Estudio de la envolvente en el tiempo considerando la sismicidad de tipo subductiva en Chile para la generación de curvas de atenuación

Abstract

Chile es un país altamente sísmico ya que se encuentra ubicado sobre la placa Sudamericana que interactúa con la placa de Nazca, ubicada al oeste. Este contacto sismogénico se da a una alta velocidad de convergencia relativa de alrededor 73.9 mm/año (DeMets et al., 2010), lo cual resulta en una intensa sismicidad que produce grandes deformaciones en el continente y terremotos de gran magnitud en el país. Los tipos de sismos que se pueden producir en Chile corresponden a: interplaca tipo thrust , intraplaca de profundidad intermedia, intraplaca profundo, corticales y outer-rise . De estos mecanismos, los más relevantes para la ingeniería sísmica corresponden a los dos primeros debido a la recurrencia y magnitud que presentan. El poder tener conocimiento del nivel de demanda producida por estos terremotos, el análisis de sus efectos sobre la infraestructura, el desarrollo de normas de construcción y diseño y los métodos para determinar el riesgo sísmico sobre las construcciones son algunas de las principales motivaciones para el estudio de los acelerogramas (Carreño et al., 1999). Un acelerograma corresponde a la representación de la aceleración del suelo registrada en una estación sismológica durante un evento sísmico. En ellos es posible encontrar información detallada y precisa sobre la respuesta dinámica del suelo durante un sismo, lo que es esencial para el diseño sísmico seguro de estructuras. Debido a lo anterior, en el presente trabajo se generan envolventes de los acelerogramas de la zona de subducción chilena utilizando el programa MATLAB con la finalidad de estudiar el comportamiento que poseen los eventos ocurridos en el país. Este varía dependiendo de la magnitud, tipo de mecanismo, tipo de suelo y distancia a la fuente sísmica. A lo largo del tiempo, se han propuesto varias funciones envolventes que permiten caracterizar el movimiento del suelo. Una de las más conocidas corresponde a la función de modulación gamma (Saragoni y Hart, 1973). Esta función matemática tiene la particularidad de aumentar desde cero hasta alcanzar una intensidad casi constante, representando así la fase de movimiento fuerte de un evento sísmico para luego decaer gradualmente. De esta manera, las envolventes generadas en MATLAB se comparan visualmente con la función de modulación gamma, observando que para aquellos eventos con magnitudes mayores a 7.5 Mw y distancias a la fuente sísmica menores a 250 km, la función deja de ser representativa por lo que se debe buscar otra envolvente que pueda caracterizar de buena manera el comportamiento que presenta el registro de aceleración. En consecuencia, se propone utilizar la función spline cubic de Hermite (Broccardo y Dabaghi, 2017) puesto que es capaz de capturar las distintas fases de movimiento fuerte. Lo anterior se realiza con el propósito de perfeccionar los algoritmos que permiten generar registros artificiales y por consiguiente, que estos logren ser mucho más representativos de las formas originales que poseen los registros de aceleración.