Mapa de respuesta sísmica en el área de Iquique y

MAPA 4: RESPUESTA SÍSMICA
SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA
ESCALA 1:20.000
380
382 Km
70°8'
384
388
386
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L E Y E N D A
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Autódromo
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Estanques
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Descripción
Unidad Geológica
Vs30 (Empírica)
A
Roca dura
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Aeródromo Los Cóndores
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B
Roca
Rocas volcánicas del
cretácico (Kiv), Depósitos
litorales (PlHl), Gravas de
Alto Hospicio (OPah),
Depósitos aluviales (PlHa)
686 - 1185
C
Suelo muy
denso o Roca
blanda
Depósitos eólicos (PlHe),
Depósitos coluviales (PlHc),
357 - 471
D
Suelo rígido
-
-
E
Suelo blando
-
-
F
Suelo requiere
evaluación
específica
Depósitos antrópicos (Han)
-
Referencia bibliográfica
SERNAGEOMIN,. 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.
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Quebrada principal y esteros
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Estanque
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GEOLOGÍA
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Km
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384
Camino pavimentado
Paola Ramírez C.
Camino sin pavimento
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Curva de nivel
SONDAJES (Prof.)
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RE S P UE STA S ÍS M ICA
IQUIQUE
Paleocanales
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Quebrada seca o curso intermitente
REGISTROS Hz
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Río y arroyos
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FISIOGRAFÍA
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Tel.
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69º30’
S I M B O L O G Í A
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Cerro Mollecito
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Punta Redonda
G E O L O G Í A PA R A E L O R D E N A M I E N T O
TERRITORIAL Y LA GESTÍON
A M B I E N TA L E N E L
ÁREA DE IQUIQUE
VELOCIDAD DE ONDAS DE CORTE (Vs30)
(
(
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 Antisísmica. IX Jornadas. Universidad de Concepción. Noviembre 2005. Concepción, Chile.Tema A04-09
Estanque
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Planta Ballenera Molle
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456
S ERV I C I O N A C I O N AL D E G E O L O G ÍA Y M I N E R ÍA
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]
Estanque
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Arco
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Punta Larga
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 principalmente 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 escarpe
costero. Presentan velocidades de onda de corte (Vs30) entre 357 - 471m/s. Por extrapolación se incluyeron en esta zona aquellos suelos pobremente compactados correspondientes a depósitos aluviales (PlHa).
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 Internacional de Peligrosidad, Riesgo Geológico e Ingeniería Sísmica y de Desastres. Santiago de Cuba, Mayo 2012. 9 p.
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443
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"Autorizada su circulación, en cuanto a los mapas y citas que contiene esta obra, referentes o relacionadas con
los límites internacionales y fronteras del territorio nacional, por Resolución No. 270 del 06.10.05 de la Dirección
Nacional de Fronteras y Límites del Estado.
La edición y circulación de mapas, cartas geográficas u otros impresos y documentos que se refieran o relacionen
con los límites y fronteras de Chile, no comprometen, en modo alguno, al Estado de Chile de acuerdo con el
Art. No. 2, letra g) del DFL No. 83 de 1979 del Ministerio de Relaciones Exteriores".
(
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(
0,1
Las Pampas
Apoyo financiero
Fondos Sectoriales del Servicio Nacional de Geología y Minería.
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.
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500
250
#
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0,3
Apoyo científico y técnico
Producción digital: Hugo Neira S., del Servicio Nacional de Geología y Minería.
Building Seismic Safety Council, 2004. NEHRP recommended provisions for seismic regulations for new buildings and other structures. Building Seismic Safety Council National Institute of Building Science. Washington, D.C. http://www.nibs.org/client/assets/files/bssc/nehrp2003_FrontMaterial.pdf
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235
Referencia geodésica
Proyección Universal Transversal de Mercator (UTM), Zona 19S, SIRGAS.
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780
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517
0,1
0,3 0,3
Plan Regulador de la comuna de Iquique, escala 1:10.000, modificado año 2007.
REFERENCIAS
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Pot
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Cartas Iquique y Punta Gruesa escala 1:50.000, Iquique del Instituto Geográfico Militar (Chile), modificados.
