercana al área de ruptura (Rrup) para los con Mw≥6.0. Los datos obtenidos se comparan con relaciones de atenuación (GMPE) actuales. Se consideran los datos de registros de aceleraciones pertenecientes al rango: de tiempo entre junio del 2008 a septiembre del 2015; de magnitudes Mw ≥ 5.5; de aceleración máxima horizontal del suelo (PGA) mayor o igual a 1% de g; de orientación de sensores definidos por RotD50 y RotD100; de banda de periodos entre cero y diez segundos con 5% de amortiguamiento crítico para aceleraciones espectrales máximas. Se genera una base de datos con los parámetros necesarios para la obtención de curvas de predicción de movimiento para sismos chilenos para redes RENADIC y ONEMI. Se recogen los datos de eventos entre los años 2008 y 2015 para diferentes redes (RENADIC, ONEMI) y fuentes en línea. Como indican estudios previos: los eventos intraplaca de profundidad intermedia presentan aceleraciones (PGA) mayores para distancias cercanas a la fuente. No es posible determinar con certeza el plano de ruptura para eventos intraplaca a partir de réplicas, tampoco el plano de falla característico sin argumentos geológicos adicionales.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / La zona Central de Chile se ha caracterizado por una persistente presencia de enjambres sísmicos. Existe enjambres sísmicos precursores de grandes terremotos, como por ejemplo el enjambre sísmico previo al terremoto de Valparaíso 1985 (Mw 8.0). Y también existe la presencia de enjambres no precursores, como los enjambres sísmicos ocurridos en Copiapó en 1973 y 2006. De éstos últimos se ha observado una persistencia en el tiempo de enjambres sísmicos distribuidos en una misma zona, característica que ha sido preponderante para la motivación de este estudio. En este trabajo se caracteriza la distribución espacio-temporal de enjambres sísmicos identificados en la zona Central de Chile, situados entre los 30°S y 36°S y los 71°W y 74°W, entre los años 2000 y 2015, a partir de localizaciones del catálogo del Centro Sismológico Nacional (CSN). La distribución espacial de la sismicidad en la zona de estudio presenta rasgos que perduran en el tiempo. Se observa que existen zonas con mayor y menor actividad sísmica, y zonas con altas tasas de actividad sísmica caracterizadas por clusters que se generan persistentemente en la misma zona. Estas zonas con mayor tasa de sismicidad perduran en el tiempo independiente de la eventualidad de un gran terremoto. En este estudio se caracteriza particularmente la distribución espacio-temporal de enjambres sísmicos identificados en la zona de Navidad, situados aproximadamente en los 34°S y los 72.3°W, utilizando los datos entre los años 2000 y 2015. Se localizan y se realiza una inversión de tensor de momento sísmico de cada sismo perteneciente a los enjambres sísmicos identificados. La actividad de enjambre sísmico en la zona de Navidad tiene una periodicidad de aproximadamente 2.7 ± 0,7 años. Estos enjambres ocurren en una zona de bajo acoplamiento en relación a la zona Central de Chile. la distribución espacial de los enjambres siguen una distribución preferentemente Este-Oeste, esta característica se podría correlacionar con las estructuras observadas hoy en la placa de Nazca. Se propone que existe una alta presencia de zonas de fallas en la placa oceánica que generan alta presión de poros.Las regiones ricas en fluido con bajo acoplamiento actúan como barreras para grandes eventos. Los enjambres se relacionan a características de sismicidad con extensiones de fluidos y regiones geológicas complejas,es probable que sea impulsado por eventos de deslizamiento lento. A pesar de que se necesitan más estudios, se postula que en esta zona ha ocurrido, en la última década, un movimiento lento caracterizado por estos enjambres con sismicidad tipo tremor y que los enjambres se encuentran en la frontera de una gran aspereza o zona de falla.

