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MEDICIONES GEOFISICAS: ESTACIONES ACELEROGRÁFICAS

NORTE DE CHILE Preliminar

Autores: Gonzalo Montalva A., Nicolás Bastías y Pedro Troncoso.

Financiado por: FONDECYT 11121404

Informe definitivo será una colaboración entre Universidad Diego Portales, Pontificia Universidad Católica de Chile y Universidad de Concepción.

Concepción, Septiembre de 2014.

Mediciones geofísicas: Estaciones Acelerográficas Norte de Chile

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Índice Introducción. ..................................................................................................................... 4

Metodología. ..................................................................................................................... 4

1.- Estación acelerográfica T05A – Serviu, Iquique. ....................................................... 7

1.1.- Frecuencia Fundamental. .................................................................................... 8

1.2.- Curva de dispersión. .......................................................................................... 10

1.3.- Inversión de la curva de dispersión. .................................................................. 11

2.- Estación acelerográfica T06A – Hospital Regional Dr. Ernesto Torres Galdames, Iquique. ........................................................................................................................... 12

2.1.- Frecuencia Fundamental. .................................................................................. 13

3.- Estación acelerográfica T03A – Regimiento Granaderos, Iquique. ......................... 14


4.- Estación acelerográfica T02A – Alto Hospicio, Cerro. ............................................. 18




5.- Estación acelerográfica T08A – Alto Hospicio, Ciudad. ........................................... 23




6.- Estación acelerográfica T07A – Pozo Almonte. ....................................................... 28




7.- Estación acelerográfica HMBCX – Humberstone. ................................................... 34





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8.- Estación acelerográfica T13A - Tenencia de Pica ................................................... 40

8.1.- Frecuencia fundamental. ................................................................................... 41



9.- Estación acelerográfica T10A - Huara ..................................................................... 45

9.1.- Frecuencia fundamental. ................................................................................... 46



10.- Estación acelerográfica GO01 – Chusmiza. ......................................................... 50

10.1.- Frecuencia fundamental. ................................................................................. 51

11.- Estación acelerográfica PB11 - Quebrada aricilda. .............................................. 53


12.- Estación acelerográfica PSGCX - Pisagua. .......................................................... 56


12.2.- Curva de dispersión. ........................................................................................ 59

12.3.- Inversión de la curva de dispersión................................................................. 60

13.- Estación acelerográfica T09A - ............................................................................. 61


Referencias. .................................................................................................................... 63


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Introducción.

En el presente informe se reportan parte de los resultados obtenidos de las mediciones geofísicas realizadas en 13 estaciones acelerográficas del Norte del país. Las estaciones que se midieron fueron las siguientes; T05A (Serviu, Iquique), T06A (Hospital Regional Dr. Ernesto Torres Galdames, Iquique), T03A (Regimiento Granaderos), T02A (Alto hospicio, Cerro), T08A (Alto Hospicio, Ciudad), T07A (Pozo Almonte), HMBCX (Humberstone), T13A (Tenencia de Pica), T10A (Huara), GO01 (Chusmiza), PB11 (Quebrada aricilda), PSGCX (Pisagua), T09A. Dependiendo de la estación y posibilidad geográfica se realizaron mediciones con fuente pasiva (en arreglos tanto uni como bidimensionales) y de fuente activa con geófonos triaxiales de 4.5 Hz. Para cada una de ellas se reporte la frecuencia fundamental de cada instrumento y el perfil de velocidad de onda de corte cuando fue posible. Los perfiles de velocidad de onda de corte fueron obtenidos a través de métodos basados en el análisis de la dispersión de ondas superficiales.

La campaña completa comprende un esfuerzo conjunto de los doctores

Felipe Leyton (Centro Sismológico Nacional), Esteban Sáez (PUC) y los autores del presente informe preliminar. En la campaña se utilizaron recursos de la Universidad Diego Portales, Pontificia Universidad Católica de Chile y Universidad de Concepción. Asímismo participaron estudiantes de las tres casas de estudio. Metodología. Mediciones con fuente pasiva.

Se realizaron mediciones de ruido ambiental a través de geófonos de 3

componentes de 4.5 Hz realizando arreglos en dos dimensiones (triangulares) y unidimensionales de diferentes dimensiones. Los arreglos realizados típicamente están compuesto por uno triangular y uno lineal (respetando la proporción 1:2:4 de distancias entre instrumentos), los arreglos realizados para cada estación son presentadas más adelante. El ruido ambiente será procesado a través de SPAC (Spatial Autocorrelation : Aki, 1957) utilizando la componente vertical (compuesta principalmente por ondas tipo Rayleigh) de las mediciones de ruido ambiental (Bettig


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et al., 2001 y Köhler et al., 2007). La factibilidad de realizar arreglos lineales es discutida y propuesta por Chávez-García et al., 2005. Mediciones con fuente activa.

