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0

383

456

686

778

806

758874

358

472

360

417

573

443

799

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406

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722

856

1186

1127

1037

Quebrada Seca

Quebrada Santa Rosa

Quebrada Zofri

Quebrada Pampa Los Molles

Quebrada Esmeralda

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1073

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1002

Seca

Tel.

Arco

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Caleta

Obispo

Isluga

Iquique

Carreño

Estadio

Iquique

Riquelme Estanque

Quebrada

Cavancha

R. Godoy

Complejo

Quebrada

Estanque

Estanque

Estanque

Estanque

Estanques

San Simón

Deportivo

Autódromo

Estanques

Industrial

Cementerio

Huantajaya

Morrillada

Las Pampas

Cerro Aldea

Caleta Morro

Descubridora

Punta Larga

Alto Hospicio

Caleta Molle

Co. Esmeralda

Punta El Morro

Nueva Victoria

Playa Cavancha

Punta Cavancha

HOSPICIO CHICO

Playa Larga

Punta Redonda

Cerro Esmeralda

Caleta Cavancha

Bahía de Iquique

Villa Magisterio

Estanques de Agua

Cerro Mollecito

Estación Alto Hospicio

Aeródromo Los Cóndores

Cañería de A

gua Potable

Planta Ballenera Molle

Faro Extremo Molo de Abrigo

Duna Dragón

551

Barrio

Burro Muerto

11 de Septiembre

MAPA 4: RESPUESTA SÍSMICAESCALA 1:20.000SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA

378Km

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70°8' 382 384 386 388Km

70°10' 70°12'

384 386 38870°10' 70°12'

DECLINACIÓN MAGNÉTICAOCTUBRE-2013

4º11

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TRABAJOS ANTERIORESC U A D R O D E S I T U A C I Ó NE N H O J A I Q U I Q U E

IQUIQUE OFICINAHUMBERSTONE

OFICINAMAPOCHO QUIPISCA MAMIÑA

PUNTAGRUESA

POZOALMONTE

LATIRANA PICA QUEBRADA

DE QUISMA

OFICINAVICTORIA

CALETAPATILLO

CERROVETARRÓN CHACARILLAMATILLA

PUNTAPATACHE

SIERRA DELAGUNAS

CAMPAMENTOALIANZA

CERROCHALLACOLLO GUATACONDO

70º00' 69º00'30'45' 15'20º00'

30'

21º00'

15'

45'

15'

ÁREA DEL IQUIQUE, escala 1:20.000

Cartas Catálogo IGM, escala 1:50.000

M A PA D E U B I C A C I Ó N

Salar de Pintados

Pisagua

70°00'

20°00'

19°00'

REGIÓNDE

TARAPACÁ

Región de Antofagasta

IQUIQUE

0 80 km

Región de Arica y Parinacota

BO

LI

VI

A

5

N

Hoja Iquique, escala 1:100.000

Geología para el ordenamiento territorial: área deIquique, Región de Tarapa, escala 1:20.000

69°00'

21°00'

56º

43º

32º

19º

72º 68º

90º 53º

POLO SURB

OL

I VI

A

PERÚ

Santiago

CHILE

* "ACUERDO DE 1998"

600 km0

T ERRITORIOCHILENO ANTÁRTICO

AltoHospicio

Marquardt et al., 2008 (1:25.000)

Blanco et al., 2012 (1:100.000)

20°15'

70°5'70°10'

