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Recent Submissions
Weakly Non-Linear Interaction Between Electromagnetic and Electrostatic Spectra in a Solar Wind-Type Plasma.
(Universidad de Concepción, 2025) Quijada Benavente, Martín Andrés; Navarro Maldonado, Roberto Elías
En la teoría cinética lineal, los modos de onda electromagnéticos transversales y electrostáticos que se propagan a lo largo de un campo magnético de fondo B0 se consideran desacoplados y se ha estudiado su evolución de forma independiente. No obstante, en plasmas espaciales y astrofísicos reales, las interacciones resonantes entre ondas y partículas introducen no linealidades que rompen esta separación idealizada. Estudiamos la evolución cuasilineal acoplada de ondas Alfvén-ciclotrón (ACWs) y ondas ion-acústicas (IAWs) en un plasma de protones sin colisiones con distribución bi-Maxwelliana. Es de especial interés la razón de temperaturas entre electrones y protones (10 Te Tp 50) en cómo facilita la influencia indirecta entre estos modos de onda, además de estar en presencia de fluctuaciones del campo eléctrico constantes e independientes del campo magnético de fondo B0. Los resultados muestran que incluso una actividad moderada de ondas ion-acústicas puede acelerar el calentamiento perpendicular de los protones y favorecer la aparición temprana de inestabilidades electromagnéticas ciclotrónicas (EMIC). Este mecanismo representa una vía plausible y eficiente para la energización de protones en plasmas espaciales, con implicancias directas para el viento solar y la magnetósfera, donde tales condiciones son comúnmente observadas. Nuestros resultados contribuyen a ampliar y dar una mayor comprensión de las interacciones entre múltiples modos de onda y los procesos de transferencia de energía en entornos de plasma sin colisiones.
Influencia de la brisa marina en la circulación del Golfo de Arauco.
(Universidad de Concepción, 2024) Cisternas Torres, Nicolás Alexander Orlando; Sobarzo Bustamante, Marcus Alfonso
El presente estudio evalúa el impacto de la brisa marina (BM) sobre la circulación costera del golfo de Arauco a través del análisis de datos de dirección e intensidad del viento durante primavera-verano. Con datos de corrientes marinas obtenidas in situ se evaluó la formación de una estructura de doble capa en la columna de agua (circulación superficial y subsuperficial) debido a la influencia de vientos diurnos. Los datos de la estación meteorológica de Carriel Sur (febrero-marzo 2022) y tres anclajes oceanográficos mostraron que el ciclo diario explicó el 25.8% de la variabilidad zonal del viento y hasta el 7.9% de la variabilidad de las corrientes superficiales en Arauco, aunque en Boca Chica y Punta Delicada este efecto fue menor debido a la geomorfología. La coherencia cuadrada entre viento y corrientes fue significativa en Arauco y Boca Chica, con desfases de hasta 3.5 h, mientras que en Punta Delicada fue limitada. Eventualmente, en presencia de material disuelto o en suspensión en la columna de agua en el sector de Arauco, esta variabilidad diurna podría favorecer la acumulación de este material en la costa durante la noche y su dispersión hacia el norte durante el día, destacando la importancia de la BM sobre la dinámica costera y su relevancia para la gestión ambiental del golfo.
Hidrodinámica invernal de la bahía de Concepción.
