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A hybrid deterministic and stochastic approach for tsunami hazard assessment in Iquique, Chile
(2020) González, J; González, G; Aránguiz, R; Melgar, D; Zamora, N; Shrivastava, MN; Das, R; Catalán, PA; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto
A new remote predictor of wave reflection based on runup asymmetry
(2019) Almar, Rafael; Blenkinsopp, Chris; Almeida, Luis Pedro; Catalán, Patricio A.; Bergsma, Erwin; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; TrungViet, Nguyen
A new remote sensing method for high-resolution quantification of submersion regimes in wave exposed shores
(2016) Flores, G.; Aguilera, José Miguel; Almar, R.; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Navarrete C., Sergio
A schwarz-based domain decomposition method for the dispersion equation
(2018) Caldas Steinstraesser, Joao Guilherme; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Galaz Mora, Jose Daniel; Rousseau, Antoine
An integrated analysis of the March 2015 Atacama floods
(2016) Otárola, S.; Castro L.; Gironás León, Jorge Alfredo; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Mao, Luca; Wilcox A.; Escauriaza Mesa, Cristián Rodrigo; Agredano, Roberto; Mignot E.; Zuazo V.; CEDEUS (Chile)
Analysis of spectral wave energy transfer methodologies from deep to shallow water.
(2011) Domínguez, Juan C.; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Antes de diseñar cualquier obra marítima es necesario conocer primero las condiciones de oleaje reinante a la cual estará sometida a fin de lograr un diseño adecuado. Como las boyas de medición son escasas considerando el tamaño del océano, los ingenieros generalmente recurren a modelos numéricos de generación de oleaje para determinar estas condiciones. El problema: el número de simulaciones que se requiere hacer en el modelo para generar una estadística completa es elevado, y el tiempo computacional que requiere cada simulación también lo es. En este trabajo se aborda el problema de la propagación espectral de oleaje desde aguas profundas a aguas someras, formalizando un método robusto de transferencia de climas de oleaje que permite ahorrar tiempos significativos de cálculo. Otros métodos de propagación son también descritos y comparados. El método propuesto consiste en propagar un número limitado de espectros sintéticos en el modelo y con esa información transformar un número cualquiera de espectros reales, mediante superposición lineal. El resultando de esa transformación es equivalente a haber propagado todos los espectros reales en el modelo numérico. El método logra reducir significativamente el número de simulaciones requeridas y al mismo tiempo representar adecuadamente la forma y los parámetros resumen del espectro de salida, con diferencias en estos menores al 1% en comparación con la propagación espectral completa. La desventaja del método es que sólo es válido en casos donde los efectos no-lineales son poco importantes. La información espectral de un estado de mar además presenta varias ventajas contra la información resumida en parámetros estadísticos de resumen. Entre ellas: (1) entrega mejores resultados al propagar estados de mar en un modelo numérico y (2) entrega una mejor estimación de la potencia media de oleaje. Los parámetros de resumen tienden a sobreestimar esta última; y la forma en que estos se extraen del espectro puede tener un gran impacto en los resultados.
Assessing the Performance of a Low-Cost Method for Video-Monitoring the Water Surface and Bed Level in the Swash Zone of Natural Beaches
(2018) Ibaceta, Raimundo; Almar, Rafael; Catalan, Patricio A.; Blenkinsopp, Chris E.; Almeida, Luis P.; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto
Assessment of the power potential extraction in the Chilean Chacao channel
(2019) Villalón, V.; Watts Casimis, David; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto
Barred-beach morphological control on infragravity motion
(2012) Almar, R.; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Gonzalez, Eduardo; Catalán, P.; Michallet, H.; Bonneton, P.; Castelle, B.; Suarez, L.