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 principalmente al subsuelo del área ubicada sobre afloramientos de rocas volcánicas del cretácico (Kiv), y depósitos litorales (PlHl) con potencia inferior a 4 m, donde se
emplaza 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 una
señal 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 rocas
graníticas intrusivas e hipabisales expuestas en el área de estudio, debido a que en general presentan una competencia mayor, por menor índice de fracturamiento y
mayor densidad relativa. Un comportamiento anómalo se observa en algunos puntos registrados en rocas volcánicas del cretácico (Kiv), al sur de la falla Zofri, donde
se tienen valores de período predominante mayor a 0,5 Hz, con frecuencias fundamentales entre 1 y 2 Hz.
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Quebrada Santa Rosa
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Plan Maestro de evacuación y drenaje de aguas lluvias Iquique, año 2003.
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Base topográfica
Ministerio de Obras Públicas (MOP) y Arcadis Chile, 2012. Estudio de Factibilidad “Construcción Obras Aluvionales en Quebradas de Iquique yAlto Hospicio. Informe Final, proyecto Nº 3868, p 133.
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/ 417
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Normas utilizadas
Escala Geológica del Tiempo: Gradstein, F.M.; Ogg, J.G.; Schmitz, M.D.; Ogg, G.M. (editores) 2012.The
geologic time scale 2012. Elsevier:1176 p. Boston, EEUU.
Zona III: Corresponde a los sitios ocupados por depósitos de origen antrópico, ya que por la heterogeneidad de los mismos requiere de estudios especiales.
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Edición
Este informe no ha sido editado en conformidad con estándares y/o nomenclaturas de la Subdirección de
Geología de SERNAGEOMIN
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 ubicados
hacia el sur, estas mismas rocas, en parte cubiertas por depósitos litorales (PlHl)- con una potencia inferior a 4 m- muestran Vs30 mas altos, entre 799 y 1124 (m/s). Los resultados obtenidos 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 resultados 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 sísmicas superficiales.
El Mapa de Respuesta Sísmica muestra las distintas zonas identificadas como unidades con respuestasde sitio homogéneas,identificadas de acuerdo las frecuenciasfundamentales
obtenidas 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 microtemblores, con sus respectivos períodos predominantes (T0), los que permiten reconocer claramente tres zonas, una con valores de T0 mayores y otra con valores menores
a 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 0,5
s) 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 sales
por 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 geológica
y 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 tercera
zona 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 y
la 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 y
Ramírez, 2012).
Las zonas mencionadas anteriormente se describen a continuación:
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7 760
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Iquique
1 km
Derechos reservados, prohibida su reproducción.
Estación Alto Hospicio
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Equidistancia curvas de nivel: 10 m
631
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Blanco et al., 2012 (1:100.000)
DECLINACIÓN MAGNÉTICA
OCTUBRE-2013
0,2
7 760
Marquardt et al., 2008 (1:25.000)
Cartas Catálogo IGM, escala 1:50.000
Tabla 1: Clasificación según NEHRP de las distintas unidades geológicas, de acuerdo a los valores de Vs30 obtenidos en el área de estudio.
Morrillada
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CHACARILL A
Vel. media onda de corte 30 m (m/s)
Clase Suelo
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ÁREA DEL IQUIQUE, escala 1:20.000
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La
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MAMIÑA
CAMPAMENTO
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ALIANZA
CHALLACOLLO
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 geofísicos utilizados corresponden a 69 mediciones de Vs30 y 92 registros de microtemblores, usando el método de Nakamura, aportados por investigadores externos en el marco del
proyecto 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 como
efecto de una roca basal ubicada a mayor profundidad,con la presencia de unidades sedimentariasde potencias mayores a 50 m; que correspondena depósitos eólicos en manto y lineales, 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) en
base 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 mejor
a 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.
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Complejo
QUIPISCA
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69º00'
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Villa Magisterio
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Estadio
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MICROZONIFICACIÓN SISMICA DE LAS CIUDADES DE IQUIQUE Y ALTO
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11 de Septiembre
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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 en
mediciones de microtemblores. Se aplicó el método propuesto por Nogoshi e Igarachi (1970; 1971) y popularizado por Nakamura (1989) para determinar la frecuencia fundamental de oscilación del suelo (inverso del periodo fundamental). Este método se basa en la relación de los espectros de Fourier entre la componente horizontal y vertical de los registros de microtemblores. 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 microtemblores 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 impedancia 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 correlación
entre 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 centro
sur 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 la
información aportada por 61 sondajes que permitieron estimar la extensión y caracterizar las distintas unidades de depósitos sedimentarios hasta una profundidad media de 10 m
bajo el nivel de superficie. Lo cual fue complementado con la geomorfología del área, y las descripciones estratigráficas y propiedades geotécnicas, recogida de los sondajes
disponibles.
