Universidad de Concepción

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Balance hídrico del Lago General Carrera Buenos Aires-Chelenko.
(Universidad de Concepción., 2012) Zambrano Cerda, Griselda Marisol; Abarca del Río, Rodrigo
El lago General Carrera/Buenos Aires/Chelenko, pertence a la cuenca río Baker, y su balance hídrico fue el motivo de estudio de este trabajo. En general, como principal objetivo se determina el balance hídrico de la cuenca del lago General Carrera, para ello se utilizaron diferentes técnicas. Principalmente la utilización de modelos hidrológicos matemáticos, los cuales son sistemas donde se ingresan datos, los cuales son procesados por varias ecuaciones matemáticas y cuya salida es la información necesaria para completar el balance. Principalmente se utilizaron datos de precipitación y temperatura mensual los cuales debido a la poca densidad de estaciones meteorológicas en la zona de estudio fueron completadas con datos globales. Mediante métodos de regresión lineal multivariable, utilizando como base tanto la información disponible in situ como otros trabajos realizados en zonas similares a la región (Los Alpes) se genera una base de datos a mayor resolución espacial que mejora los resultados de los modelos.
Downscaling estadístico de variables hidroclimáticas en el centro-sur de Chile: desarrollo y análisis de campos temporales mensuales y diarios en alta resolución.
(Universidad de Concepción, 2025) Alvial Vásquez, Francisco Javier; Abarca del Río, Rodrigo
A pesar de la importancia de la precipitación en el ciclo hidrológico y en diversos sectores como la agricultura, la gestión de recursos hídricos y la adaptación al cambio climático, su variabilidad física, temporal y espacial sigue representando un desafío para su simulación y proyección a escala local (Pham et al., 2021). En Chile, la interacción entre su compleja orografía, la influencia del océano Pacífico, la continentalidad y los vientos predominantes del oeste en el sur configuran un sistema climático único, lo que incrementa el desafío en la representación de esta variable (Sarricolea et al., 2017; Araya-Osses et al., 2020a; Martínez-Retureta et al., 2021). Datos meteorológicos espaciales coherentes con la información observacional son fundamentales para varios campos científicos (Parra et al., 2004; Hijmans et al., 2005; Abatzoglou, 2013; Cannon et al., 2015b; Liu XiaoMang et al., 2017; Sun et al., 2018). Sin embargo, a pesar de la existencia de numerosos conjuntos de datos de precipitación a nivel mundial, la representación de su variabilidad espacial sigue siendo una limitante, especialmente en regiones con topografía compleja. En este contexto, los productos de precipitación en alta resolución (<1 km) son preferidos, ya que permiten capturar con mayor precisión la variabilidad ambiental que puede perderse a menor resolución. Este estudio propone el desarrollo de una metodología integral de downscaling estadístico para estimar y analizar la variabilidad espacio-temporal de la precipitación en la zona centro-sur de Chile, entre las regiones de O’Higgins y Los Ríos. La investigación se organiza en dos en foques principales que corresponden a los productos generados: (a) Generación de un conjunto de datos de precipitación mensual en alta resolución (800 m) para el período 2000-2011. Es te producto se construye mediante la integración de múltiples fuentes de información: modelos numéricos regionales, datos satelitales, productos de reanálisis y observaciones in situ. Las correcciones sistemáticas aplicadas permiten reflejar de manera coherente la variabilidad climática de la región a escala mensual. (b) Desarrollo de un campo diario en alta resolución denominado DA-SDM (800 m), una metodología avanzada de downscaling estadístico específicamente diseñada para la estimación de eventos extremos diarios. Este enfoque utiliza información multifuente y considera factores orográficos y dinámicos para capturar adecuadamente estos eventos extremos, demostrando su capacidad para reproducirlos durante el período de mayo a agosto de 2006. Además, se destaca su potencial de aplicación en otras regiones con características similares. Los resultados de esta tesis proporcionan dos productos complementarios: (1) un conjunto de datos de precipitación mensual en alta resolución que captura la variabilidad climática regional; y (2) un campo diario DA-SDM que permite la evaluación detallada de eventos extremos diarios. La integración de múltiples fuentes de información y la coherencia con la realidad observacional proporcionan una base sólida para estudios hidrológicos, modelación climática y planificación de recursos hídricos.