Por otro lado se realizaron mediciones de fuente activo con arreglos de trominos espaciados a 10 metros mientras que la fuente (golpe con martillo) se localizó como mínimo a 5 metros del primer receptor con el fin de que el frente de ondas se pueda considerar plano. Las dimensiones entre receptores y de la fuente también estuvieron sujetas a variaciones dependiendo de las condiciones antes propuestas. El método utilizado para la obtención de la curva de dispersión es el análisis frecuencia-número de onda (F-K; Lacoss et al. 1969, Kvaerna y Ringdahl 1986). Inversión de la curva de dispersión.

A partir de las curvas de autocorrelación obtenidas por SPAC y la curva de dispersión lograda por F-K es posible obtener el perfil de velocidad de onda de corte a través de la inversión de la curva de dispersión mediante el Algortimo del Vecinadario (Sambridge, 1999), esta no requiere de un modelo inicial y explora muy bien las posibles combinaciones de parámetros. La señal fue procesada con el software GEOPSY, mientras que la inversión se realizó a través de un módulo de GEOPSY llamado DINVER (Wathelet, 2008).

Luego de la obtención del perfil se estimará la velocidad de onda de corte a los

30 metros (Vs30). El articulo N°5 del Decreto supremo N°61 ha establecido una clasificación sísmica centrada en el parámetro Vs30. Este parámetro corresponde a la velocidad de ondas de corte promedio de los 30 metros superiores del terreno, y queda determinado por la siguiente expresión;

푉 =∑ ℎ

∑ ℎ푉


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Donde Vsi es la velocidad de ondas de corte del estrato i en m/s, hi el espesor del estrato i en metros y n la cantidad de estratos existentes entre la cota de terreno y los 30 metros superficiales.


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1.- Estación acelerográfica T05A – Serviu, Iquique.

Se realizó una medición de Trominos con arreglo triangular equilátero de 40 metros.

Ilustración 1. Distribución en terreno de los arreglos de trominos realizados en terreno.

Información de la estación.

Nombre estación Serviu, Iquique Código estación T05A

Lat. Estación 20° 12.588'S Long. Estación 70° 9.012'O

T1


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1.1.- Frecuencia Fundamental. Arreglo triangular (énfasis en frecuencias altas).

Frecuencia fundamental estimada (arreglo), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4

23.1646 +/- 0.8408 27.18 +/- 1.3678 24.3909 +/- 2.8284 21.7907 +/- 1.429

Ilustración 2. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo en Estación T05A triangular. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra

vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.


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Arreglo triangular (énfasis en frecuencias baja)


2.14663 +/- 0.37553 1.318 +/- 0.17726 1.34902 +/- 0.23017 1.32891 +/- 0.20265

Ilustración 3. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo en Estación T05A triangular. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra

vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.


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1.2.- Curva de dispersión. Se obtuvo información en el rango de 5 a 20 Hz en el ensayo pasivo, mientras que entre 20 y 40 Hz se utilizó lo que entrego el ensayo activo.

Ilustración 4. Curva de dispersión estadística obtenida de la combinación del ensayo pasivo (bajas frecuencias) y activo (altas frecuencias).


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1.3.- Inversión de la curva de dispersión.

El perfil estratigráfico inferido a partir de la inversión de la curva de dispersión es;

Tramo (m) Vs inferido (m/s)

0.0 1.3 172 1.3 1.6 531 1.6 3.9 586 3.9 25.1 1003 25.1 --- 1249

De lo que se obtiene en los primeros 30 metros:

푉 = 811푚푠

Ilustración 5. Ajuste de la curva de dispersión dada por la inversión a la obtenida anteriormente. A la derecha se encuentra el perfil de velocidad de onda de corte obtenido

(Vs) por la inversión, en negro se destaca el perfil con el menor misfit asociado.


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2.- Estación acelerográfica T06A – Hospital Regional Dr. Ernesto Torres Galdames, Iquique.

Se realizó una medición de Trominos con arreglo triangular equilátero de 50 metros y dos mediciones con un solo Tromino para el coeficiente espectral H/V en las ubicaciones que se muestran a continuación.



Nombre estación Hospital Regional Dr.

Ernesto Torres Galdames, Iquique

Código estación T06A Lat. Estación 20° 12.876'S

Long. Estación 70° 8.328'O

T1


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2.1.- Frecuencia Fundamental. Arreglo triangular


Curva plana Curva plana Curva plana Curva plana

Ilustración 7. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo triangular en Estación T06A. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.


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3.- Estación acelerográfica T03A – Regimiento Granaderos, Iquique.

Se realizó una medición de Trominos con arreglo triangular equilátero de 50 metros y dos mediciones con un solo Tromino para el coeficiente espectral H/V en las ubicaciones que se muestran a continuación.