Equidistancia curvas de nivel: 10 m

ESCALA 1:20.000

1.000 m 1 km0

ANTECEDENTES GENERALES

RESPUESTA SÍSMICA

En la zona norte de Chile, entre los 16 y 22 º de lat. Sur, existe una brecha sísmica; los sismos más destructivos de los que se tiene registro (Ms 8,5), son los del 13 de agosto de1868 y del 09 de Mayo de 1877, con una intensidad de VIII (MM) para la ciudad de Iquique. Por esta razón, se considera que la zona tiene una madurez sísmica y diversos autoreshan planteado la inminente ocurrencia de un terremoto de magnitud mayor a 8 (e.g., Comte y Pardo, 1991;Tapia et al., 2002).Las ciudades de Iquique y Alto Hospicio se ubican al interior de esta brecha sísmica; además han presentado un crecimiento explosivo en las últimas décadas, ocupando áreas cuya res-puesta sísmica de suelos se desconoce. Incluso los antecedentes históricos de los efectos generados por los megasismos de 1868 y 1877, responden a una ocupación de lossectores de la ciudad con afloramiento de roca basal, lo cual supone una buena respuesta de sitio.Actualmente existen una serie de métodos geofísicosy geotécnicosque permiten determinar las característicasdinámicas de los suelos y la consiguientevariabilidadde su respuestasísmica. Esta información es fundamental como parámetros para definir las acciones mitigadoras, así como para el diseño y construcción sismorresistente.En este estudio se hace un análisis de los antecedentes disponibles hasta la fecha, incluyendo una caracterización de los suelos de fundación, y los datos aportados por el proyectoFondef D10/1027: +Andes, que en este caso consistieron en registros de microtemblores y en la determinación de velocidad media de las ondas de corte en los 30 metrossuperficiales del terreno (Vs30).

L E Y E N D A

S I M B O L O G Í A

Referencia bibliográficaSERNAGEOMIN,. 2013. Geología para el Ordenamiento Territorial y la Gestión Ambiental en el área de Iquique - Alto Hospicio. Servicio Nacional de Geología y Minería, Informe Registrado IR-13-53, 41 p., 5 mapas diferentes escalas.Santiago.

Inscripción No.240.454

© Servicio Nacional de Geología y Minería. Av. Santa María 0104, Casilla 10465, Santiago, Chile.Director Nacional: Julio Poblete C.Subdirector Nacional de Geología: Luis Ignacio Silva P.

Derechos reservados, prohibida su reproducción.

EdiciónEste informe no ha sido editado en conformidad con estándares y/o nomenclaturas de la Subdirección deGeología de SERNAGEOMIN

Normas utilizadasEscala Geológica delTiempo: Gradstein, F.M.; Ogg, J.G.; Schmitz, M.D.; Ogg, G.M. (editores) 2012.Thegeologic time scale 2012. Elsevier:1176 p. Boston, EEUU.

Base topográficaMinisterio de Obras Públicas (MOP) y Arcadis Chile, 2012. Estudio de Factibilidad “Construcción Obras Aluvio-nales en Quebradas de Iquique yAlto Hospicio. Informe Final, proyecto Nº 3868, p 133.

Plan Maestro de evacuación y drenaje de aguas lluvias Iquique, año 2003.

Cartas Iquique y Punta Gruesa escala 1:50.000, Iquique del Instituto Geográfico Militar (Chile), modificados.

Plan Regulador de la comuna de Iquique, escala 1:10.000, modificado año 2007.

Referencia geodésicaProyección Universal Transversal de Mercator (UTM), Zona 19S, SIRGAS.

Apoyo científico y técnicoProducción digital: Hugo Neira S., del Servicio Nacional de Geología y Minería.

Apoyo financieroFondos Sectoriales del Servicio Nacional de Geología y Minería.

"Autorizada su circulación, en cuanto a los mapas y citas que contiene esta obra, referentes o relacionadas conlos límites internacionales y fronteras del territorio nacional, por Resolución No. 270 del 06.10.05 de la DirecciónNacional de Fronteras y Límites del Estado.La edición y circulación de mapas, cartas geográficas u otros impresos y documentos que se refieran o relacionencon los límites y fronteras de Chile, no comprometen, en modo alguno, al Estado de Chile de acuerdo con elArt. No. 2, letra g) del DFL No. 83 de 1979 del Ministerio de Relaciones Exteriores".

