Generación de acelerogramas artificiales usando un método estocástico de falla finita, aplicado a terremotos de subducción

Abstract

En esta tesis se propone una nueva técnica de simulación de acelerogramas usando un método estocástico de falla finita para ser aplicada a terremotos de subducción Chilenos. Para este propósito se modela una falla subdividiéndola en una grilla de subfuentes, tratando a cada una de ellas como una fuente puntual. La técnica simula las aceleraciones (en componentes Este-Oeste, Norte-Sur y Vertical) que experimenta un punto en la superficie de la Tierra debido al arribo de ondas P, SV y SH, considerando que los rayos sísmicos asociados a estas ondas llegan con diferentes ángulos de incidencia y azimut. Esta metodología es probada generando acelerogramas sintéticos para los terremotos del 14 de Noviembre de 2007 en Tocopilla (Mw 7,7), 1 de Abril de 2014 en Iquique (Mw 8,1) y 27 de Febrero de 2010 en la región del Maule (Mw 8,8), comparando los registros reales con los simulados. En particular, se elige el terremoto de Tocopilla (2007) para hacer pruebas y análisis más acabados de la metodología propuesta. Primero se realizan simulaciones de acelerogramas considerando formulaciones previas, y luego simulaciones considerando la metodología propuesta en esta tesis. Además se comparan dos modelos de propagación de rayos sísmicos directos: uno por un medio homogéneo y otro por un medio de capas planas horizontales homogéneas sobre un semi-espacio homogéneo, con el objeto de evaluar qué modelo es más idóneo. Al realizar la simulación de acelerogramas para el terremoto de Tocopilla 2007 (Mw 7,7) considerando distintos m\étodos y modelos, los resultados muestran que la metodología propuesta en esta tesis consigue simular de mejor manera los espectros de amplitud de Fourier de los registros observados. En particular, incorporar ondas P a la simulación permite que la forma de los acelerogramas sintéticos se asemeje más a la observada para estaciones más retiradas de la fuente sísmica, pudiéndose simular de buena manera la diferencia de llegada de ondas P y S. Además, la consideración de rayos sísmicos directos arribando en superficie con distintos ángulos de incidencia y azimut, y la descomposición de las ondas S en SV y SH han permitido simular razonablemente las aceleraciones del suelo en dos componentes horizontales (Este-Oeste y Norte-Sur) y una Vertical, obteniéndose un buen ajuste entre los PGA simulados y observados para las tres componentes en estaciones sobre roca dura. Finalmente, se simulan las aceleraciones que experimenta el suelo para un potencial megaterremoto (Mw 9,0) asociado al gap sísmico del Norte de Chile. Se consideran dos escenarios hipotéticos de ruptura los cuales fueron inferidos relacionando las asperezas o zonas de mayor deslizamiento con las zonas de mayor acoplamiento sísmico. La simulación de acelerogramas muestra que se pueden alcanzar valores de PGA cerca de un 1 [g].