Nombre estación Regimiento Granaderos, Iquique

Código estación T03A Lat. Estación 20° 13.818'S

Long. Estación 70° 8.748'O

T1

L1


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3.1.- Frecuencia Fundamental. Arreglo lineal

Frecuencia fundamental estimada (arreglo lineal), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4

10.7154 +/- 1.7362 9.84853 +/- 1.01857 10.0928 +/- 1.4407 11.6582 +/- 1.726

Ilustración 9. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo en Estación T03A lineal. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida


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Arreglo triangular

Frecuencia fundamental estimada (arreglo triangular énfasis frecuencia baja), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4

2.80337 +/- 0.4105 2.80807 +/- 0.3369 3.15809 +/- 0.35384 2.83963 +/- 0.38051

Frecuencia fundamental estimada (arreglo triangular énfasis frecuencia alta), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4

8.16697 +/- 0.95598 11.7584 +/- 1.6639 12.8736 +/- 1.1885 9.58362 +/- 1.10948

Ilustración 10. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo triangular. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris

se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.


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Tromino Single El resultado obtenido de la razón espectral H/V para la estación es la que se

muestra a continuación:

Ilustración 11. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo Single en Estación T03A. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.

Frecuencia fundamental estimada (arreglo single), en

Hz Equipo 1

11,3549 +/- 1,8823


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4.- Estación acelerográfica T02A – Alto Hospicio, Cerro.

Se realizó una medición de Trominos con un arreglo lineal de 140 metros y un arreglo lineal de 49 metros (en el cual el equipo 4 no registró) en las ubicaciones que se muestran a continuación;

Ilustración 12. Distribución en terreno de los arreglos de trominos realizados en

terreno.


Nombre estación Alto Hospicio, Cerro Código estación T02A


L1

L2


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4.1.- Frecuencia Fundamental. Arreglo lineal 1.

Frecuencia fundamental estimada (arreglo lineal), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4

2.38572 +/- 0.24109 0.807854 +/- 0.18771 2.30116 +/- 0.39986 1.29578 +/- 0.12647

Ilustración 13. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo lineal 1 en Estación T02A. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.


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Arreglo lineal 2.

Frecuencia fundamental estimada (arreglo), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3

1.72696 +/- 0.23496 1.3479 +/- 0.19437 1.27869 +/- 0.1879

Ilustración 14. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo lineal 2 en Estación T02A. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una

desviación incluida


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4.2.- Curva de dispersión. Se obtuvo información del ensayo pasivo entre 4 y 8 Hz, mientras que del ensayo activo se obtuvo información 15 y 25 Hz.

Ilustración 15. Curva de dispersión estadística obtenida de la combinación del ensayo

pasivo (bajas frecuencias) y activo (altas frecuencias).


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El perfil estratigráfico inferido a partir de la inversión de la curva de dispersión es:

Tramo (m) Vs (m/s) 0.0 7.0 202 7.0 22.3 304 22.3 23.9 166 23.9 75.1 448 75.1 - 1407


푉 = 277푚푠

Ilustración 16. Ajuste de la curva de dispersión dada por la inversión a la obtenida anteriormente. A la derecha se encuentra el perfil de velocidad de onda de corte obtenido (Vs) por la inversión, en negro se destaca el perfil con el menor misfit

asociado


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5.- Estación acelerográfica T08A – Alto Hospicio, Ciudad.

Se realizaron mediciones con Trominos en un arreglo triangular equilátero de 50 metros, un arreglo lineal de 140 metros y dos mediciones activas con Trominos separados a 10 y a 15 metros. Las ubicaciones se muestran a continuación. Información de la estación.

Nombre estación Alto Hospicio, Ciudad. Código estación T08A


L1

T1 A1



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5.1.- Frecuencia Fundamental. Arreglo lineal

Frecuencia fundamental estimada (arreglo), en Hz

Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4 12.6487 +/- 0.9308 13.1084 +/- 0.8062 20.2597 +/- 0.6804 1.33395 +/- 0.2134

Ilustración 18. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo línea en Estación T08A. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical

gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.


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Arreglo triangular

Frecuencia fundamental estimada (arreglo triangular), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4

1.77927 +/- 0.24906 1.31372 +/- 0.18658 1.33374 +/- 0.1776 1.2942 +/- 0.15768

Ilustración 19. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo triangular en Estación T08A. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una

desviación incluida.


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5.2.- Curva de dispersión. Se obtuvo información del ensayo pasivo entre 3 y 25 Hz.

Ilustración 20. Curva de dispersión estadística obtenida del ensayo pasivo.


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Tramo (m) Vs (m/s) 0.0 1.2 223 1.2 1.5 252 1.5 17.6 661 17.6 42.2 936 42.2 - 1570


푉 = 684푚푠




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6.- Estación acelerográfica T07A – Pozo Almonte.