A conceptual analysis of the coupling between bars and infragravity waves is performed combining laboratory experiments and numerical modeling. Experiments are carried out in a wave flume with a barred profile. The Boussinesq fully-nonlinear model SERR1D is validated with the laboratory data and a sensitivity analysis is performed next to study the influence on the infragravity wave dynamics of bar amplitude and location, and swash zone slope. A novel technique of incident and reflected motions separation that conserves temporal characteristics is applied. We observe that changing bar characteristics induces substantial variations in trapped energy. Interestingly, a modification of swash zone slope has a large influence on the reflected component, controlling amplitude and phase time-lag, and consequently on the resonant pattern. Variations of trapped infragravity energy induced by changes of swash zone slope reach 25 %. These changes in infragravity pattern consequently affect short-wave dynamics by modifying the breakpoint location and the breaking intensity. Our conceptual investigation suggests the existence of a morphological feedback through the action of evolving morphology on infragravity structures which modulates the action of short-waves on the morphology itself.
Closure to "Energy Dissipation and Turbulent Production in Weak Hydraulic Jumps" by E. Mignot and R. Cienfuegos
(2011) Mignot, Emmanuel; Peltier, Yann; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto
Data collection after the 2010 Maule earthquake in Chile.
(2017) Llera Martin, Juan Carlos de la; Santa María Oyanedel, Hernán; Rivera, Felipe; Mitrani-Reiser, Judith; Jünemann Ureta, Rosita; Fortuno, Catalina; Ríos, Miguel; Hube Ginestar, Matías Andrés; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto
This article presents an overview of the different processes of data recollection and the analysis that took place during and after the emergency caused by the Mw 8.8 2010 Maule earthquake in central-south Chile. The article is not an exhaustive recollection of all of the processes and methodologies used; it rather points out some of the critical processes that took place with special emphasis in the earthquake characterization and building data. Although there are strong similarities in all of the different data recollection processes after the earthquake, the evidence shows that a rather disaggregate approach was used by the different stakeholders. Moreover, no common standards were implemented or used, and the resulting granularity and accuracy of the data was not comparable even for similar structures, which sometimes led to inadequate decisions. More centralized efforts were observed in resolving the emergency situations and getting the country back to normal operation, but the reconstruction process took different independent routes depending on several external factors and attitudes of individuals and communities. Several conclusions are presented that are lessons derived from this experience in dealing with a large amount of earthquake data. The most important being the true and immediate necessity of making all critical earthquake information available to anyone who seeks to study such data for a better understanding of the earthquake and its consequences. By looking at the information provided by all these data, we aim to finally improve seismic codes and engineering practice, which are important social goods.
Design and operational implementation of the integrated tsunami forecast and warning system in Chile (SIPAT)
(2020) Catalan, P. A.; Gubler, A.; Canas, J.; Zuniga, C.; Zelaya, C.; Pizarro, L.; Valdes, C.; Mena, R.; Toledo, E.; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto
Enhanced prediction of model-based vocal features using a probabilistic bayesian neural network with uncertainty estimation
(2024) Sepúlveda Riquelme, Joaquín; Cuadra Banderas, Patricio de la ; Zañartu, Matías; Mery Quiroz, Domingo Arturo; Espinoza, Víctor; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto
This thesis presents a thorough investigation into the modeling and estimation of vocal function variables, providing advances in the field of non-invasive ambulatory voice monitoring. Two related studies are involved in the thesis. One of the studies is aimed to resolve the discrepancies between the Triangular Body-Cover Model (TBCM) of vocal folds and clinical data. The study explores theimpact of physical properties, particularly the attenuation factor of the vocal tract, in accurately replicating clinical data, offering insights into the optimization of synthetic voice models for more accurate clinical representation. The second study introduces a novel application of a Probabilistic Bayesian Neural Network (PBNN) for estimating vocal function variables such as subglottal pressure,vocal fold contact pressure, and muscle activation variables, which are challenging to measure in ambulatory settings. The PBNN is trained on both synthetic and clinical data, demonstrating strong performance in predicting these variables with accurate es timations and narrow confidence intervals in synthetic contexts. In contrast, clinical contexts, incorporating transfer learning, present wider, more realistic confidence in tervals due to the inherent variability in human phonation. Furthermore, an observable correlation between prediction errors and both aleatoric and epistemic uncertaintieshighlights the ability of the network to forecast inaccuracies. Increased uncertainty at points of non-linear behavior, especially at higher subglottal pressures, suggests the need for improved input features to capture these nonlinear effects, indicating avenues for future research to enhance measurement fidelity.
