Chile es un país largo y angosto, cuya costa continental se extiende por más de 6.400 km, donde se encuentran ecosistemas diversos y estructuras geológicas fascinantes. Su territorio se ubica en el Cinturón de Fuego del Pacífico, una región de intensa actividad sísmica y volcánica producto del movimiento constante de fragmentos de la Tierra (placas tectónicas), convirtiéndolo en uno de los países más sísmicamente activos del mundo.
Un misterio bajo el océano frente a nuestras costas
Bajo el océano Pacífico frente a la costa chilena, se esconde una estructura tan imponente como poco conocida: el Ridge de Juan Fernández. Esta cadena montañosa submarina de aproximadamente 800 km de largo, se eleva miles de metros desde el fondo oceánico, dando lugar en sus puntos más altos al archipiélago Juan Fernández. Hoy, este ridge se introduce bajo el continente Sudamericano por efecto de la subducción, justo frente a la Región de Valparaíso, donde también se registra una notable actividad sísmica de distintas magnitudes.
Ridge de Juan Fernández.
Fuente: Lara et. al (2018), 40Ar/39Ar geochronological constraints on the age progression along the Juan Fernández Ridge, SE Pacific. Frontiers in Earth Science, 6, 194. Licencia CC BY 4.0.
Existe la hipótesis de que el ridge podría influir en cómo se propagan y hasta donde llegan las rupturas de los grandes terremotos frente a la quinta región, actuando incluso como una barrera natural frente a terremotos. Para evaluar planteamientos como este, es necesario estudiar en detalle lo que ocurre en su entorno.
En este contexto, el análisis de la microsismicidad, que corresponde a eventos sísmicos (terremotos) de baja magnitud (< 3), que no son detectables por las redes sísmicas convencionales, es clave para analizar los procesos geodinámicos activos en la zona. Estos pequeños sismos permiten analizar cómo se modifica la corteza terrestre a lo largo del tiempo, cómo se acumula la energía y cómo podría liberarse en terremotos mayores. Escuchar a la Tierra en este rango de pequeñas magnitudes es crucial para identificar zonas activas y cambios en los patrones sísmicos, información que puede orientar el desarrollo de sistemas de monitoreo más precisos y estrategias de mitigación de riesgos.
Un prototipo que reconoce la microsismicidad
Con ese propósito nació un proyecto de investigación de Pregrado (IPre) en la Escuela de Ingeniería UC, desarrollado por Valentina Pailamilla, estudiante de Ingeniería Eléctrica, bajo la dirección de los profesores Leoncio Cabrera y Marcos Moreno, del Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica. La IPre consistió en diseñar, desarrollar e instalar un sistema de monitoreo sísmico local, autónomo y sostenible, destinado a detectar la microsismicidad en la costa de la Región de Valparaíso, específicamente en la Estación Costera de Investigaciones Marinas (ECIM).
Este trabajo se enmarca dentro de un proyecto SeedFund financiado por la Escuela de Ingeniería, llevado a cabo por los profesores Leoncio y Marcos junto con los profesores colaboradores Gloria Arancibia y Jorge Crempien, del mismo departamento, cuyo objetivo es implementar un prototipo de antena sísmica en ECIM.
También participaron estudiantes de distintas unidades académicas: Camila Ferrus y Constanza Parra de College UC y Beatriz Bucchi junto con Micaela Molina de Agronomía y Sistemas Naturales, quienes contribuyeron al trabajo de instalación y puesta en marcha del sistema de monitoreo.
ECIM: epicentro de investigación marina y geológica en La Punta del Lacho, Región de Valparaíso.
La ECIM es un laboratorio costero perteneciente a la Red de Centros y Estaciones Regionales (RCER) de la Pontificia Universidad Católica de Chile que combina investigación, docencia y divulgación de ciencias del mar. Por otro lado, también cuenta con un Área Marina Costera Protegida. Desde Las Cruces, la estación impulsa estudios interdisciplinarios sobre el ecosistema marino y costero, y ahora también sobre la dinámica sísmica en la Región de Valparaíso.
De la idea al terreno: construir, probar e instalar
La IPre se llevó a cabo en tres grandes etapas. En la primera fase, Valentina se encargó de adquirir y ensamblar los materiales necesarios para el funcionamiento del sistema de monitoreo en terreno: baterías recargables, conectores, cables y un sistema de gestión energética. Para asegurar un funcionamiento continuo en ambiente costero, se integró además un panel solar con su controlador de carga, evitando la descarga de las baterías y garantizando una alimentación estable para los sismómetros.
Durante la segunda fase, el equipo de investigación realizó pruebas en el laboratorio para verificar la comunicación entre los sismómetros y digitalizadores, la sincronización GPS, y la calidad de las señales registradas.
Finalmente, en la tercera y última fase, ya en la ECIM, se seleccionó un sitio idóneo, plano, despejado y alejado del tránsito de personas, donde se instaló un primer sismómetro de prueba que registró datos durante toda una noche. Al día siguiente, tras confirmar la calidad de los registros y validar la prueba de concepto, se incorporaron cinco instrumentos adicionales dispuestos en forma rectangular y separados por un metro entre sí, para conformar un arreglo sísmico experimental. Esta configuración permitió verificar que todos los equipos funcionaran correctamente y detectar cualquier posible problema en el registro de señales, además de facilitar el procesamiento posterior de los datos.
Trabajo de instalación de la red de sismómetros en terreno
Una caminata entre rocas y mareas
Además del trabajo de instalación y registro sísmico, el equipo de investigación aprovechó para explorar el entorno costero desde una perspectiva geológica. En el recorrido, identificaron distintos rasgos del paisaje, como la disposición de las capas rocosas y los afloramientos (estructuras rocosas que emergen a la superficie por la acción de la erosión o del movimiento tectónico), junto con posibles indicios de actividad sísmica antigua. Estos elementos complementan los registros instrumentales al aportar una visión más integral de la geodinámica de la zona, y reflejan en el paisaje una Tierra en constante transformación.
Explorando los alrededores de ECIM en La Punta del Lacho, el equipo observó el paisaje costero y se encontró, inesperadamente, con un grupo de delfines nadando (registro por Micaela Molina).
Estudiante de Ingeniería Eléctrica
Estudiante de College UC - Ciencias Naturales
Estudiante de College UC - Ciencias Naturales
Estudiante de Ingeniería en Recursos Naturales
Estudiante de Ingeniería en Recursos Naturales
Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica
Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica
Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica
Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica
Nota: Instalación de sismómetros en ECIM
Video de la Red de Centros y Estaciones Regionales UC
Lo que se vivió en la salida a terreno de la IPre en ECIM.
Se espera que los resultados de monitoreo permitan validar que una red de detección local, más cercana al área de interés, puede identificar una mayor cantidad de eventos sísmicos de menor magnitud (que suelen ser desapercibidos por las redes nacionales convencionales), además del correcto funcionamiento de los sismómetros que se probaron.
Este proyecto demuestra cómo la ingeniería y geociencias (el estudio de las ciencias de la Tierra), pueden combinarse para generar experiencias de aprendizaje prácticas y abrir nuevas formas de estudiar la microsismicidad. La instalación del prototipo de monitoreo en la costa de Las Cruces, con sismómetros operando con energía solar, permitió trabajar en condiciones reales y sentó las bases para futuras investigaciones que podrían mejorar la detección de sismos pequeños y profundizar nuestra comprensión de la dinámica sísmica de la región.
Pequeños movimientos, grandes revelaciones
Estudiante de Ingeniería Eléctrica
Profesor del Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica
