Browsing by Author "Estrada Carrasco, María Fernanda"

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    Estimación del área de inundación por tsunamis a partir del principio de conservación de energía
    (2024) Estrada Carrasco, María Fernanda; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El análisis de la amenaza de tsunamis mediante enfoques probabilísticos es de vital importancia para la planificación urbana y planes de evacuación en zonas costeras. Sin embargo, el uso de modelos computacionales precisos implica costos prohibitivamente altos. En este contexto, este estudio se propone implementar y evaluar un modelo simplificado que se basa en el uso de perfiles topobatimétricos (multi-1D) para la generación de mapas de inundación por tsunami. El enfoque se construye a partir de la metodología de la ASCE (2022), que estima las profundidades de inundación a lo largo de perfiles topobatimétricos a partir de la cota máxima de inundación. Se propone modificar la metodología invirtiendo el proceso, calculando las distancias de inundación máxima a partir de las profundidades de inundación en la línea de costa con el objetivo de estimar mapas de inundación con un muy bajo costo computacional. La metodología modificada se implementó en tres ciudades de la Reión de Valparaíso y se comparó con simulaciones de tsunami completas, que abordan la inundación desde la zona de ruptura hasta el punto de runup, integrando las ecuaciones no lineales de aguas someras. Durante esta evaluación, se identificaron limitaciones relacionadas con las pendientes del perfil topográfico cercanas a la línea de costa, las cuales contribuyen a la sobrestimación de las inundaciones. En respuesta, se proponen ajustes a la metodología para abordar estas limitaciones y mejorar la precisión. Además, la metodología modificada se calibra usando los resultados de las simulaciones completas de tsunami, lo que permitió reducir los errores en el cálculo de área de inundación en las ciudades de estudio a menos del 10%. En conclusión, la metodología propuesta es aplicable y ofrece errores acotados, lo que la hace adecuada para la construcción de mapas de inundación. Su capacidad para reducir el tiempo computacional de simulaciones de meses a horas la posiciona como una opción viable para un enfoque probabilístico. Además, ofrece una alternativa eficiente para explorar escenarios relacionados con cambios en el nivel del mar.
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    Forward energy grade line analysis for tsunami inundation mapping
    (2025) Estrada Carrasco, María Fernanda; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Urrutia, Alejandro; Catalán, Patricio A.; Winckler, Patricio
    A simplified model using 1D topobathymetric profiles for generating tsunami inundation maps is implemented and evaluated. The approach is a modification of the ASCE Energy Grade Line Analysis, that allows estimation of the maximum inundation distances using an iterative method. The modified methodology is implemented in three coastal cities in central Chile and compared with a database of 5400 full tsunami simulations obtained from a Nonlinear Shallow Water Equations solver. The key parameter of the model is based on the Froude number, for which three parameterizations and a range of values are tested. Results show that errors in the estimation of the areal extent of the inundation can be as low as 4%, after calibration. However, calibration is site specific and the optimal solution depends on the geographical characteristics of the area of interest. A sensitivity analysis based on the aleatoric sampling of the full tsunami simulation database show that as little as 100 inundation maps are required to perform the calibration of the model. This is a manageable number that offers reduced computational costs when compared with full tsunami simulations, and even those required to train other surrogate models using machine learning.