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MASW / VS30 en Arica: velocidad de ondas de corte para clasificación sísmica de sitio

Recuerdo una excavación en el sector de Chinchorro donde el perfil mostraba una alternancia de arenas limosas y costras salinas que ningún SPT podía interpretar bien desde superficie. El mandante necesitaba la clasificación sísmica del terreno para una ampliación de tres niveles y los plazos apretaban. Ahí desplegamos el tendido del MASW con geófonos de 4.5 Hz a lo largo de 46 metros sobre la rasante, porque en Arica la combinación de suelos salinos con napa freática somera cambia la rigidez de manera no lineal y solo un perfil continuo de ondas de corte da certeza. El arreglo multicanal nos entregó la curva de dispersión en campo y a los dos días teníamos el Vs30 modelado, justo a tiempo para que el calculista ajustara el factor de modificación de respuesta. En esta ciudad, donde la amenaza sísmica es alta y el subsuelo varía entre depósitos aluviales del río San José y rellenos antrópicos en el borde costero, el ensayo de refracción sísmica complementa al MASW cuando necesitamos mapear el contraste con el basamento rocoso, sobre todo hacia el morro.

Un perfil VS30 bien resuelto en Arica evita que el factor de sitio del decreto 61 subestime la demanda sísmica sobre las fundaciones.

Descripción del proceso

La aridez del desierto costero de Arica, con menos de 1 mm de precipitación anual, genera condiciones de succión que endurecen la matriz fina en superficie pero esconden lentes sueltos en profundidad que solo se revelan con un perfil de rigidez continua. Por eso el método MASW resulta tan valioso aquí: la dispersión de ondas Rayleigh nos permite identificar inversiones de velocidad que un ensayo puntual pasaría por alto, algo frecuente en los depósitos eólicos que cubren sectores como el valle de Azapa. Trabajamos con arreglos lineales de 24 a 48 canales y golpe con martillo de 8 kg o caída de peso, procesando los registros con transformada de f-k para extraer el modo fundamental. La clasificación de sitio según NCh433.Of1996 Mod.2009 exige el Vs30 como parámetro de entrada, y en los bordes de terraza costera donde el suelo pasa de tipo D a tipo C en menos de 50 metros, la resolución lateral del tendido marca la diferencia. Para obra gruesa sobre rellenos controlados conviene cruzar estos resultados con ensayos de densidad por cono de arena y verificar la compactación real alcanzada en las primeras capas.
MASW / VS30 en Arica: velocidad de ondas de corte para clasificación sísmica de sitio

Aspectos locales

El equipo que desplazamos en Arica incluye un sismógrafo multicanal de 24 bits con conversión A/D de alta resolución, geófonos verticales acoplados con puntas de penetración para suelos sueltos y un sistema de disparo con switch de trigger que asegura sincronía en la traza. El riesgo más común que vemos en la zona no es instrumental sino geotécnico: las costras salinas superficiales, típicas de la Pampa del Tamarugal y extendidas hacia los bordes de Arica, pueden generar una capa rígida delgada que falsee la curva de dispersión si no se filtra adecuadamente el modo fundamental. Nuestro protocolo incluye un análisis de coherencia espectral y modelado multimodal cuando el terreno presenta gradientes de rigidez invertidos, además de un shot gather de control cada cinco disparos para descartar ruido cultural. En zonas urbanas de Arica donde el tránsito vehicular es intenso, programamos las mediciones en ventanas de baja interferencia y aplicamos stacking vertical para mejorar la relación señal-ruido.

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Normas de referencia

NCh 3328 (reapproved 2014): Crosshole Seismic Testing, ASTM D7400-19: MASW para perfilaje de onda de corte, NCh433.Of1996 Mod.2009: Diseño sísmico de edificios — clasificación de suelo por VS30, NCh1508:2014: Geotecnia — Ensayos geofísicos de superficie, ASCE 7-22: Minimum Design Loads — site classification by Vs30, NEHRP 2020: Site classification and seismic hazard parameters

Servicios adicionales


01

Perfilaje MASW para clasificación sísmica de sitio

Medición en terreno con tendido lineal de 46 a 69 metros, procesamiento espectral completo y entrega de perfil unidimensional de Vs hasta 30 metros de profundidad. Incluye curva de dispersión, archivos SEG-2, espectro de velocidad y clasificación de sitio según tabla 6.3 de NCh433.

02

Microzonificación sísmica por VS30 en áreas de expansión urbana

Campañas MASW con grilla de puntos para sectores como el valle de Azapa o las terrazas altas, generando mapas de isovelocidad a 30 metros y periodos fundamentales del suelo. Aplicable a planes reguladores, conjuntos habitacionales y estudios de riesgo sísmico.

Parámetros típicos

ParámetroValor típico
Norma técnica de ensayoNCh 3328 / D7400 (MASW)
Rango de frecuencias explorado5 Hz a 80 Hz típico en suelos blandos a medios
Profundidad de investigaciónHasta 30 m para VS30; hasta 60 m con tendido extendido
Arreglo típico en la región24 a 48 geófonos de 4.5 Hz, espaciamiento 1.5 a 3 m
Parámetro de clasificación sísmicaVS30 (m/s) y periodo fundamental del sitio T0
Categorías NCh433 obteniblesSuelos tipo B, C, D, E y F según velocidad de corte
Tiempo de entrega del informe5 a 7 días hábiles incluyendo procesamiento e inversión

Dudas habituales


¿Qué norma chilena exige la medición de VS30 para clasificar el suelo?

La NCh433.Of1996 Mod.2009 establece la clasificación sísmica del terreno de fundación a partir de la velocidad de onda de corte promedio en los primeros 30 metros (VS30). Complementariamente, la NCh1508:2014 entrega directrices para la ejecución de ensayos geofísicos de superficie como el MASW.

¿En qué tipo de proyectos se requiere un estudio MASW en Arica?

Todo proyecto que clasifique como categoría B, C o D según NCh433 y que requiera determinar el factor de amplificación sísmica del suelo debe contar con un VS30 medido. Esto incluye edificios de más de 5 pisos, hospitales, colegios, centros comerciales y obras de infraestructura mayor. En Arica, la alta sismicidad y la presencia de suelos salinos hacen recomendable el estudio incluso para estructuras de mediana altura.

¿Cuánto cuesta un ensayo MASW con VS30 en Arica?

El costo de un perfilaje MASW completo en Arica con entrega de VS30 y clasificación sísmica de sitio varía entre $730.000 y $1.713.000, dependiendo de la longitud del tendido, la cantidad de puntos de medición y la complejidad del procesamiento multimodal que requiera el perfil del suelo.

¿Qué diferencia hay entre el MASW y la refracción sísmica?

El MASW utiliza ondas superficiales Rayleigh para obtener un perfil continuo de velocidad de corte (Vs) en función de la profundidad, mientras que la refracción sísmica trabaja con ondas de cuerpo P y detecta contrastes de impedancia entre capas. En Arica solemos combinarlos: el MASW entrega el VS30 para la clasificación NCh433 y la refracción mapea la profundidad del basamento rocoso o del estrato competente.

¿Se puede hacer MASW en terrenos con pendiente como los del morro de Arica?

Sí, pero requiere corrección topográfica en el procesamiento. El tendido se nivela tramo a tramo y se registra la cota de cada geófono con estación total o GPS diferencial. Luego el software de inversión incorpora la topografía real para no distorsionar la curva de dispersión. En pendientes superiores al 15% se recomienda acortar el espaciamiento entre geófonos para mantener la coherencia lateral.

Ubicación y área de servicio

Atendemos proyectos en Arica y su zona metropolitana.

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