Estudio de de formaciones superficiales de laderas asociadas a eventos hidrometeorológicos mediante modelos numéricos y sensores remotos Caso de estudio en la ladera Norte del río Biobío.
(Universidad de Concepción., 2017) Fustos Toribio, Ivo Janos; Abarca del Río, Rodrigo
La ladera norte del rio Biobío (~36.9°S, ~73.0°W, LNB), ubicada en la zona centro sur de Chile, es una zona con un activo cambio del relieve producto de procesos endógenos y exógenos. Dentro de los procesos transformadores del relieve, esta zona experimenta constantes procesos de remoción en masa de distintos tipos (deslizamientos, flujos, procesos lentos, etc.), los cuales pueden afectar a la población. Actualmente, la influencia de los distintos factores que inciden en la generación de procesos de remoción en masa en LNB no está completamente cuantificada. Durante los últimos años, nuevas corrientes en Geociencias han buscado integrar diferentes metodologías con el objetivo de comprender fenómenos y procesos que de manera individual resultan complejos. Esta filosofía puede ser utilizada para estudiar procesos de remociones en masa en ZLNB. De esta forma, se desarrolló un complemento de técnicas in-situ, sensores remotos, modelación numérica (determinista y empírica) y análisis in-situ para estimar procesos de remoción en masa en ZLNB. Se estudió la estructura interna de la ladera a partir de tomografía de resistividad eléctrica (TRE o ERT por sus siglas en inglés), midiendo las tasas de deformación mediante interferometría de radar de apertura sintética (SAR). Un modelo de balance de masa fue implementado para reproducir el intercambio de agua en los primeros metros de suelo. Simultáneamente, un modelo de elemento finito (FEM) permitió comprender la distribución espacio/temporal de los esfuerzos normales en las laderas. Finalmente, se implementó un modelo estadístico para comprender la relación a largo plazo entre el clima y los procesos de remoción en masa en la zona. Resultados de ERT muestra la presencia de medios limosos y arcillosos, materiales presentes comúnmente en procesos de remoción en masa lento. Estos resultados son consistentes con los patrones de deformación superficial observados mediante InSAR durante periodos de intensa precipitación. Los resultados del modelo de balance de masa confirman una variabilidad espacial de humedad, la cual propicia la generación de procesos de remoción en masa de tipo lento. A partir de un modelo FEM, se propone que la zona sufre de una distribución de esfuerzos no uniforme, tanto en tiempo como espacio. Existe una variabilidad en la magnitud de los esfuerzos normales en las laderas, lo que genera un desplazamiento de la ladera consistente con los efectos de procesos de remoción en masa lentos según evidencia de terreno. Resultados de modelos estadísticos establecen relaciones entre fenómenos de escala global (ENOS y AAO) y fenómenos locales (precipitación) con PRM en la zona durante meses de intensa precipitación. Los PRM son controlados principalmente por precipitación, sin embargo existe una fuerte influencia del ENOS en desmedro del AAO. Esto indica que localmente, el ENOS juega un papel mucho mayor en comparación a los efectos climáticos de alta latitud. De esta manera, en esta tesis doctoral se implementó técnicas de estudio para procesos de remoción en masa no desarrolladas en el sur de Chile. Estos resultados son consistentes con la literatura previa, permitiendo a las autoridades una mejor gestión de la información desde una perspectiva geocientífica. Sin embargo, quedan otros tipos de procesos de remoción en masa sin explicar durante este estudio, tal como el flujo de lodo o deslizamientos de terreno registrados durante el periodo de estudio. Es necesario poder refinar las metodologías propuestas integrando esquemas físico-matemáticos que permitan reconstruir la física de los PRM no representados. De esta forma, este estudio abre la ventana para que, en posteriores trabajos, se pueda investigar los procesos de remoción en masa en la zona Centro-Sur de Chile mediante una mirada interdisciplinaria abordándola desde la geología, geofísica y matemática en zonas con información limitada.