Se realizaron mediciones con Trominos en dos arreglos lineales de 140 metros y una medición con un Tromino individual para el coeficiente espectral H/V. Las ubicaciones se muestran a continuación.


terreno.


Nombre estación Pozo Almonte Código estación T07A


L2

L1


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6.1.- Frecuencia Fundamental. Arreglo lineal 1


3.14164 +/- 0.53699 2.93459 +/- 0.40072 2.8804 +/- 0.43983 2.92192 +/- 0.40066

Ilustración 23. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo lineal 1 en Estación T07A. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.


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Arreglo lineal 2

Frecuencia fundamental estimada (arreglo lineal 2), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4

2,73665 +/- 0,45236 2,99459 +/- 0,50332 3,33025 +/- 0,50054 2,96712 +/- 0,48908

Ilustración 24. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo lineal 2 en Estación T07A. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida


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Tromino Single El resultado obtenido con la razón espectral H/V para la estación única es la

que se muestra a continuación:

Ilustración 25. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo Single en Estación T07A. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.

Frecuencia fundamental estimada (arreglo single), en

Hz Equipo 1

3,29548 +/- 0,47066


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6.2.- Curva de dispersión.

Ilustración 26. Curva de dispersión estadística obtenida del ensayo pasivo a la derecha y a la izquierda del ensayo activo.


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Tramo (m) Vs (m/s) 0.0 3.3 223 3.3 13.3 310 13.3 34.6 414 34.6 49.5 575 49.5 - 1108


푉 = 344푚푠




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7.- Estación acelerográfica HMBCX – Humberstone.

Se realizaron mediciones con Trominos en dos arreglos lineales de 140 metros y una medición con un Tromino individual para el coeficiente espectral H/V. Las ubicaciones se muestran a continuación.


terreno.


Nombre estación Humberstone Código estación HMBCX


L2

L1


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7.1.- Frecuencia Fundamental. Arreglo lineal 1

Frecuencia fundamental estimada (arreglo lineal 1), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4

3,68349 +/- 0,59681 1,48013 +/- 0,27785 1,22692 +/- 0,24578 1,16438 +/- 0,23978

Ilustración 29. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo lineal 1 Estación HMBCX. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.


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Arreglo lineal 2

Frecuencia fundamental estimada (arreglo lineal 1), en Hz

Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4 6,10034 +/- 1,09252 1,19897 +/- 0,24308 1,44837 +/- 0,2428 1,41994 +/- 0,23639

Ilustración 30. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo lineal 2 en Estación HMBCX. La línea continua negra representa la curva resultante. En una

barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.


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Tromino Single (justo en la estación, sobre el cerro) El resultado obtenido con la razón espectral H/V para el registro de ruido

ambiental registrado con el Tromino individual es la que se muestra a continuación:

Ilustración 31. Resultado obtenido de razón H/V para el arreglo Single en Estación

HMBCX. La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.

Frecuencia fundamental

estimada (arreglo Single), en Hz

Equipo 1

2.00305 +/- 0.2225


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7.2.- Curva de dispersión.

Ilustración 32. Curva de dispersión estadística obtenida por el ensayo activo.


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Tramo (m) Vs (m/s) 0.0 1.3 439 1.3 10.8 580 10.8 27.0 744 27.0 29.5 899 29.5 - 1065


푉 = 677푚푠

Ilustración 33. Ajuste de la curva de dispersión dada por la inversión a la obtenida anteriormente. A la derecha se encuentra el perfil de velocidad de onda de corte obtenido (Vs) por la inversión, en negro se destaca el perfil con el menor misfit

asociado.


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8.- Estación acelerográfica T13A - Tenencia de Pica Se realizaron 3 arreglos con trominos en el lugar de estudio, dos arreglos

lineales de 140 metros (L1 y L2) distribuidos en la proporción 1:2:4 (distancias de 20, 40 y 80 metros entre equipos), además se realizó una medición activa con trominos separados a 10 metros.


Nombre estación Tenencia de Pica Código estación T13A


L2 L1

A1



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8.1.- Frecuencia fundamental. Arreglo lineal 1

Ilustración 35. Resultado obtenido de razón H/V el arreglo L1 en Tenencia de Pica

(T13A). La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.

Frecuencia fundamental estimada (arreglo L1), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4

2.16104 +/- 0.27 20.7634 +/- 2.65 19.0712 +/- 3.27 3.43774 +/- 0.33


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Arreglo lineal 2

Ilustración 36. Resultado obtenido de razón H/V el arreglo L2 en Tenencia de Pica

(T13A). La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida

Frecuencia fundamental estimada (arreglo L1), en Hz

Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4 19.1 +/- 2.30 21.2181 +/- 1.98 20.8101 +/- 3.22 No confiable


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Se observan dos peaks de similar amplitud; uno entre los ~2Hz-4Hz, y otro de levemente mayor amplitud cercano a los 20Hz. Se excluye del reporte la curva de razón H/V para el equipo 4 en el arreglo L2 debido a presentarse un peak poco claro en frecuencias bajas (criterio SESAME). 8.2.- Curva de dispersión.