INFORME REGISTRADO IR-13-53

5 MAPAS

G E O L O G Í A PA R A E L O R D E N A M I E N T OT E R R I T O R I A L Y L A G E S T Í O N

A M B I E N TA L E N E LÁ R E A D E I Q U I Q U E

REGIÓN DE TARAPACÁ

MAPA 4:

RESPUESTA SÍSMICA

Paola Ramírez C.

2013

S U B D I R E C C I Ó N N A C I O N A L D E G E O L O G Í A

Escala 1:20.000

SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA

69º30’

20º30’

IQUIQUE

Propósitos y alcance del estudio

El propósito de este estudio es elaborar una microzonificación sísmica de las ciudades de Iquique y Alto Hospicio, a partir de investigaciones geológicas y geofísicas, con el fin decontar con una aproximación al comportamiento dinámico de los suelos frente a un movimiento sísmico.El alcance de este estudio es la publicación de un mapa de microzonificaciónsísmica escala 1:25.000, basado en la integraciónde estudios de geología y geomorfología, informaciónde sondajes geotécnicos, determinación del período natural de oscilación del suelo y velocidad de ondas de corte (Vs30), para la delimitación de zonas de respuesta similar frentea una acción sísmica.Las restricciones de este trabajo tienen relación con el efecto de borde de cuenca que no fue considerado y que podría ser importante considerando la diferencia de cota de másde 300 metros existente en el escarpe costero que separa las ciudades de Iquique y Alto Hospicio. Tampoco se dispuso de modelos gravimétricos que permitan determinar lapotencia real de los depósitos sedimentarios. Por otra parte, la falta de datos hidrogeológicos, dejó excluida la variable del agua subterránea; se trabajó bajo el supuesto que noexisten acuíferos en el área y que la presencia de agua subterránea depende de las posibles roturas de cañerías y de ductos de agua potable o alcantarillado de la misma zonaurbana. Esto último permite una restricción importante de los resultados de este estudio, dado que los depósitos sedimentarios existentes se encuentran en la mayoría de los casos ce-mentados por sales, las cuales son solubles y por tanto, los efectos inmediatos de un evento sísmico se encuentran supeditados al efecto posterior provocado por la deformacióncausada por la disolución de los suelos de fundación, particularmente, en la localidad de Alto Hospicio, debido al daño provocado por el sismo en la red de agua potable yalcantarillado.

Ubicación de la zona de estudio

Las ciudades de Iquique y Alto Hospicio, se localizan en el borde costero de la región de Tarapacá, en las coordenadas de referencia longitud 70º8`O y latitud 20º14`S. La ciudadde Iquique se sitúa en una pequeña planicie litoral ubicada en la base del acantilado costero, con alturas medias de 30 m s.n.m. en la zona urbana, siendo los sectores pobladosmás altos aquellos ubicados hacia el sur, en la falda del Cerro Dragón, una duna linear cuya altura máxima llega a los 247 m s.n.m. Ambas ciudades se encuentran interconectadasa través de la ruta 16, que sube por el escarpe costero por alrededor de 400 m s.n.m. hacia la localidad de Alto Hospicio, la cual ocupa una extensa peniplanicie que se desarrollaen la cordillera de la Costa hacia el sureste de Iquique, a una altura media de 550 m s.n.m. Existe otra vía de acceso por el sur a la ciudad de Iquique, que la conecta por la costacon la ciudad de Tocopilla.Las ciudades de Iquique yAlto Hospicio, cubren un área aproximada de 230 km2. La población aproximada entre ambas ciudades suma 279.408 habitantes (Censo 2012).El área se caracteriza por un clima desértico con nublados abundantes, que se manifiesta como niebla o camanchacas en sectores de la Cordillera de la Costa; una escasa oscilación tér-mica diaria y, apenas unos 6º a 7º de diferencia entre los meses cálidos y fríos; junto con la casi inexistencia de precipitaciones.