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.
Ex-post analysis of engineered tsunami mitigation works in the city of Dichato, Chile.
(2017) Oportus Foster, Maximiliano Andrés; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Debido a la notoria y desafortunada actividad sísmica en Chile, los estudios relacionados con terremotos y tsunamis se han vuelto una prioridad en el interés de desarrollar medidas de mitigación efectivas y aumentar la resiliencia del país. Las medidas de mitigación son claves para lograr esto, y por lo tanto esta investigación adopta una metodología para la evaluación del daño por tsunami para evaluar el beneficio directo de las obras de ingeniería implementadas por el gobierno chileno como “medidas de mitigación de tsunami” en la localidad de Dichato luego de las secuelas del tsunami de Chile del año 2010. Elaboramos un análisis ex-post de la potencial reducción de daño producida por estas obras y analizamos cuáles habrían sido las consecuencias en el entorno constructivo si estas hubieran estado construidas para el tsunami del 2010. Utilizamos modelos de simulación de tsunami de alta resolución para evaluar la mitigación de un evento tsunamigénico, que actúa como input para evaluar el beneficio por daño evitado en contraste con los costos de las medidas de mitigación. Los resultados obtenidos muestran una reducción en el área de inundación y un retraso en los tiempos de arribo de las primeras olas de tsunami más pequeñas, pero una reducción de daño despreciable comparada con las olas más grandes. En conclusión, estas obras no habrían sido efectivas contra el tsunami producido por el terremoto de Chile del 2010, pero pueden ser útiles para mitigar oleajes por tormenta o tsunamis de mucha menor escala. Nuestros resultados destacan la importancia de la comunicación del riesgo por parte de los actores gubernamentales para evitar generar una percepción falsa de seguridad pública, particularmente cuando este tipo de estructuras se plantean como una respuesta política a un evento destructivo reciente.
Experimental evidence for enhanced copper release from domestic copper plumbing under hydrodynamic control
(2014) Olivares, T.; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Vargas Cucurella, Ignacio Tomás; Pizarro Puccio, Gonzalo E.; CEDEUS (Chile)
Experimental evidence for enhanced copper release from household drinking copper pipes under differents hydrodynamic conditions.
(2013) Olivares, Tomás E.; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Este trabajo presenta un estudio de la liberación de cobre en cañerías de cobre, usando datos experimentales para desarrollar un modelo conceptual del proceso de incorporación de cobre a la columna de agua y posterior transporte. Los experimentos fueron conducidos para determinar la influencia del flujo en la liberación de cobre bajo dos condiciones: superficies abióticas y superficies bióticas. Para las condiciones bióticas se midieron diferencias entre el cobre total y el disuelto dependiendo del flujo después de la primera descarga. Para condiciones abióticas, se analiza la correlación entre la liberación de cobre y el término fuente requerido para cerrar el balance de masa a través del tiempo. En la etapa experimental se comparan distintas cañerías con caudales diferentes, y se analiza si la liberación de cobre aumenta a medida de que el caudal es mayor, o si este sólo influye en el tiempo necesario para desplazar una cantidad fija de cobre disponible para ser transportado. Los valores de caudal oscilan entre los 1 y 10 L/min y presentan números de Reynolds entre 1,000 y 11,000 aproximadamente, representativos de régimen laminar, transición a turbulento y turbulento. Para condiciones abióticas, los resultados presentados indican que existe una influencia en la tasa de la liberación de cobre, de acuerdo con el cambio en un término fuente, en un balance de masa proveniente de una ecuación de advección-difusión. Este cambio refleja, bajo las condiciones establecidas, que el flujo desplaza en el tiempo una cierta cantidad de cobre determinada por las condiciones químicas preestablecidas, pero que en sí, no parece producir un aumento neto en la cantidad de cobre incorporado al flujo. Para condiciones bióticas se observan diferencias comparado con los experimentos abióticos: en la concentración total, en la relación entre el cobre total y el cobre disuelto, y en la magnitud requerida para el término fuente para cerrar el balance de masa.Este trabajo presenta un estudio de la liberación de cobre