Mejorando la observación de deformaciones volcánicas de pequeña escala mediante una estimación eficiente del efecto troposférico en datos InSAR.
(Universidad de Concepción, 2023) López Pozo, Fernanda Rocío; Lara Pulgar, Luis; Abarca del Río, Rodrigo
En Chile, la presencia de la Cordillera de Los Andes alberga una gran cantidad de volcanes activos. Algunos de ellos han tenido erupciones que, debido a su cercanía a centros poblados, representan un riesgo latente para la población. Ejemplos notables son los volcanes Llaima (2007-2009), Chaitén (2008), Villarrica (2015), Volcán Lascar (2015) y Nevados de Chillán (2016). Estas erupciones plantean preguntas de gran relevancia: ¿Cuándo ocurrirá la próxima erupción volcánica?, ¿Dónde se producirá dicha erupción?, ¿Tendrá un impacto significativo en la población? Estas interrogantes pueden ser abordadas mediante un estudio constante de la actividad volcánica, que implica la integración de información proveniente de diversos indicadores de actividad presentes en un volcán, tales como sismos o temblores, emisiones de gases y desplazamientos de la superficie. La vigilancia y el análisis sistemático de estos signos permiten realizar evaluaciones más precisas sobre los riesgos potenciales y, en última instancia, brindar una mejor preparación y respuesta ante una eventual erupción volcánica. El desplazamiento de la superficie puede manifestarse como un levantamiento. Esto puede deberse a la entrada de magma en el interior del volcán, lo que, eventualmente, podría generar una erupción. Una técnica para medir estos desplazamientos es el Radar Interferométrico de Apertura Sintética (InSAR por sus siglas en inglés, Interferometric Synthetic Aperture Radar). InSAR es un método que utiliza imágenes satelitales de microondas, las cuales pueden ser captadas independientemente de la nubosidad y permiten acceder a áreas remotas. Con estas imágenes, es posible medir las deformaciones superficiales en áreas extensas, lo que ofrece una mayor cobertura al volcán en comparación con otros métodos. Sin embargo, este método tiene una desventaja, ya que la señal al atravesar la atmósfera cambia su trayectoria debido a la refracción. Esto es importante porque los movimientos superficiales pueden ser de magnitudes de milímetros a centímetros por año, lo que hace que el efecto de la atmósfera pueda ocultarlos. Es por esta razón que en este trabajo se ha llevado a cabo un estudio del efecto atmosférico en datos InSAR en un entorno volcánico. En este contexto, cobra gran importancia la ubicación del volcán, su topografía, el tipo de clima presente y los fenómenos atmosféricos, ya que pueden alterar las mediciones. El objetivo de este estudio es analizar las variaciones espacio-temporales del retardo troposférico en un ambiente volcánico, proponer un método eficiente para la generación de una corrección troposférica rápida y, a su vez, desarrollar un enfoque para discernir si el interferograma muestra información sobre una deformación volcánica real o si se debe únicamente a efectos atmosféricos. En este proceso, se han implementado algoritmos de aprendizaje automático. Estas herramientas se vuelven relevantes cuando la generación de información es cada vez más rápida y en grandes volúmenes, lo que puede facilitar la investigación y el monitoreo cuando se emplean correctamente. Estos algoritmos son capaces de reconocer patrones en la información presentada y así generar pronósticos, lo que ha sido útil en este proceso para estimar valores y generar clasificaciones de datos. Los métodos se aplican principalmente a los interferogramas del volcán Llaima entre 2003 y 2009, con el fin de detectar deformaciones relacionadas con el ciclo eruptivo 2007-2009, descartando los casos en los que el efecto troposférico sea significativo. Además, también se han aplicado algunos de estos métodos al ciclo volcánico del Cordón Caulle 2011-2012.

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