L1. Evaluación de Riesgo Sísmico

La línea de investigación pretende mejorar a modo general el conocimiento que se tiene de los fenómenos sísmicos en la zona Sur‐Austral de Chile. Específicamente, se busca evaluar el peligro sísmico (amenaza) uniforme y local, esto es, incorporando la influencia del suelo en la respuesta sísmica de entornos urbanos y rurales. Un segundo tema a tratar en esta línea, es la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de entornos urbanos y no urbanos, aspecto clave que permite la evaluación integral del riesgo sísmico. Todo lo anterior se orienta hacia la mitigación de los efectos de los sismos en las obras civiles y por ende en la población.

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INVESTIGADORES

Galo Valdebenito Ingeniero Civil Doctor en Ingeniería Sísmica y Dinámica EstructuralGalo Valdebenito

Jasper Moernaut

Mario Pino

 

 

 

  • Considerando la elevada sismicidad del territorio chileno, resulta evidente la necesidad de contar con estudios actualizados de evaluación del riesgo sísmico a escala urbana y no urbana. Entendiendo que el riesgo es la convolución entre la amenaza (o peligro), vulnerabilidad y coste económico/exposición, resulta fundamental conocer el nivel de peligro sísmico del sur de Chile. Si bien es cierto que existe una normativa vigente que abarca el sur y Patagonia de nuestro país, la definición de peligro que ella hace es poco precisa y no ha sido actualizada desde el año 1985, por lo que se requiere necesariamente la consideración de todas las fuentes sismogénicas presentes, sismicidad asociada a fallas geológicas, y la consideración de estudios paleosísmicos que permitan la creación de un catalogo sísmico a una escala geológica. A su vez la demanda sísmica se puede ver incrementada por los efectos del suelo y/o condición geomorfológica (efectos de sitio), aspecto esencial para la definición de parámetros de diseño sísmico en entornos urbanos.

    Por otro lado, la evaluación de la vulnerabilidad sísmica, resulta un aspecto clave para cuantificar el riesgo sísmico en un edificio, línea vital y en general estructuras en entornos urbanos y no urbanos. La dimensión que esta línea de investigación hace de la vulnerabilidad, tiene un sentido amplio que no solo se limita a la identificación de la vulnerabilidad “física” o estructural de un sistema, sino que incorpora dimensiones cuya valoración puede ser incluso mayor que la relacionada solamente con la vulnerabilidad estructural. Lo anterior incorpora entonces la variable patrimonial de la vulnerabilidad para aquellos conjuntos de importancia arquitectónica o histórica, la dimensión económico-social, así como variables de la vulnerabilidad asociadas al coste económico y/o de reposición en conjunto con aspectos demográficos y de exposición abordados en otras líneas de investigación dentro del núcleo. Un último aspecto de especial importancia en la cuantificación de la vulnerabilidad se refiere a la evaluación ex post de edificios através de herramientas de evaluación en base a sistemas expertos, orientadas a identificar condiciones de habitabilidad, accesibilidad y reparabilidad después de un sismo (plataforma TiDHA).

La presente línea de investigación del proyecto asociado al núcleo apunta a definir el riesgo sísmico de la zona sur de Chile, considerando la reevaluación de la amenaza sísmica (uniforme e incorporando efectos de sitio), evaluando la vulnerabilidad sísmica de edificios y líneas vitales en su sentido más amplio, e incorporando la dimensión económico social, patrimonial, demográfica y de condiciones post sismo.

Se busca en esta línea la mitigación de los efectos de un sismo através del conocimiento del riesgo sísmico y la incorporación de herramientas tecnológicas y plataformas informáticas orientadas a estos fines y desarrolladas en otras líneas dentro del Núcleo.

  • Objetivo General
    Evaluar el riesgo sísmico de la zona sur austral de Chile, incorporando la reevaluación de la amenaza sísmica, vulnerabilidad sísmica y dimensiones económico-sociales.

    Objetivos Específicos

    – Reevaluar el peligro sísmico de la zona sur austral de Chile, incoporando los efectos del suelo y topografía en la evaluación (efectos de sitio), através de la microzonificación sísmica.

    -Evaluar la vulnerabilidad sísmica de estructuras y líneas vitales.

    – Generar herramientas para la evaluación ex post de edificios através de sistemas expertos.

    – Incorporar los insumos de otras líneas de investigación dentro del núcleo y afines a esta línea, orientados a la cuantificación de las dimensiones económico-social, patrimonial, demográfico.

    – Plasmar los resultados através de sistemas de información geográfico, a modo de presentar lo obtenido de estas investigaciones a través de mapas temáticos específicos.

    – Generar herramientas y/o plataformas de innovación tecnológica orientadas a mejorar el tratamiento de la información obtenida, asi como sistemas que faciliten la toma de desiciones como insumos transdiciplinares desarrollados en conjunto con las otras líneas de investigación.

