Browsing by Author "Muñoz Pardo, José Francisco"

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    A new TDR-waveform approach capable to estimate soil moisture contents at large electrical conductivity ranges.
    (2014) Cristi Matté, Felipe Andrés; Muñoz Pardo, José Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La reflectometría de dominio temporal (Time Domain Reflectometry, TDR) ha sido ampliamente utilizada por la comunidad científica como un método indirecto de medición del contenido de humedad (θ) de los suelos. Esta metodología es capaz de proporcionar observaciones de θ con una alta resolución temporal y con una precisión aceptable. El funcionamiento de esta metodología consiste en la estimación de la constante dieléctrica aparente del suelo (ε), basada en una interpretación de la reflexión de la señal electromagnética (comúnmente denominada “waveform”) emitida por el sensor, para luego relacionar ε con el contenido de humedad del suelo. En suelos eléctricamente conductivos, la señal electromagnética puede verse fuertemente atenuada debido al efecto de la conductividad eléctrica aparente (bulk electrical conductivity, BEC), lo que impide la detección del final de las varillas del sensor, y por lo tanto la estimación de ε, resultando en errores significativos en las mediciones del contenido de humedad. Esta tesis presenta una nueva metodología de interpretación de la onda reflejada del sensor basada en la detección distintas variables que las utilizadas por la metodología tradicional de TDR. Este novedoso enfoque metodología puede extender la aplicabilidad de sensores TDR, duplicando el rango de conductividad eléctrica actual con mediciones precisas y confiables. El nuevo enfoque extiende la aplicabilidad del sensor TDR, doblando el rango actual de conductividad eléctrica con mediciones confiables y precisas de θ. La nueva metodología presentada en esta tesis abre una nueva ventana investigación de las mediciones del contenido.
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    Aplicación de un modelo numérico para estimar curvas de evaporación a partir de información de granulometría básica
    (2008) Torrealba Almarza, Andrés Alfredo; Muñoz Pardo, José Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La evaporación a través del suelo puede constituir uno de los principales procesos de descarga de un acuífero. Esto resulta especialmente cierto cuando se trata de cuencas desérticas en donde el recurso subterráneo cobra vital importancia. El objetivo del presente trabajo consistió en aplicar un modelo numérico que permita predecir curvas de evaporación en función de la profundidad del nivel freático a partir de las características hidrodinámicas de un suelo. Interesa además estudiar la predicción en los casos en que se obtienen estas características a partir de información de granulometría básica.
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    Assessment of evaporation and water fluxes in a column of dry saline soil subject to different water table levels
    (2014) Hernández López, M.; Gironás León, Jorge Alfredo; Braud, I.; Suárez Poch, Francisco Ignacio; Muñoz Pardo, José Francisco
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    Challenges in determining soil evaporation fluxes using distributed temperature sensing methods in the presence of shallow groundwater tables
    (2017) Lagos del Río, Magdalena Sofía; Muñoz Pardo, José Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La evaporación desde napas someras es un componente importante del balance hídrico de varias regiones. Sin embargo, es un flujo de agua complejo de medir y por lo tanto es importante evaluar nuevos métodos que cuantifiquen este proceso hidrológico. En esta investigación se propone un nuevo método para la determinación de flujos de evaporación desde napas subterráneas someras en base a la combinación del método AHFO (Actively Heated Fiber Optic por sus siglas en inglés) y modelación numérica. En este estudio, el método AHFO arrojó estimaciones del perfil de humedad Θ(z) del suelo con una resolución espacial de ~6.5 mm y un error de 0.026 m3 m-3. El perfil de humedad dado por el modelo numérico resultó ligeramente diferente al perfil medido experimentalmente, donde las mayores diferencias ocurrieron en la superficie del suelo. Los análisis de sensibilidad e incertidumbre resaltaron que, debido a que las mayores diferencias entre el perfil de contenido de humedad simulado y el determinado experimentalmente ocurren en la superficie, se requiere de una mejor precisión al determinar los parámetros hidrodinámicos del suelo – especialmente para el parámetro l de la función de conductividad hidráulica del modelo de van Genuchten-Mualem-. Se concluye además que para mejorar el método propuesto, es necesario incluir las dinámicas de calor-vapor-agua en el suelo. Adicionalmente, se observó que si la calibración de la curva del método AHFO es mejorada, los errores del perfil de humedad estimado se reducirían y de esta manera, estimaciones exitosas de tasas de evaporación para un amplio rango de texturas de suelo pueden ser logradas. De hecho, las escalas espaciales logradas con el método AHFO son una importante ventaja del método propuesto, las que deben ser exploradas para mejorar el análisis del presente trabajo.
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    Estimación de la recarga del acuífero Salar del Huasco en base a un modelo de precipitación-escorrentía y una caracterización isotópica.