en cañerías de cobre, usando datos experimentales para desarrollar un modelo conceptual del proceso de incorporación de cobre a la columna de agua y posterior transporte. Los experimentos fueron conducidos para determinar la influencia del flujo en la liberación de cobre bajo dos condiciones: superficies abióticas y superficies bióticas. Para las condiciones bióticas se midieron diferencias entre el cobre total y el disuelto dependiendo del flujo después de la primera descarga. Para condiciones abióticas, se analiza la correlación entre la liberación de cobre y el término fuente requerido para cerrar el balance de masa a través del tiempo. En la etapa experimental se comparan distintas cañerías con caudales diferentes, y se analiza si la liberación de cobre aumenta a medida de que el caudal es mayor, o si este sólo influye en el tiempo necesario para desplazar una cantidad fija de cobre disponible para ser transportado. Los valores de caudal oscilan entre los 1 y 10 L/min y presentan números de Reynolds entre 1,000 y 11,000 aproximadamente, representativos de régimen laminar, transición a turbulento y turbulento. Para condiciones abióticas, los resultados presentados indican que existe una influencia en la tasa de la liberación de cobre, de acuerdo con el cambio en un término fuente, en un balance de masa proveniente de una ecuación de advección-difusión. Este cambio refleja, bajo las condiciones establecidas, que el flujo desplaza en el tiempo una cierta cantidad de cobre determinada por las condiciones químicas preestablecidas, pero que en sí, no parece producir un aumento neto en la cantidad de cobre incorporado al flujo. Para condiciones bióticas se observan diferencias comparado con los experimentos abióticos: en la concentración total, en la relación entre el cobre total y el cobre disuelto, y en la magnitud requerida para el término fuente para cerrar el balance de masa.
Experimental study of force, pressure, and fluid velocity on a simplified coastal building under tsunami bore impact
(2020) Chuang, W. L.; Chang, K. A.; Kaihatu, J.; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Mokrani, C.
Extreme sea level projections In Cartagena Bay towards mid and end of the twenty-first century under RCP8.5 scenario
(2023) Esparza Acuña, César Antonio; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Este estudio examina los cambios proyectados en los niveles extremos del mar (ESLs) y sus componentes en la Bahía de Cartagena, Chile, bajo el escenario RCP 8.5 hacia mediados y finales del siglo XXI. Se observan diferencias significativas entre las proyecciones en aguas profundas y aquellas transferidas cerca de la costa en términos de alturas de ola significativas y runup de las olas, atribuidas a la influencia de la batimetría y la línea de costa en la propagación de las olas y las pendientes de las playas en el runup. Además, se prevé una subida gradual del nivel del mar de 19 cm a mediados de siglo y de 75 cm a finales de siglo. Se constata que la contribución asociada a las mareas meteorológicas (storm-surge) es insignificante, siendo los cambios proyectados en esta componente inferiores a 5 cm. También se observa un aumento generalizado de los ESLs hacia mediados y finales de siglo. El factor de amplificación (FA), que indica la frecuencia esperada de eventos de ESLs en el futuro, revela que áreas como Playa Chica, Playa Grande y Playa San Carlos experimentaran eventos que históricamente ocurrían en promedio una vez cada 100 años, con una frecuencia anual hacia fin de siglo. Las posibles consecuencias que pueden tener las tendencias proyectadas de ESL en esta bahía son discutidas en base a la metodología propuesta para transferir climas de oleaje de aguas profundas hacia puntos específicos de la costa para distintos GCMs. En conclusión, este estudio proporciona información valiosa sobre los cambios proyectados en las ESLs en la Bahía de Cartagena, enfatizando la importancia de considerar los factores locales en la dinámica de las olas y las pendientes de las playas para una estimación precisa de la contribución del runup de las olas. Estos resultados constituyen una alerta en relación a los rápidos cambios que las solicitaciones de diseño en ingeniería costera y marítima estarán experimentando en lo que queda del Siglo XXI.
Far-field tsunami data assimilation for the 2015 Illapel earthquake
(2019) Wang, Y.; Satake, K.; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Quiroz, M.; Navarrete Campos, Paula Cristina

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