  • El trabajo de esta línea de investigación se subdivide en dos etapas:

    Etapa 1) Evaluación del peligro sísmico: En una primera etapa, se requiere la construcción de un catálogo sísmico actualizado de la zona sur-austral de Chile que incorpore estudios paleosísmicos. Posteriormente se identifican de fuentes sismogénicas asociadas a los distintos mecanismos de interacción de placas, lo que permitirá generar un modelo probabilístico de amenaza sísmica. El procesamiento a escala regional se hace a través de  plataformas informáticas tipo CRISIS 2012, la cual permite incorporar los resultados a un sistema de información geográfico, exponiendo los resultados en mapas temáticos. A continuación se evalúa el peligro sísmico local: En una primera etapa se recopilará la información geológica y geotécnica disponible, la cual podrá ser complementada con estudios geológicos específicos proveídos por SERNAGEOMIN. Una vez que se conozca la caracterización geológica se definirán zonas homogéneas para la campaña de microzonificación sísmica a partir de ensayos geofísicos de microsismicidad y microsísmica de refracción. El post-proceso de la información geofísica se correlacionará con los datos geotécnicos y geomorfológicos disponibles. Se determinan las propiedades dinámicas fundamentales del suelo, se estiman los parámetros que definen la demanda sísmica local, llevando estos resultados a mapas temáticos generados a partir de sistemas de información geográfica.

    Etapa 2) Evaluación de la vulnerabilidad sísmica.
    Esta parte considera en una primera etapa la evaluación a escala urbana de la vulnerabilidad física o estructural de edificios en entornos urbanos. En una primera etapa se realiza una caracterización tipológica de los sistemas estructuales existentes, se construyen curvas de fragilidad y se determinan las condiciones de vulnerabilidad del sistema, através de metodologías basadas en índices de vulnerabilidad.
    En una segunda etapa se evalúan las condiciones de vulnerabiliadad de líneas vitales, siguiendo metodologías tipo ATC13.
    Una tercera parte dentro de esta etapa corresponde a la generación de sistemas expertos para la evaluación post sismo de edificios. Aquí se incorporan muchos de los resultados anteriores para la evaluación.

    Etapa 3) Incorporación de dimensión económico-social, variables demográficas, patrimoniales y de coste asociadas. Esta etapa corresponde a la incorporación de las variables antes citadas desarrolladas por otras líneas de investigación dentro del núcleo, fundamentales para lograr una evaluació detallada y precisa del riesgo sísmico.

    Etapa 4) Generación de mapas temáticos y síntesis de la información obtenida.
    En esta parte se generan mapas de peligro sísmico incorporando efectos de sitio, mapas de vulnerabilidad en entornos urbanos y líneas vitales, mapas de riesgo sísmico y en general se sintetiza la información através de sistemas de información geográfico y plataformas web de visualización. Además en esta etapa se incorporan productos de innovación tecnológica complementarios orientados a la mitigación del riesgo sísmico y desarrollados por otras líneas de investigación dentro del núcleo.

  • Resultados

    1. Mejorar y actualizar el conocimiento de los fenómenos sísmicos en el sur austral de Chile.
    2. Obtención de parámetros de diseño recogidos através de la microzonificación sísmica.
    3. Generación de mapas temáticos y herramientas web de visualización del riesgo sísmico, peligro sísmico y vulnerabilidad sísmica. Se incorporan en esta etapa las dimensiones económico-social, patrimonial, demográfico y de costes asociados.
    4. Generación de herramientas informáticas basadas en sistemas expertos para la identificación de la habitabilidad, reparabilidad y accesibilidad de edificios después de un sismo (proyecto TiDHA).
    5. Incorporar herramientas tecnológicas orientadas a la mitigación del riesgo sísmico.

    Impacto Esperado

    1. Mejoramiento del conocimiento general que se tiene de los fenómenos sísmicos en la zona Sur-Austral de Chile.
    2. Mitigación de los efectos de los sismos en las obras civiles y por ende en la población, gracias al conocimiento anticipado de los escenarios de peligro sísmico futuros y la valoración de éstos, conocimiento de la vulnerabilidad sísmica y de las dimensiones económico-social, patrimonial, demográfico y de costes asociados.
    3. Fortalecimiento de las Oficinas de Emergencia, municipios, gobiernos regionales y ministerios a través de la dotación de mapas temáticos específicos y herramientas informáticas de evaluación ex post de edificios, así como através de herramientas tecnológicas específicas.
    4. Generación de un insumo clave para el Desarrollo Regional, principalmente por su aporte fundamental en el Plan Regional de Ordenamiento Territorial (PROT)
    5. Potenciamiento del desarrollo equitativo del territorio a través del valor agregado que implica conocer el Riesgo Sísmico a nivel regional.
    6. Establecimiento de criterios probabilistas que permitan a las compañías de seguro definir las primas de una forma más realista.
    7. Provisión más precisa de parámetros de diseño sísmico locales, con la consecuente implicancia económica.
    8. Mejora de la relación Universidad-Gobierno, através del desarrollo de proyectos de alto impacto y complejidad transdisciplinares y multiculturales.