    (2012) Uribe Barrera, Javier; Muñoz Pardo, José Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El Salar del Huasco es una cuenca endorreica ubicada en el altiplano chileno, caracterizada por una evaporación potencial muy superior a la pluviosidad, lo que produce un ambiente evaporítico. Las aguas subterráneas son la principal fuente hídrica que mantiene el humedal existente, sistema de gran importancia ambiental, y que fue declarado sitio Ramsar y Parque Nacional. La gestión correcta del recurso hídrico requiere de estimaciones precisas tanto de la recarga como de las descargas del acuífero. Para cuantificar la distribución espacio-temporal de la recarga al acuífero del Salar del Huasco, se utilizó un modelo de simulación hidrológica del tipo Precipitación- Escorrentía. Este modelo fue complementado con una caracterización isotópica para definir de manera más confiable el modelo conceptual hidrológico del sistema y así estimar con mejor precisión la recarga al acuífero. Se estimó una recarga media en el largo plazo de 1.027 L/s (22,2 mm/año), que equivale al 14,9% de las precipitaciones que caen sobre la cuenca. La recarga presenta una alta variabilidad espacial, dada por las características geológicas e hidrometeorológicas de la cuenca, y una alta variabilidad interanual con valores que varían entre 851 L/s y 1.230 L/s. Las técnicas isotópicas utilizadas, además de corroborar el modelo hidrológico conceptual presentado, permitieron descartar una conexión hidrogeológica con el acuífero vecino del pueblo de Pica, asunto que ha sido de gran interés en estudios anteriores. La utilización de ambas metodologías permitió una mejor estimación de la recarga al acuífero del Salar del Huasco favoreciendo la comprensión del funcionamiento hidrológico de la cuenca.El Salar del Huasco es una cuenca endorreica ubicada en el altiplano chileno, caracterizada por una evaporación potencial muy superior a la pluviosidad, lo que produce un ambiente evaporítico. Las aguas subterráneas son la principal fuente hídrica que mantiene el humedal existente, sistema de gran importancia ambiental, y que fue declarado sitio Ramsar y Parque Nacional. La gestión correcta del recurso hídrico requiere de estimaciones precisas tanto de la recarga como de las descargas del acuífero. Para cuantificar la distribución espacio-temporal de la recarga al acuífero del Salar del Huasco, se utilizó un modelo de simulación hidrológica del tipo Precipitación- Escorrentía. Este modelo fue complementado con una caracterización isotópica para definir de manera más confiable el modelo conceptual hidrológico del sistema y así estimar con mejor precisión la recarga al acuífero. Se estimó una recarga media en el largo plazo de 1.027 L/s (22,2 mm/año), que equivale al 14,9% de las precipitaciones que caen sobre la cuenca. La recarga presenta una alta variabilidad espacial, dada por las características geológicas e hidrometeorológicas de la cuenca, y una alta variabilidad interanual con valores que varían entre 851 L/s y 1.230 L/s. Las técnicas isotópicas utilizadas, además de corroborar el modelo hidrológico conceptual presentado, permitieron descartar una conexión hidrogeológica con el acuífero vecino del pueblo de Pica, asunto que ha sido de gran interés en estudios anteriores. La utilización de ambas metodologías permitió una mejor estimación de la recarga al acuífero del Salar del Huasco favoreciendo la comprensión del funcionamiento hidrológico de la cuenca.
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    Evaluación experimental y numérica de la evaporación desde aguas subterráneas someras : aplicación a suelos salinos de la cuenca del Salar de Huasco
    (2012) Hernández López, María Fernanda; Muñoz Pardo, José Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
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    Evaporación desde napas freáticas someras en cuencas endorreicas del altiplano chileno
    (2009) Johnson Vidal, Juan Eduardo; Muñoz Pardo, José Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El ciclo hidrológico en climas áridos se encuentra dominado por la evaporación. De esta forma, el conocimiento de las tasas de evaporación desde napas freáticas someras es esencial para mejorar la precisión de los balances hídricos, en particular en cuencas endorreicas, donde uno de los principales procesos de descarga es la evaporación desde los suelos. En esta investigación se busca caracterizar las descargas por evaporación desde napas someras en cuencas endorreicas del altiplano chileno, utilizando la metodología del domo. Se realizaron estimaciones de evaporación en 49 puntos pertenecientes a 6 cuencas altiplánicas, obteniéndose tasas diarias entre 0,1mm y 1,6 mm, abarcando napas ubicadas desde los 0,09 m hasta los 3,3 m de profundidad, sobre suelos de variadas características y composición.