(Universidad de Concepción, 2025) Ali Cordero, Amin Kadim; Sobarzo Bustamante, Marcus Alfonso
Este estudio caracteriza la hidrodinámica invernal de la bahía de Concepción (BC), Chile, durante el invierno austral de 2023 (junio-agosto). A partir de datos de CTD y ADCPs, se analizó la temperatura, salinidad, densidad, turbidez, oxígeno disuelto, fluorescencia, y las corrientes marinas con el objetivo de comprender la hidrografía invernal y los patrones de circulación y su variabilidad. Los análisis incluyeron dispersión de las corrientes, diagramas de vector progresivo y descomposición ortogonal para evaluar el flujo medio y su variabilidad por cada anclaje. Además, se aplicaron funciones ortogonales empíricas (EOF) a las corrientes horarias originales de cada anclaje por separado (estructura vertical) y también combinando los tres anclajes (EOF total). Los resultados revelaron una estructura de dos capas en las corrientes del sector Tomé (cercano a la boca Grande) con flujos superficiales predominantes hacia la cabecera de BC y un flujo compensatorio hacia el océano en el fondo, durante eventos de vientos desde el norte. Se identificó una correlación de Pearson (r) de 0,8 (p < 0,001), y una correlación cruzada máxima de un valor de 0,8, con un desfase de +2 horas entre la componente meridional del viento y la serie de tiempo del modo empírico 1 vertical en Tomé. Los primeros tres modos del modo empírico 1 de los tres anclajes combinados, explicaron el 64.4% de la variabilidad total de las corrientes en BC (modo 1: 39.8%, modo 2: 16.9%, modo 3: 7.6%). Por otra parte, la hidrografía evidenció una alta sensibilidad a las tormentas invernales en términos de influencia del viento, lluvia y aportes de agua dulce continental. Mientras que las fluctuaciones del viento invernal explicaron entre el 37 y 49% de la variabilidad de la corriente total, el agua dulce logró diluir la capa superficial de la BC en hasta un 80%, con respecto a una salinidad de referencia de 34. El estudio permite proponer que las tormentas de viento norte y el aumento de los caudales invernales provoca un apilamiento de agua diluida hacia la cabecera de BC, donde el nivel del mar aumenta generando un gradiente de presión meridional que tiende a evacuar el exceso de agua acumulada por el nivel del fondo, provocando una doble capa de circulación en la boca Grande de BC. Estos eventos son, por lo tanto, eficientes mecanismos de renovación de aguas en BC. Esta investigación representa el primer estudio que utiliza ADCPs anclados dentro de la bahía, entregando información actual para fortalecer el entendimiento de los procesos físicos que caracterizan la BC y orientar estrategias de su gestión ambiental.
Cambio en el patrón espacial del paisaje y su efecto en los procesos hidrológicos. Hacia soluciones basadas en la naturaleza para la gestión de cuencas bajo un contexto de cambio climático.
(Universidad de Concepción, 2025) Hernández Sosa, Marieta; Aguayo Arias, Mauricio Iván
El cambio climático es uno de los principales impulsores de los cambios en el ciclo hidrológico. En muchas regiones del mundo la disminución considerable de las precipitaciones y el aumento de las temperaturas extremas ha repercutido en la disminución del caudal y cambios en diversos procesos hidrológicos, como almacenamiento en la cubierta vegetal, infiltración y evapotranspiración. Sin embargo, numerosas investigaciones han demostrado como los cambios de cobertura y uso del suelo afectan también importantes componentes hidrológicos como régimen de sedimento, alteraciones de la calidad del agua y las afectaciones a la zona ribereña. Sin embargo, aún existen grandes contradicciones en torno a como los cambios del paisaje influyen en el ciclo del agua, fundamentalmente asociada con la inclusión de especies forestales exóticas y la pérdida de la superficie de bosques nativo. Algunos autores aseguran que la inclusión de las plantaciones forestales ejerce un rol estabilizador en los procesos hidrológicos, mientras que otros aseguran que la pérdida de bosques nativos repercute en la estabilidad y capacidad de regulación de las cuencas. Chile no se encuentra ajena a esta problemática, pues tanto el cambio climático como el desordenado aumento de las actividades económicas urbano-forestal están llevando a fuertes cambios en los componentes del ciclo del agua en numerosas cuencas del territorio. Esta problemática se agrava especialmente en la región centro y sur del país, donde se proyecta una disminución considerable de las precipitaciones en el futuro. Numerosas cuencas están siendo fuertemente intervenidas para el desarrollo de plantaciones forestales, lo que implica la ocupación de grandes extensiones de superficie nativa. Es por ello que, el objetivo principal de esta investigación es evaluar los efectos de la configuración y composición del paisaje sobre componentes del ciclo del agua en las cuencas Quino y Muco del centro sur de Chile.