Se obtuvo información entre ~4 y 10 Hz del arreglo pasivo lineal, mientras que para frecuencias superiores (entre ~10 y 30 Hz) se utilizó la información entregada por el ensayo activo (y resuelto por F-K activo).




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8.3.- Inversión de la curva de dispersión. Se invierte a partir del algoritmo del vecindario (Sambridge, 1999) modificado

por Wathelet (Wathelet et al., 2004) e implementado computacionalmente a través del software DINVER.


Tramo Vs inferido (m/s)

0.00 6.89 184 6.89 28.60 479

28.60 --- 1061 De lo que se obtiene en los primeros 30 metros;

푉 = 357푚푠

Ilustración 38. Ajuste de la curva de dispersión dada por la inversión a la obtenida anteriormente. A la derecha se encuentra el perfil de velocidad de onda de corte obtenido (Vs)

por la inversión, en negro se destaca el perfil con el menor misfit asociado.


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9.- Estación acelerográfica T10A - Huara Se realizaron 3 arreglos con trominos en el lugar de estudio; un arreglo lineal

de 140 metros (L1) distribuido en la proporción 1:2:4 (distancias de 20, 40 y 80 metros entre equipos), además se realizó un arreglo triangular (bidimensional) de lado 60 metros (T1), y finalmente una medición activa con trominos separados a 10 metros. Información de la estación.

Nombre estación Huara Código estación T10A


L1

A1

T1

Ilustración 39. Distribución en terreno de los arreglos de trominos realizados en terreno. A la izquierda y en líneas rojos los arreglos pasivos (uni y bidimensionales), mientras que a la derecha y en líneas azules el arreglo activo.


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9.1.- Frecuencia fundamental. Arreglo lineal L1

Ilustración 40. Resultado obtenido de razón H/V el arreglo L1 en Huara (T10A). La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se

aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.




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Arreglo triangular T1

Ilustración 41. Resultado obtenido de razón H/V el arreglo T1 en Huara (T10A). La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se

aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.

Frecuencia fundamental estimada (arreglo T1), en Hz



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De las curvas de razón espectral H/V se observa un peak de gran amplitud a bajas frecuencias (~1Hz), además se puede observar un segundo peak de menor amplitud (~5) en frecuencias cercanas a los 10 Hz. 9.2.- Curva de dispersión.




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9.3.- Inversión de la curva de dispersión. Se invierte a partir del algoritmo del vecindario (Sambridge, 1999) modificado

por Wathelet (Wathelet et al., 2004) e implementado computacionalmente a través del software DINVER.



0 17.04 300 17.04 --- 861

De lo que se obtiene en los primeros 30 metros;

푉 = 417푚푠

Ilustración 43. Ajuste de la curva de dispersión dada por la inversión a la obtenida anteriormente. A la derecha se encuentra el perfil de velocidad de onda de corte

obtenido (Vs) por la inversión, en negro se destaca el perfil con el menor misfit asociado.


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10.- Estación acelerográfica GO01 – Chusmiza. Se realizaron 3 arreglos con trominos en el lugar de estudio; un arreglo lineal

de 98 metros (L1) distribuido en la proporción 1:2:4 (distancias de 14, 28 y 56 metros entre equipos), además se realizó un arreglo triangular (bidimensional) de lado 30 metros (T1), y finalmente una medición activa con trominos separados a 10 metros. Información de la estación.

Nombre estación Chusmiza Código estación GO01


L1

T1

A1

Ilustración 44. Distribución en terreno de los arreglos de trominos realizados en terreno. A la izquierda y en líneas rojos los arreglos pasivos (uni y

bidimensionales), mientras que a la derecha y en líneas azules el arreglo activo.


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Ilustración 45. Resultado obtenido de razón H/V el arreglo L1 en Chusmiza (GO01). La

línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida.




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Ilustración 46. Resultado obtenido de razón H/V el arreglo T1 en Chusmiza (GO01). La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se

aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida

Frecuencia fundamental estimada (arreglo T1), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4

2.15171 +/- 0.31 1.56695 +/- 0.30 2.74138 +/- 0.52 1.57587 +/- 0.27 La curva de dispersión se discutirá en el anexo A.


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11.- Estación acelerográfica PB11 - Quebrada aricilda.

Se realizaron 2 arreglos con trominos en el lugar de estudio; un arreglo lineal de 140 metros (L1) distribuido en la proporción 1:2:4 (distancias de 20, 40 y 80 metros entre equipos), además se realizó un arreglo triangular (bidimensional) de lado 60 metros (T1).


terreno.