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    Modeling flow and reactive transport to explain mineral zoning in the Atacama salt flat aquifer, Chile
    (2013) Vasquez, C.; Ortiz, C.; Suárez Poch, Francisco Ignacio; Muñoz Pardo, José Francisco
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    Modelo conceptual hidrogeológico de la cuenca del Salar del Huasco
    (2010) Flores Grandez, Victoria; Muñoz Pardo, José Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El trabajo de investigación comprendió a la cuenca del Salar del Huasco, ubicada en la Primera Región de Tarapacá. Esta cuenca es de tipo endorreica de altura promedio de 4.173 msnm, donde se encuentra el salar del Huasco, el cual ha sido declarado de importancia medioambiental, principalmente como hábitat de aves acuáticas migratorias. El objetivo principal de la presente investigación es contribuir al entendimiento hidrogeológico de la cuenca del Salar del Huasco, a fin de generar mayores antecedentes que a futuro permitan evaluar las potencialidades de aprovechamiento de los recursos subterráneos, para sustentar las necesidades de agua en la zona. Siguiendo el objetivo propuesto, este documento presenta la caracterización hidrogeológica e hidrogeoquímica de la cuenca del Salar del Huasco. Para describir las características hidrogeológicas de la cuenca se desarrollaron los siguientes puntos: marco geológico, unidades de sub-superficie, geometría acuífera y unidades hidrogeológicas, piezometría del acuífero, propiedades hidráulicas del acuífero, estimación de la recarga y descarga, y conexión con otras cuencas vecinas. La caracterización hidrogeoquímica comprendió el desarrollo de la química general de los diferentes tipos de fuentes de agua en la cuenca, así como información de datos isotópicos, los cuales fueron relacionados con la química de las aguas.
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    SAR effects on evaporation fluxes from shallow groundwater
    (2015) Fierro Cortés, Verónica Belén; Muñoz Pardo, José Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Comúnmente, los suelos salinos están presentes en zonas áridas, donde la evaporación desde napas subterráneas someras es uno de los componentes principales del balance hídrico. Así, para un correcto manejo del recurso hídrico de esas zonas, es importante cuantificar los flujos de evaporación. La evaporación en suelos salinos es un proceso complejo que incluye el movimiento de solutos, calor, agua líquida y vapor de agua, y depende directamente del contenido de agua del suelo. Las reacciones de precipitación o disolución de solutos pueden cambiar la estructura del suelo y alterar los patrones de flujo, modificando los flujos de evaporación. En este trabajo se evalúo experimentalmente el efecto de la relación de adsorción de sodio (RAS) en las propiedades hidráulicas del suelo; curvas de retención, Ɵ(h) y de conductividad hidráulica, Ƙ(h) Además, se usó el modelo HYDRUS-1D para representar el movimiento de agua líquida y vapor de agua en una columna de suelo salino usando los resultados experimentales. Para determinar el efecto del RAS en los flujos de evaporación, se simuló el proceso de evaporación en suelos con distinto RAS. Se encontró que un aumento en el RAS aumenta la capacidad de retención de agua del suelo y también aumenta su evaporación acumulada. Además, se determinó que los flujos de evaporación producen un aumento de las concentraciones de sal en la zona cercana a la superficie, cambiando la capacidad de retención de agua del suelo en esa zona. Este transporte de sales también causa diferencias en los flujos de evaporación. Así, para una correcta simulación del proceso de evaporación en suelos salinos, es necesario incorporar reacciones de precipitación/disolución y su efecto en la curva de retención del suelo.
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    Simulación de los flujos en la zona saturada y vadosa mediante un modelo hidrogeológico acoplado
    (2018) Samuel Cifuentes, Alex Arturo; Muñoz Pardo, José Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    En este trabajo se presenta un modelo numérico hidrogeológico, que mediante el acoplamiento de un modelo de flujo saturado (MODFLOW) con un modelo de flujo no saturado (HYDRUS), simula el flujo en la zona saturada y el estado de humedad real de suelo no saturado en un acuífero sometido a una explotación intensiva en los últimos años. La zona de estudio corresponde a una región árida ubicada en el norte de Chile, llamada Salar de Llamara, donde se presenta un ecosistema sometido a condiciones extremas, que destaca por la presencia de la especie Prosopis Tamarugo Phil (P. tamarugo), árbol endémico de Chile que tienen un carácter de protección. El modelo numérico se construyó acoplando un modelo desarrollado para la zona saturada con un modelo que simula el flujo vertical en la zona vadosa del suelo, lo que permitió simular la evolución del contenido de humedad en puntos localizados en el bosque de P. tamarugo y de esta forma obtener mayor información con respecto al agua disponible para los árboles del sector. Los resultados del modelo acoplado son similares a los resultados obtenidos por el modelo saturado y muestran un menor nivel de la napa en el Salar de Llamara para los próximos 15 años aproximadamente. Las simulaciones consideraron la recarga que ingresa al acuífero como el valor promedio de los últimos 28 años y una descarga por evaporación desde el suelo, transpiración del bosque de P. tamarugo y bombeo de pozos ubicados al norte del Salar de Llamara. En algunos sectores cercanos al conjunto de pozos se observan descensos de hasta 8 m en el periodo simulado de 25 años y en otros más alejados se observan descensos de 1 m en el nivel de la napa que producen una importante deshidratación del suelo no saturado, mostrando descensos en el contenido de humedad de hasta 0.3 m3/m3. Este escenario supone un alto riesgo para el ecosistema y para el bosque de P. tamarugo, que debe ser contemplado en el proceso de otorgamiento de derechos futuros de extracción de agua.