METODOLOGÍA

Para estimar la frecuencia fundamental de vibración del suelo en el área de estudio, se utilizaron los datos aportados por el proyecto Fondef D10/1027: +Andes, que consiste enmediciones de microtemblores. Se aplicó el método propuesto por Nogoshi e Igarachi (1970; 1971) y popularizado por Nakamura (1989) para determinar la frecuencia fundamental de os-cilación del suelo (inverso del periodo fundamental).Este método se basa en la relación de los espectros de Fourier entre la componentehorizontal y vertical de los registros de microt-emblores. Se utiliza como fuente de energía la actividad humana (ejemplo: tráfico vehicular, maquinaria industrial, entre otros) como también la energía de los fenómenos naturales(ejemplo: viento, oleaje, presión atmosférica) que hacen vibrar el suelo con cierta estabilidad. La estimación de la frecuencia fundamental toma como hipótesis que la energía de los mi-crotemblores están compuestas principalmente por ondas superficiales Rayleigh, y que los efectos de sitio se deben a una capa de suelo blando sobre uno más duro por contraste de im-pedancia y su efectividad se limita a los estratos más superficiales del suelo, generalmente a menos de 50 m de profundidad. Esta metodología permite una buena correlaciónentre los daños producidos por grandes terremotos, la geología superficial y las frecuencias fundamentales del suelo (Leyton et al., 2011), según casos estudiados en la zona centrosur de Chile luego del sismo del 27/F 2010 (Vivallos et al. 2010; Ramírez et al. 2012).El mapa de suelos de fundación utilizado, consiste en una geología simplificada, elaborada a partir de los mapas de Marquardt et al. (2008) y Blanco et al. (2012); junto con lainformación aportada por 61 sondajes que permitieron estimar la extensión y caracterizar las distintas unidades de depósitos sedimentarios hasta una profundidad media de 10 mbajo el nivel de superficie. Lo cual fue complementado con la geomorfología del área, y las descripciones estratigráficas y propiedades geotécnicas, recogida de los sondajesdisponibles.Se realizó una estimación de la amplificación sísmica esperada, considerando un valor de 8,0 Ms magnitud y distancia hipocentral de 112 Km para el terremoto probable en laciudad de Iquique (Roldán et al., 2005). Para esto se siguieron las disposiciones propuestas por la National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP), para determinarla amplificación del movimiento en las distintas unidades geológicas reconocidas en las ciudades de Iquique y Alto Hospicio según el mapa de geología simplificada. La NEHRPdefine un esquema de clasificación geológica estandarizada según el lugar, y especifica factores de amplificación para las distintas clases de suelo definidas basándose, principalmente,en la velocidad media de las ondas de corte en los 30 metros superficiales del terreno (Vs30). En la Tabla 1 se muestra la clasificación de los suelos según las disposiciones NERPH,para cada una de las unidades geológicas, los valores de Vs30 fueron aportados por el proyecto Fondef +Andes (Podestá, 2013, en preparación).

MICROZONIFICACIÓN SISMICA DE LAS CIUDADES DE IQUIQUE Y ALTO

De la integración de los datos geológicos y los resultados de la campaña geofísica se elaboro un mapa de respuesta sísmica de las ciudades de Iquique y Alto Hospicio. Los datos geofí-sicos utilizados corresponden a 69 mediciones de Vs30 y 92 registros de microtemblores, usando el método de Nakamura, aportados por investigadores externos en el marco delproyecto FONDEF D10/1027: +Andes.Los resultados de estos estudios geofísicos fueron contrastados con la geología local, observándose una clara diferenciación del suelo, hacia el sureste, lo cual se interpreta comoefecto de una roca basal ubicada a mayor profundidad,con la presenciade unidadessedimentariasde potenciasmayores a 50 m; que correspondena depósitoseólicos en manto y li-neales, estos últimos conocidos como cerro Dragón, y a conos de coluvios, depositados en el pie del escarpe costero.Los valores obtenidos para Vs30 muestran una buena respuesta sísmica del suelo, en comparación con la clasificación de suelos realizada inicialmente por Ramírez (2012) enbase a las disposiciones del NEHRP para la estimación preliminar de amplificación sísmica de Iquique y Alto Hospicio. En la mayoría de los casos, la respuesta empírica es mejora la esperada, tal como muestra la tabla 1, es el caso de la unidad Gravas deAlto Hospicio (OPah), en que el Vs30 tiene valores desde 686 a1185 m/s.