Nombre estación Quebrada Aricilda Código estación PB11


L1 T1


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Ilustración 48. Resultado obtenido de razón H/V el arreglo L1 en Quebrada aricilda. (PB11). La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida

Frecuencia fundamental estimada (arreglo L1), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4

4.60641 +/- 0.61 0.63514 +/- 0.08 0.657252 +/- 0.10 0.657888 +/- 0.09


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Arreglo triangular L1

Ilustración 49. Resultado obtenido de razón H/V el arreglo T1 en Quebrada aricilda. (PB11). La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida

Frecuencia fundamental estimada (arreglo T1), en Hz



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12.- Estación acelerográfica PSGCX - Pisagua.

Se realizaron 3 arreglos con trominos en el lugar de estudio; un arreglo lineal de 140 metros (L1) distribuido en la proporción 1:2:4 (distancias de 20, 40 y 80 metros entre equipos), además se realizó un arreglo triangular (bidimensional) de lado 60 metros (T1), y finalmente una medición activa con trominos separados a 15 metros.


Nombre estación Pisagua Código estación PSGCX


L1

T1

A1

Ilustración 50. Distribución en terreno de los arreglos de trominos realizados en terreno. A la izquierda y en líneas rojos los arreglos pasivos (uni y bidimensionales),

mientras que a la derecha y en líneas azules el arreglo activo.


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Ilustración 51. Resultado obtenido de razón H/V el arreglo L1 en Pisagua (PSGCX). La

línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida




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Ilustración 52. Resultado obtenido de razón H/V el arreglo T1 en Pisagua (PSGCX). La línea continua negra representa la curva resultante. En una barra vertical gris se

aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida

Frecuencia fundamental estimada (arreglo T1), en Hz Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4

2.00231 +/- 0.23 3.6209 +/- 0.68 3.28019 +/- 0.71 2.4531 +/- 0.57


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12.2.- Curva de dispersión. Solo fue posible obtener información del ensayo activo para frecuencias entre

los 15 y 30 Hz. Se observó similar comportamiento en el mismo rango de frecuencias de la curva de dispersión estadística obtenido por SPAC en el arreglo triangular.


activo (altas frecuencias).


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0.00 14.54 1294.37 14.54 48.95 1927.14 48.95 --- 3716.42

De lo que se obtiene en los primeros 30 metros;

푉 = 1558푚푠




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13.- Estación acelerográfica T09A - .

Se realizaron mediciones con Trominos en un arreglo lineal de 140 metros (L1) y una medición con un Tromino individual para el cálculo de la razón espectral H/V . Las ubicaciones se muestran a continuación


terreno.


Nombre estación Código estación T09A


L1


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13.1.- Frecuencia fundamental.

Frecuencia fundamental estimada, en Hz Medición 1 Medición 2

27.6752 +/- 0.61 27.4758 +/- 0.48

Ilustración 56. Resultado obtenido de razón H/V en mediciones individuales con geófonos triaxiales en estación T09A. La línea continua negra representa la curva

resultante. En una barra vertical gris se aprecia la frecuencia fundamental (f0) del suelo con una desviación incluida


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Referencias. Aki, K. (1957). “Space and time spectra of stationary stochastic waves, with special reference to microtremors”. Bull. Earthquake Res. Inst. Tokyo Univ.35, 415-456. Bettig B., P.-Y. Bard, F. Scherbaum, J. Riepl, F. Cotton, C. Cornou, D. Hatzfeld. (2001). “Analysis of dense array measurements using the modified spatial auto-correlation method (SPAC)”. Application to Grenoble area., Boletin de Geofisica Teoria e Applicata, 42, 3-4, 281-304. Chávez-García, F. J., Rodríguez, M., & Stephenson, W. R. (2005). “An Alternative Approach to the SPAC Analysis of Microtremors: Exploiting Stationarity of Noise”. Bulletin of the Seismological Society of America, 277-293. Köhler, A., M. Ohrnberger, F. Scherbaum, M. Wathelet and C. Cornou, (2007). “Assessing the reliability of the modified three-component spatial autocorrelation technique”. Geophysical Journal International, Volume 168, Issue 2: 779-796. doi: 10.1111/j.1365-246X.2006.03253.x. Kvaerna, T. and F. Ringdahl (1986). Stability of various fk-estimation techniques, in Semiannual Technical Summary, 1 October 1985 - 31 March 1986, In NORSAR Scienti_c Report, 1-86/87, Kjeller, Norway, 29-40. Lacoss, R. T., E. J. Kelly and M. N. Toksoz (1969). Estimation of seismic noise structure using arrays, Geophysics 34, 21-38. Sambridge, M. (1999). “Geophysical inversion with neighborhood algorithm - I. Searching the parameter space”. Geophysical Journal International, 138, 479-494. Wathelet, M. (2008). “An improved neighborhood algorithm: parameter conditions and dynamic scaling”. Geophysical Research Letters, 35, L09301, doi:10.1029/2008GL033256.