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.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / El terremoto de Iquique ocurrió el 1 de Abril de 2014 en la zona norte de Chile, donde no se ha producido un evento de magnitud mayor a 8.5 desde el megaterremoto de 1877. El terremoto Mw 8.1 de Iquique 2014 fue precedido por una fuerte actividad precursora, la cual mostró su máximo de actividad el 16 de Marzo con un sismo superficial de magnitud Mw 6.7. Posteriormente, entre los meses de Abril y Julio de 2014, se observaron más de 3000 réplicas con diversas profundidades y mecanismos focales, que ocurrieron tanto en el contacto sismogénico como en la placa Sudamericana, indicando la complejidad de la secuencia sísmica. El norte de Chile presenta una buena cobertura con estaciones sismológicas instaladas por el Centro Sismológico Nacional (CSN) y la red de colaboración internacional IPOC. Con los datos registrados producto de los sismos de Iquique es posible estudiar la distribución espacial de la sismicidad registrada, así como analizar y comprender la relación entre el proceso de ruptura de un gran terremoto y la sismotectónica de la zona. Para cumplir con este objetivo se localizaron 210 eventos del catálogo del CSN, con magnitud local mayor o igual a 4.5, observados entre los meses de Marzo y Julio de 2014, y luego a través de la inversión del tensor de momento sísmico se obtuvo la solución de mecanismo focal para un subconjunto de 150 sismos. A partir del catálogo de mecanismos focales obtenidos se clasificó la sismicidad observada, identificando eventos de tipo inverso, normales y algunos con mecanismos focales atípicos para la zona de estudio. Estos se clasifican, además, en sismos de contacto interplaca e intraplaca superficiales. Luego, se discutió la naturaleza de la sismicidad de contacto de tipo inversa registrada en las cercanías de la fosa, identificando eventos de alto dip, los que se podrían asociar a la subducción de altos batimétricos de la placa de Nazca. Por otra parte, la generación eventos de tipo normal, se puede asociar al outer rise previo a la subducción de la placa de Nazca, mientras que los sismos atípicos y superficiales son generados, probablemente, por la transferencia de esfuerzos del proceso de subducción hacia la placa Sudamericana. Por último, se analizó la distribución en torno al acoplamiento intersísmico y al deslizamiento cosísmico generado por el terremoto de Iquique de 2014. Se observó como los eventos, posteriores al terremoto de Iquique, rodearon una zona de bajo acoplamiento que podría estar deslizando asísmicamente, y además se concentraron en el límite Oeste del área con mayor deslizamiento cosísmico, mostrando un comportamiento similar a lo observado en otros terremotos de subducción.

Ingeniero Civil / En este trabajo se ha realizado un estudio de Peligro Sísmico para Chile considerando como parámetros de intensidad sísmica la aceleración máxima del suelo y, por primera vez a nivel nacional, utilizando parámetros de aceleración espectral. Esto último tiene como ventaja que permite generar espectros de aceleraciones de peligro uniforme. Como primera etapa se recopilaron datos sismológicos necesarios para la caracterización de las zonas sismogénicas. Para ello se consideró una base de datos de sismos de contacto entre placas o interplaca y sismos intraplaca de profundidad intermedia. Luego se definieron y caracterizaron nuevas zonas sismogénicas a lo largo del territorio nacional diferenciando por sismos interplaca e intraplaca profundidad intermedia. Posteriormente se definieron las leyes de Gutenberg-Richter que caracterizan a cada una de las zonas y se establecieron los parámetros a y b asociados a este tipo de curvas con dos metodologías distintas: mínimos cuadrados y máxima verosimilitud. También, se modeló la geometría de cada fuente sismogénica estimando la geometría de la zona de contacto entre la placa de Nazca y la placa Sudamericana, y se comparó con el modelo de Tassara et al. (2006). Se generaron 3 modelos distintos tomando la geometría superior como base. Se utilizaron curvas de atenuación espectrales modernas aplicables a zonas de subducción, incluyendo curvas generadas con datos globales y también el modelo de atenuación local desarrollado por Contreras y Boroschek (2009, 2012). Aplicando la metodología probabilística de Cornell (1968) y Esteva (1970), se determinaron las probabilidades de excedencia de las aceleraciones en roca, generando mapas de isoaceleraciones espectrales para distintos períodos de retorno y también espectros de peligro uniforme. La incertidumbre propia del proceso se consideró mediante el uso de árboles lógicos de decisión. Los resultados se presentan en mapas de aceleración con distinta probabilidad de ser excedidas en un período de tiempo dado (2% y 10% en 50 años de vida útil) y para distintos períodos estructurales (T= 0, 0.2 y 1 segundo). Finalmente, se efectúa una comparación entre los espectros obtenidos y el nivel de amenaza sísmica establecido en la normativa sísmica nacional. Se observa que en la gran mayoría de las ciudades el espectro del DS61 predice aceleraciones mayores para períodos entre 0.1 y 0.4s aproximadamente, siendo superado por los espectros obtenidos en este estudio para períodos mayores que 0.4 s.

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.

