Tesis Doctorado
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Browsing Tesis Doctorado by Author "Abarca del Río, Rodrigo"
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Item 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, RodrigoLa 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.Item 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, RodrigoEn 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.