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Anexo A. Discusión curva de dispersión en estación GO01 – Chusmiza.

No fue posible obtener información a través de las mediciones de ruido ambiental (procesado por SPAC), y además no fue posible encontrar una curva clara de dispersión para el ensayo activo (resuelto por F-K activo), mostrada en la Ilustración 57.

Ilustración 57. Curva de dispersión pre-procesada para estación GO01 – Chusmiza.


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Anexo B. Cuadro de frecuencia fundamental y amplitudes para mediciones de estaciones del norte.

Lugar: Estación T05A - Municipalidad (Lat: 20°12'35.28"S, Long: 70° 9'0.72"O)

Latitud (°) Longitud (°) f0 (Hz) A0 ±sigma_f0 A0/sigma_A0 A0*sigma_A0 sigma_A0

Arreglo triangular enfasis frecuencia alta equipo 1 20°12.5518 S 070°09.0563 W 23.1646 4.2807 0.8408 3.69685 4.95678 1.158 equipo 2 20°12.5405 S 070°09.0591 W 27.18 4.51815 1.3678 3.71131 5.5005 1.217 equipo 3 20°12.5535 S 070°09.0428 W 24.3909 3.8029 2.8284 3.00338 4.8153 1.266 equipo 4 20°12.5611 S 070°09.0649 W 21.7907 3.55279 1.429 2.93412 4.30252 1.211

Arreglo triangular enfasis frecuencia baja equipo 1 20°12.5518 S 070°09.0563 W 2.14663 1.42089 0.37553 0.941943 2.1435 1.508 equipo 2 20°12.5405 S 070°09.0591 W 1.318 2.64092 0.17726 1.79856 3.87794 1.468 equipo 3 20°12.5535 S 070°09.0428 W 1.34902 2.59372 0.23017 1.87804 3.58312 1.381 equipo 4 20°12.5611 S 070°09.0649 W 1.32891 2.32736 0.20265 1.54746 3.50069 1.504

Lugar: Estación T06A - Hospital Regional Iquique (Lat: 20°12'52.56"S, Long: 70° 8'19.68"O)


Arreglo triangular equipo 1 20°12.9222 S 070°08.3362 W 23.1646 4.2807 0.8408 3.69685 4.95678 1.158 equipo 2 20°12.8917 S 070°08.3493 W 27.18 4.51815 1.3678 3.71131 5.5005 1.217 equipo 3 20°12.8689 S 070°08.3302 W 24.3909 3.8029 2.8284 3.00338 4.8153 1.266 equipo 4 20°12.8893 S 070°08.3801 W 21.7907 3.55279 1.429 2.93412 4.30252 1.211


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Lugar: Estación T03A - Militares (Lat: 20°13'49.08"S, Long: 70° 8'44.88"O)


Arreglo lineal equipo 1 20°13.7618 S 070°08.7276 W 10.7154 2.64909 1.7362 1.91688 3.661 1.382 equipo 2 20°13.7614 S 070°08.7492 W 9.84853 2.97825 1.01857 2.08608 4.25257 1.428 equipo 3 20°13.7620 S 070°08.7603 W 10.0928 2.85229 1.4407 2.21409 3.67464 1.288 equipo 4 20°13.7627 S 070°08.6815 W 11.6582 2.04081 1.726 1.18992 3.5003 1.715

Arreglo triangular frecuencia bajas equipo 1 20°13.7878 S 070°08.7617 W 2.80337 3.00176 0.4105 2.25276 4.00169 1.332 equipo 2 20°13.7376 S 070°08.7649 W 2.80807 2.50643 0.3369 1.55646 4.03736 1.610 equipo 3 20°13.7627 S 070°08.7163 W 3.15809 1.32698 0.35384 0.686526 2.48712 1.933 equipo 4 20°13.7610 S 070°08.7480 W 2.83963 2.15576 0.38051 1.14272 4.04126 1.887

Arreglo triangular frecuencia altas equipo 1 20°13.7878 S 070°08.7617 W 8.16697 3.53459 0.95598 2.98136 4.19047 1.186 equipo 2 20°13.7376 S 070°08.7649 W 11.7584 2.4877 1.6639 2.05889 3.00588 1.208 equipo 3 20°13.7627 S 070°08.7163 W 12.8736 3.10986 1.1885 2.19962 4.39678 1.414 equipo 4 20°13.7610 S 070°08.7480 W 9.58362 2.98691 1.10948 2.5058 3.5604 1.192

Arreglo tromino unico equipo 1 20°13.7638 S 070°08.7620 W 11.3549 2.21825 1.8823 1.56455 3.14507 1.418 equipo 2

equipo 3 equipo 4


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Lugar: Estación T02A - Alto hospicio cerro o Camino a Alto hospicio (Lat: 20°15'8.81"S, Long: 70° 7'4.65"O)