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Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / La subducción entre la placa de Nazca y la placa Sudamericana ha presentado diversos cambios en la dirección de convergencia a lo largo de los años, generado diversas estructuras geológicas en la zona sur del país (33ºS - 46ºS), como por ejemplo, la extensa Zona de Falla Liquiñe-Ofqui (ZFLO) que corresponde a una zona de cizalle dextral activa que a lo largo de toda su extensión presenta diferentes estilos de deformación, además de la abundante presencia de edificios volcánicos que en su mayoría se encuentran activos. Uno de los volcanes más activos del país es el volcán Villarrica, centro eruptivo del Pleistoceno Medio a Holoceno, que en los últimos años ha presentado episodios de baja explosividad (hawaiiano a estromboliano), con un pequeño lago de lava casi permanente en el interior del cráter y actividad fumarólica continua. Para caracterizar el sistema de falla existente en zonas aledañas al volcán Villarrica, se realizó un estudio mediante Magnetotelúrica, método geofísico pasivo que utiliza como fuente un amplio espectro de variaciones geomagnéticas que ocurren de forma natural generando inducción electromagnética en la Tierra. La adquisición de los datos se efectuó en dos campañas, la primera en Noviembre-Diciembre de 2013 y la segunda en abril de 2014. Estos datos fueron analizados mediante un programa basado en el proceso robusto mostrado por Egbert y Booker (1986), calculándose resistividad aparente y fase, más análisis de dimensionalidad, junto con modelos de resistividad obtenidos por inversiones 2D, permitiendo un análisis de las principales estructuras existentes en profundidad. Los parámetros básicos como resistividad aparente y fase muestran una zona con estructuras resistivas (~1000 Ω m) en los primeros kilómetros y algo más conductoras en profundidad (~50 Ω m). Se calcularon flechas de inducción, strike geoeléctrico y tensor de fase, mostrando un comportamiento 3-D para los periodos asociados a menor profundidad. A mayores periodos, estos parámetros se ven influenciados por la presencia de sistemas magmáticos sobre todo cerca de la cadena volcánica Villarrica-Lanín. Mediante inversiones 2D, una correspondiente a un perfil orientado E-O, fue posible caracterizar parte de la Zona de Falla Liquiñe-Ofqui que pasa por los costados del lago Caburgua. Otra inversión 2D para un perfil norte-sur, apreciando varias estructuras en superficie alineadas en sentido E-O y un cuerpo conductor a una profundidad de 20 km que se extiende en superficie hasta los 4 km, situado en la parte sur del perfil.

El 27 de febrero del 2010 la zona centro-sur del país fue afectada por un terremoto de magitud Mw 8.8 con epicentro en el mar chileno frente a las costas de la VII Región. Producto de este terremoto se produjeron daños en una extensa zona, viéndose afectada la ciudad de Santiago. Con el proposito de aprovechar la información de daños producidos por este terremoto se hizo un catastro de los daños en las viviendas de uno y dos pisos en 125 sectore pertenecientes a las 34 comunas que forman el Gran Santiago. Luego, aplicando ka metodología propuesta por Monge y Astroza (1989), se determinó, a partir de la distribución de los grados de daños, la intensidad sísmica en cada sector bajo dos escenarios: Sin conciderar la movilidad de la Clase de Vulnerabilidad Considerando la movilidad de la Clase de Vulnerabilidad La clase de vulnerabilidad edentifica la manera en la cual los edificios responden a las vibraciones provocadas por los terremotos. La escala MSK-64 define 3 clases, A, B y C, siendo A ls clase más vulnerable y C la clase menos vulnerables. Por parte la escala EMS-98, añade 3 clases más a las definiciones anteriores, D, E y F. De esta forma, se analiza el efecto que puede tener la movilidad de la Clase de Vulnerabilidad de las viviendas encuestadas en la determinación del valor de la intensidad sísmica. Los valores de las intensidades sís micas determinados se comparan con los valores obtenidos durante el terremoto del 3 de marzo de 1985, comprobándose que los efectos de este terremoto son mayores que los terremotos del 27 de febrero del 2010, lo que se traduce en una diferencia de la intensidad sísmica entre 0.5 y 1.0 grado en la escala MSK de intensidades. Además, esta comparación permite corroborar los efectos locales identificados con los daños del teremoto del 3 de marzo de 1985. Con este antecedente y la caracterización de l geología superficial y de la profundidad de la napa freática de la ciudad de Santiago, los suelos de las comunas del Gran Santiago se agrupan desde el punto de vista del aumento de los daños en las viviendas del tipo unifamiliar, de la manera siguiente: GravesSuelos aluviales; IgnimbritasArcilla y limos Teniendo en cuenta este ordenamiento, se propoe una zonificación sísmica de la ciudad de Santiago que corresponde a una modificación de las zonifcaciones propuestas por Astroza y Monge (1989) y por Leyton et. (2010): La zonificación sísmica propuesta divide el Gran Santiago en 3 zonas, caracterizadas cada una de ellas por el tipo de Unidad Geológica en que se ubica y por el incremento de la intensidad sísmica medido con respecto a la intensidad estimada en la zona ubicada en la Unidad Geológica II (Gravas del Maipo y del Mapocho)