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 la
ciudad de Iquique (Roldán et al., 2005). Para esto se siguieron las disposiciones propuestas por la National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP), para determinar
la amplificación del movimiento en las distintas unidades geológicas reconocidas en las ciudades de Iquique y Alto Hospicio según el mapa de geología simplificada. La NEHRP
define 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).
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Cerro Aldea
TRAB A JO S A NTERI O RE S
CUADRO DE SITUACIÓN
EN HOJA IQUIQUE
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Cavancha
7 762
Geología para el ordenamiento territorial: área de
Iquique, Región de Tarapa, escala 1:20.000
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Caleta Cavancha
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SUR
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Punta Cavancha
Hoja Iquique, escala 1:100.000
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0,1
80 km
NORTE ASTRONÓMICO
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Carreño
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Descubridora
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El
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856
7 764
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Nueva Victoria
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Región de Antofagasta
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30'
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Cementerio
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100
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856
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1037
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56º
METODOLOGÍA
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Iquique
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V
Salar de Pintados
T ERRITOR IO
CHILENO ANTÁR T ICO
53º
90º
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722
875
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V
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/
7 764
600 km
21°00'
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 de
contar 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 microzonificación sísmica escala 1:25.000, basado en la integración de estudios de geología y geomorfología, información
de 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 frente
a 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 más
de 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 la
potencia 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 no
existen 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 zona
urbana. 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 cementados 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 deformación
causada 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 y
alcantarillado.
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 ciudad
de 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 poblados
más 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 interconectadas
a 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 desarrolla
en 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 costa
con la ciudad de Tocopilla.
Las ciudades de Iquique y Alto 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 térmica diaria y, apenas unos 6º a 7º de diferencia entre los meses cálidos y fríos; junto con la casi inexistencia de precipitaciones.
(
0,1
0,1
/ 0,1
0
Ubicación de la zona de estudio
(
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(
0,6
Alto
Hospicio
(
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(
Punta El Morro
I
A
(
Quebrada Zofri
0,1
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(
IQUIQUE
43º
(
Estanque
0,7
L
I
(
905
1073
(
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(
Cerro Esmeralda
/
7 766
Km
(
812
0,3
0,8
0,1
( (
/
20°12'
(
(
Co. Esmeralda
0,5
Caleta Morro
IV
(
E
E
E
/
573
20°00'
5
E
(
0
25
Quebrada Esmeralda
0,7
/
#
V
REGIÓN
DE
TARAPACÁ
E
E
0
50
Estanques
35
Pisagua
32º
* "ACUERDO DE 1998"
Industrial
Riquelme
19°00'
Santiago
Propósitos y alcance del estudio
(
/
Caleta
L
(
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(
E
(
10
00
0,4
Faro Extremo Molo de Abrigo
O
O
((
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 de
1868 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 autores
han 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 respuesta 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 los
sectores de la ciudad con afloramiento de roca basal, lo cual supone una buena respuesta de sitio.
Actualmente existen una serie de métodos geofísicos y geotécnicos que permiten determinar las característicasdinámicas de los suelos y la consiguiente variabilidad de su respuesta
sísmica. 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 proyecto
Fondef 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 metros
superficiales del terreno (Vs30).
1028
Barrio
7 766
Km
20°12'
Región de Arica y Parinacota
19º
N
(
/
/
CHILE
ANTECEDENTES GENERALES
(
763
0,2
69°00'
70°00'
PERÚ
750
0,3
68º
B
72º
B
(
784
Bahía de Iquique
M A PA D E U B I C A C I Ó N
RESPUESTA SÍSMICA
(
(
(
(
(
(
1127
ÉTICO
NORTE MAGN
378
Km 70°10'
70°12'
7 754
Km
Falla observada
Calle
Huella o sendero
Escala 1:20.000
Falla inferida / cubierta
Falla normal
Falla normal inferida / cubierta
Falla inversa
Falla inversa inferida / cubierta
Falla normal e invertida
Falla normal, invertida e inferida
INFORME REGISTRADO IR-13-53
Fotolineamiento
5 MAPAS
Escarpe
SUBDIRECCIÓN NACIONAL DE GEOLOGÍA
2013