Arreglo lineal 1 equipo 1 20°15.1301 S 070°07.0512 W 2.38572 1.76466 0.24109 1.3856 2.24832 1.274 equipo 2 20°15.1386 S 070°07.0589 W 0.807854 5.23982 0.187709 3.21876 8.53004 1.628 equipo 3 20°15.1572 S 070°07.0707 W 2.30116 1.49734 0.39986 1.11619 2.00925 1.341 equipo 4 20°15.1963 S 070°07.0980 W 1.29578 7.37295 0.12647 4.51044 12.0528 1.635

Arreglo lineal 2 equipo 1 20°15.1761 S 070°07.0793 W 1.72696 3.02022 0.23496 2.12881 4.28529 1.419 equipo 2 20°15.1724 S 070°07.0800 W 1.3479 5.16017 0.19437 3.23635 8.22772 1.594 equipo 3 20°15.1657 S 070°07.0850 W 1.27869 6.0535 0.1879 3.68054 9.95844 1.645 equipo 4

Lugar: Estación T08A - Alto hospicio Ciudad (Lat: 20°16'12.00"S, Long: 70° 5'39.12"O)


Arreglo lineal equipo 1 20°16.1675 S 070°05.6751 W 12.6487 1.73862 0.9308 1.50165 2.01299 1.158 equipo 2 20°16.1576 S 070°05.6795 W 13.1084 2.1314 0.8062 1.8695 2.43007 1.140 equipo 3 20°16.1367 S 070°05.6887 W 20.2597 2.57469 0.6804 2.23138 2.97189 1.154 equipo 4 20°16.1056 S 070°05.7023 W 1.33395 2.05889 0.2134 1.37523 3.08249 1.497

Arreglo triangular equipo 1 20°16.1567 S 070°05.6954 W 1.77927 1.25284 0.24906 0.849404 1.84793 1.475 equipo 2 20°16.1568 S 070°05.6786 W 1.31372 1.34189 0.18658 0.877883 2.05114 1.529 equipo 3 20°16.1428 S 070°05.7015 W 1.33374 2.14535 0.1776 1.38805 3.31592 1.546 equipo 4 20°16.1694 S 070°05.7023 W 1.2942 1.61204 0.15768 1.12147 2.31719 1.437


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Lugar: Estación T07A - Pozo Almonte (Lat: 20°15'22.32"S, Long: 69°47'9.60"O)





equipo 3 equipo 4


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Lugar: Estación HMBCX - Humberstone (Lat: 20°16'41.52"S, Long: 69°53'16.44"O)





equipo 3 equipo 4


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Lugar: Estación T13A - Pica (Lat: 20° 29.802'S , Long: 69° 20.220'O )


Arreglo Lineal 1 equipo 1 20°29.6263 S 69°20.2217 W 2.16104 2.8354 0.266545 2.24077 3.58802 1.265 equipo 2 20°29.6182 S 69°20.2290 W 20.7634 2.72563 2.65435 2.29922 3.23115 1.185 equipo 3 20°29.5991 S 69°20.2423 W 19.0712 2.74405 3.27276 2.30849 3.26179 1.189 equipo 4 20°29.5697 S 69°20.2608 W 3.43774 2.88951 0.333081 2.31162 3.61317 1.250


Lugar: Estación T10A - Huara (Lat: 19° 59.724'S , Long: 69° 46.020'O )



Arreglo triangular 1 equipo 1 19°59.6771 S 69°45.9724 W 1.89214 5.7204 0.267659 3.07257 10.6538 1.862 equipo 2 19°59.6795 S 69°46.0069 W 0.842616 9.20082 0.136149 5.74074 14.7504 1.603 equipo 3 19°59.6504 S 69°45.9921 W 0.635883 9.79256 0.0795925 4.86341 19.7225 2.014 equipo 4 19°59.6690 S 69°45.9908 W 0.940398 12.2371 0.152529 10.59 14.1411 1.156


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Lugar: Estación GO01 - Huara interior (Lat: 19° 40.116'S , Long: 69° 11.652'O )




Lugar: Estación PB11 - Nororiente Huara (Lat: 19° 45.660'S , Long: 69° 39.348'O )





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Lugar: Estación PSGCX - Pisagua 1 (Lat: 19° 35.832'S , Long: 70° 7.380'O )




Lugar: Estación T09A (Lat: 19° 35.742'S , Long: 70° 12.684'O )


Medicion de ruido ambiental una estación equipo 1 19°35.7487 S 70°12.6512 W 27.6752 7.29636 0.613097 6.29694 8.45503 1.159 equipo 2 19°35.7460 S 70°12.6515 W 27.4758 6.54417 0.479724 5.87698 7.28724 1.114

mediciones geofisicas: estaciones ...±a_norte...arreglo triangular (énfasis en frecuencias altas)....

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