Clase Suelo DescripciónVel. media onda de corte 30 m (m/s)

Unidad Geológica Vs30 (Empírica)

A Roca dura - -

B Roca

Rocas volcánicas delcretácico (Kiv), Depósitoslitorales (PlHl), Gravas de

Alto Hospicio (OPah),Depósitos aluviales (PlHa)

686 - 1185

CSuelo muy

denso o Rocablanda

Depósitos eólicos (PlHe),Depósitos coluviales (PlHc), 357 - 471

D Suelo rígido - -

E Suelo blando - -

FSuelo requiere

evaluaciónespecífica

Depósitos antrópicos (Han) -

Tabla 1 : Clasificación según NEHRP de las distintas unidades geológi-cas, de acuerdo a los valores de Vs30 obtenidos en el área de estudio.

Los valores obtenidos en rocas volcánicas del cretácico (Kiv), en la zona de falla Zofri muestran Vs30 de 573 -722 (m/s), mientras que entre esta zona de falla y los terrenos ubicadoshacia el sur, estas mismas rocas, en parte cubiertaspor depósitos litorales (PlHl)- con una potencia inferior a 4 m- muestran Vs30 mas altos, entre 799 y 1124 (m/s). Los resultadosob-tenidos en zonas al sur de Iquique, medidos sobre depósitos eólicos (PlHe) y depósitos coluviales (PlHc) muestran valores entre 357 y 471 (m/s). Como se indica en la Tabla 1, estos re-sultados corresponden a Vs30 característicos de roca y suelo muy denso o roca blanda, es decir, una respuesta muy favorable ya que implica una escasa amplificación de las ondas sís-micas superficiales.El Mapa de RespuestaSísmica muestra las distintas zonas identificadascomo unidadescon respuestasde sitio homogéneas, identificadasde acuerdo las frecuenciasfundamentalesobtenidas del análisis de microtemblores, en conjunto con la clasificación de suelos realizada en base a las disposiciones NERPH. En el mapa se observan los puntos de registros de mi-crotemblores, con sus respectivos períodos predominantes (T0), los que permiten reconocer claramente tres zonas, una con valores de T0 mayores y otra con valores menoresa 0,5 s que se relacionan con distintos grados de compacidad del suelo y con la potencia de la cubierta sedimentaria. Los valores bajos de período predominante (menores a 0,5s) indican la cercanía a la superficie de los afloramientos rocosos o suelos duros, o bien, se puede interpretar como la densificación del suelo producto de la cementación con salespor efecto de las escasas precipitaciones existentes en la zona. Los valores más altos (mayores a 0,5 s) corresponden a zonas conformadas por suelos de origen coluvial y eólico,con mayor profundidad de materiales rocosos o suelos duros. Los límites de los polígonos que representan las zonas, son producto de la integración de la información geológicay de los registros de microtemblores, intersectados con las curvas de isoperíodos por lo que la delimitación de su trayectoria tiene asociada un margen de incerteza. Una tercerazona corresponde a los sitios ocupados por depósitos de origen antrópico, ya que por la heterogeneidad de los mismos requieren de estudios especiales.En el área se descarta la ocurrencia de fenómenos de licuefacción, con excepción del sector de Zofri, debido a que en esta zona se desconoce la profundidad del nivel freático yla potencia del relleno sedimentario pobremente consolidado, los cuales son factores críticos a la hora de evaluar la susceptibilidad del suelo a este tipo de fenómenos (Falcón yRamírez, 2012).Las zonas mencionadas anteriormente se describen a continuación:

REFERENCIAS

Building Seismic Safety Council, 2004. NEHRP recommended provisions for seismic regulations for new buildings and other structures. Building Seismic Safety Council National Insti-tute of Building Science. Washington, D.C. http://www.nibs.org/client/assets/files/bssc/nehrp2003_FrontMaterial.pdf

Marquardt, R.; Marinovic, S.; Muñoz, V. 2008 . Geología de las ciudades de Iquique y Alto Hospicio. Región de Tarapacá. Carta Geológica de Chile. Serie Geología básica. No.113.