El modelo hidrológico distribuido TETIS se implementó con el propósito de analizar cómo la combinación de dos principales forzantes el cambio climático y las transformaciones en la composición y configuración del paisaje afecta la respuesta hidrológica de las cuencas. El análisis se llevó a cabo tanto para el período histórico (1980–2018) como para proyecciones futuras (2030–2060 y 2061–2091). Los cambios en la cobertura y uso del suelo fueron analizados en dos etapas. En la primera, se utilizaron cuatro clasificaciones temporales (1986, 2001, 2011 y 2017) para caracterizar la evolución del paisaje. A partir de estas, y mediante el software Fragstats, se obtuvieron métricas espaciales que permitieron describir los patrones del paisaje y su influencia sobre los componentes del ciclo hidrológico. En la segunda etapa, se generaron cinco escenarios futuros de LUCC a partir del año 2017, construidos bajo criterios ambientales, sociales y económicos. Estos escenarios se combinaron con proyecciones climáticas para evaluar su impacto conjunto sobre los procesos hidrológicos.
Los resultados, obtenidos a través de análisis de correlación y regresión de mínimos cuadrados parciales (PLSR), indican que paisajes con mayor diversidad, fragmentación y menor conectividad espacial tienden a alterar significativamente la dinámica hidrológica. En particular, un paisaje altamente fragmentado afecta negativamente los flujos horizontales y verticales del agua. Asimismo, la expansión de plantaciones forestales en patrones agregados modifica los procesos verticales, como la infiltración y la evapotranspiración. La pérdida de contigüidad espacial de los bosques nativos, junto con la reducción en el número de parches, se asocia directamente con una disminución de procesos hidrológicos y en los caudales generados. Adicionalmente, los escenarios de LUCC simulados bajo el escenario climático RCP 8.5 revelan que el aumento en la superficie boscosa incrementa la evapotranspiración real en aproximadamente +20 mm. Este efecto es particularmente pronunciado en los escenarios que consideran recuperación mediante plantaciones forestales, con aumentos entre +30 y +40 mm. Por otro lado, los escenarios que promueven la reforestación con especies nativas muestran una mayor capacidad de retención hídrica en el sistema, especialmente durante períodos secos.
Evaluación del método de Iosipescu para determinación de resistencia al corte (IFSS) y su aplicación en fibras de carbono recicladas.
(Universidad de Concepción, 2025) Romero Yanine, Felipe Nicolás; Salas Salgado, Alexis Fidel
El uso de materiales compuestos se ha potenciado durante los últimos años debido a sus altas propiedades especificas. La integridad de la interfase fibra-matriz, se cuantifica utilizando la resistencia al corte interfacial (IFSS), siendo un parámetro clave para garantizar una transferencia de carga eficiente. La critica situación ambiental actual, hace necesario estudiar procesos de recuperación de fibras. La pirólisis de dos pasos, se presenta como un proceso energéticamente conveniente. Sin embargo, el proceso degrada esta interfase al eliminar el sizing y depositar carbón pirolítico, afectando las propiedades mecánicas de las fibras recicladas. Tradicionalmente, el IFSS se evalúa mediante técnicas micromecánicas como el Single Fiber Fragmentation Test (SFFT), las cuales requieren instrumentación especializada y presentan limitaciones en matrices opacas o interfaces con alta adherencia. Frente a ello se propone utilizar ensayos a nivel hebra de Iosipescu como una alternativa accesible, rápida y representativa del comportamiento interfacial en condiciones reales de uso que puede reemplazar el método de Iosipescu. En conjunto, los resultados obtenidos permiten validar parcialmente la aplicabilidad del ensayo de Iosipescu como una técnica complementaria y de menor costo para estimar el IFSS en fibras recicladas por pirólisis. Aunque no sustituye las metodologías a microescala, su uso, ofrece una vía prometedora para complementar la caracterización mecánica de materiales compuestos reciclados, favoreciendo el desarrollo de estrategias sostenibles de reutilización en el marco de una economía circular.