Simulación de la respuesta sísmica de la cuenca de Santiago sometida a terremotos corticales superficiales

Abstract

La Cuenca de Santiago, donde se emplaza la capital de Chile, principal centro socioeconómico y político con cerca del 40% del total de la población del país, se ha visto afectada por grandes terremotos en las últimas décadas, los cuales causaron considerables daños en la infraestructura. La Cuenca se ubica a los pies del flanco oeste de la Cordillera Principal de los Andes, donde se encuentra la Falla San Ramón (FSR), que es un sistema de falla inversa cercana al final de su periodo de recarga. De activarse la FSR, podría provocar intensidades de movimiento sísmico incluso mayores que las provocadas en los últimos mega terremotos ocurridos en Chile Central, lo que enfatiza la necesidad de estudiar la respuesta sísmica de la Cuenca frente a eventos corticales superficiales. En este trabajo, se realizan simulaciones numéricas tridimensionales de la respuesta sísmica de la Cuenca de Santiago con el código de diferencias finitas FDSim3D, considerando un modelo geológico y sedimentario simplificado y puntos doble cupla que modelan fuentes sísmicas asociadas a la FSR y a un clúster sísmico al sur de la Cuenca. La respuesta sísmica del modelo tridimensional muestra que suelos competentes como las Gravas de Santiago presentan baja amplificación sísmica y menores duraciones de movimiento fuerte, a diferencia de los suelos menos competentes, como los Finos del Noroeste e Ignimbritas. Además, se observa un aumento significativo en la respuesta en las cercanías de cuerpos rocosos, donde se evidencia una constante amplificación de los niveles de intensidad, atribuible a la interacción de las ondas superficiales con los afloramientos. Se calcularon factores de amplificación sísmica respecto a un punto de referencia sobre grava, y se observó que los mayores niveles de amplificación se obtienen en las cercanías de la fuente sísmica y en suelos de baja competencia, incluso cuando estos están alejados del epicentro. Por otro lado, se utilizaron modelos de movimiento de suelo para estimar aceleraciones máximas de suelo en superficie (PGA), considerando dos escenarios de la posible activación del plano de falla de la FSR, uno asociado a la ruptura de la sección norte del plano y otro asociado a la ruptura del plano completo. Se encontraron grandes aceleraciones superficiales en la cercanía del escarpe, incluso mayores a las medidas en la Cuenca durante el mega terremoto Mw 8.8 del Maule de 2010. Se comparó el comportamiento de estos modelos de movimiento de suelo con los resultados del modelo numérico tridimensional, mostrando similitud en las atenuaciones sobre suelos de alta competencia, pero una subestimación de la respuesta en suelos de baja competencia. Además, se destaca que el modelo tridimensional logra evidenciar efectos de sitio asociados a la geomorfología local a diferencia de los modelos de movimiento de suelo.