Falcón, M.F.; Ramírez, P. 2012 . Sectores críticos para la ocurrencia de licuefacción en Chile: una mirada desde la experiencia del sismo del 27 de febrero de 2010. In IV Conferencia In-ternacional de Peligrosidad, Riesgo Geológico e Ingeniería Sísmica y de Desastres. Santiago de Cuba, Mayo 2012. 9 p.

Ramírez, P. 2012 . Estimación preliminar de la amplificación sísmica en las ciudades de Iquique y Alto Hospicio – Chile. VII Congreso chileno de geotecnia. [en línea]http://vu2018.admin.hosting.ing.udec.cl/descargas/1.pdf [Fecha de visita: 04/12/2013]

Roldán, W. Tapia, P. Villacis, C. 2005 . Determinación de la vulnerabilidad sísmica de ciudades. Metodología aplicada al norte de Chile. Congreso Chileno de Sismología e Ingeniería An-tisísmica. IX Jornadas. Universidad de Concepción. Noviembre 2005. Concepción, Chile.Tema A04-09

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REGISTROS Hz

VELOCIDAD DE ONDAS DE CORTE (Vs30)

Zona I : Estos sectores tienen una respuesta de H/V con registros planos, sin un pico bien definido o con valores mayores a 7 Hz de frecuencia fundamental. Corresponde prin-cipalmente al subsuelo del área ubicada sobre afloramientos de rocas volcánicas del cretácico (Kiv), y depósitos litorales (PlHl) con potencia inferior a 4 m, donde seemplaza el centro de la ciudad de Iquique. También incluye la respuesta de los suelos de Alto Hospicio, constituido por las gravas del mismo nombre que presentan unaseñal muy plana. Presentan velocidades de onda de corte (Vs30) entre 686 – 1185 m/s. Estos valores obtenidos se extrapolaron al resto de las unidades de rocasgraníticas intrusivas e hipabisales expuestas en el área de estudio, debido a que en general presentan una competencia mayor, por menor índice de fracturamiento ymayor densidad relativa. Un comportamiento anómalo se observa en algunos puntos registrados en rocas volcánicas del cretácico (Kiv), al sur de la falla Zofri, dondese tienen valores de período predominante mayor a 0,5 Hz, con frecuencias fundamentales entre 1 y 2 Hz.

Zona II : Estos sectores tienen una respuesta de H/V con valores de período predominante mayor a 0,5 Hz, con frecuencias fundamentales entre 1 y 2 Hz. Corresponde prin-cipalmente al subsuelo del área ubicada sobre depósitos eólicos (PlHe) y depósitos coluviales (PlHc) ubicados al sur de la ciudad de Iquique y en el pie del escarpecostero. Presentan velocidades de onda de corte (Vs30) entre 357 - 471m/s. Por extrapolación se incluyeron en esta zona aquellos suelos pobremente compactados corres-pondientes a depósitos aluviales (PlHa).

Zona III: Corresponde a los sitios ocupados por depósitos de origen antrópico, ya que por la heterogeneidad de los mismos requiere de estudios especiales.

Río y arroyos

Quebrada seca o curso intermitente

Quebrada principal y esteros

Paleocanales

Camino pavimentado

Camino sin pavimento

Huella o sendero

Curva de nivel

Cota (m s.n.m.)

Calle

2815

INFRAESTRUCTURA

FISIOGRAFÍA

SONDAJES (Prof.)

GEOLOGÍA

Falla observada

Falla inferida / cubierta

Falla normal

Falla normal inferida / cubierta

Falla inversa

Falla inversa inferida / cubierta

Falla normal e invertida

Falla normal, invertida e inferida

Fotolineamiento

Escarpe