Ingeniero Civil Matemático / Magíster en Meteorología y Climatología / A lo largo de Chile existen diversas fuentes de dióxido de azufre (SO2) de origen antrópico (fundiciones de cobre, termoeléctricas, etc.) como de origen natural (volcanes, proceso biogénicos, etc.). En Chile, se estima que durante el año 2005 las fundiciones de Caletones, Ventanas y Chagres emitieron 77GgS en conjunto, cantidad similar a las emisiones totales de países desarrollados. Dados los impactos sobre la salud humana, los ecosistemas y el clima asociados al SO2 y compuestos oxidados de azufre, se requiere contar con mediciones confiables de SO2 de manera de tener un control sobre la abundancia, distribución y emisiones. El ozono (O3) y el SO2 tienen líneas espectrales de absorción similar en el ultravioleta (UV), siendo el O3 mucho más abundante que el SO2. Este último, se comenzó a estimar como una corrección a la estimación de carga atmosférica de O3 en la década de 1980, donde la carga atmosférica de un compuesto corresponde a la integral en la vertical de la concentración del compuesto, medido en moléculas/cm2 o Unidades Dobson (1 DU=2.69×1016 moléculas/cm2). Subsecuentemente, la técnica de filtrado se ha mejorado pudiendose hoy registrar la carga de SO2 con un error de fondo de 0.2 DU. Operacionalmente, se supone un perfil basado en mediciones hechas en EE.UU. En este estudio se analiza la validez de suponer el mismo perfil en la zona centro de Chile, caracterizada por una compleja circulación debido a su topografía, otorgándole variedad de forma y distribución a los perfiles en la zona de estudio. La metodología plantea usar combinadamente un modelo de transporte de baja resolución horizontal (∼ 10km), para calcular los perfiles de SO2 en la zona de estudio y un modelo de transferencia radiativa, para estimar los efectos de la dispersión y absorción del SO2 en la atmósfera. El modelo de transferencia radiativa, permite simular la medición satelital, considerando el perfil modelado. De esta manera es posible estimar la sensibilidad de la estimación de carga de SO2, con respecto a los perfiles a lo largo de Chile Central. Las estimaciones de SO2 se corrigen al cambiar el perfil de SO2 y adema ́s se implementa un filtro estadístico que elimina aquellos datos fuera de los percentiles 1 y 99 de la población y que además elimina la variabilidad mensual, a través de un filtro de Fourier, considerando que el tiempo de residencia del SO2 es del orden de días. El resultado principal es la corrección de las estimaciones de SO2 en la zona central de Chile, con una sensibilidad entre un 40 %-80 %.

Geóloga / El presente trabajo de título tiene por objetivo la estimación de la concentración y flujos de dióxido de azufre (SO2) en penachos volcánicos. En particular, se ha utilizado la cámara ultravioleta Envicam-2, la cual posee filtros que permiten el paso de radiación UV en las longitudes de onda de interés. Mediante la aplicación de la ley de Lambert-Beer, se determina si existe absorción de radiación asociada a la presencia de SO2 para posteriormente cuantificar la concentración mediante celdas de calibración apropiadas. Finalmente, utilizando la velocidad del viento como una aproximación al movimiento del penacho, se estima la emisión de SO2 a la atmósfera a través de flujos. En este trabajo se expone la creación y aplicación de una metodología para el uso de la cámara ultravioleta Envicam-2 y la posterior obtención de concentraciones y flujos de SO2 en volcanes que presentan desgasificación pasiva. En este caso, se realizaron mediciones en los volcanes Láscar, Ollagüe e Irruputuncu, ubicados en el norte de Chile, bajo condiciones meteorológicas óptimas. La cámara permite una adquisición de imágenes en forma relativamente simple y expedita. Utiliza como fuente la radiación solar y puede ser utilizada hasta distancias de unos 10 km del centro de emisión. Los resultados indican concentraciones dentro de los rangos esperados para los tres volcanes, en general entre los 400 a 1700 ppm m. En el caso del volcán Láscar, se obtuvo flujos de SO2 entre 250 a 500 ton/día aproximadamente para una misma imagen del penacho. En particular, la velocidad del viento se determinó a partir del escalamiento de las propias imágenes y son concordantes con datos extraídos de modelos numéricos regionales, así como con la información meteorológica del centro astronómico ALMA, ubicado a unos 40 km al norte del volcán. Este trabajo abre la puerta a futuros desafíos relacionados con la detección remota de gases volcánicos. En particular, la evolución en el tiempo de la emisión de SO2 en volcanes activos puede convertirse en una poderosa herramienta de monitoreo.

Memoria para optar al título de Geóloga / El presente trabajo tiene como objetivo la estimación de flujo de dióxido de azufre en penachos volcánicos mediante una cámara infrarroja. Nicair 1. Es posible medir el SO2 debido al alto contraste que tiene este gas en penachos volcánicos y la atmósfera circundante y la alta señal que posee el SO2 en el espectro centrado en los 8.6µm donde el vapor de agua es débil. La cámara infrarroja captó la señal recibida al fotografíar los penachos volcánicos y mediante el procesamiento de las imágenes según la metodología presentada en este trabajo, se obtuvieron las concentraciones lineales de SO2 (ppmm), las que junto a la estimación de la velocidad de desplazamiento, se integraron según transectas perpendiculares al desplazamiento del penacho para obtener las tasas de emisión (toneladas día-1). Se estimaron concentraciones lineales de SO2 en los volcanes Irruputuncu, Ollagüe y Láscar y solo en este último se calcularon las tasas de emisión en las cercanías al cráter (400 m de altura). Los resultados obtenidos indican emisiones inferiores a las 140 ton/día las que son coherentes con un estratovolcán en estado de quiescencia y la ausencia de cuerpo magmático superficial. Se propone profundizar en las aplicaciones de la cámara infrarroja, considerando que es un instrumento portable. Específicamente estimar tasas de emisión de SO2 en periodos más prolongados y estudiar las emisiones nocturnas. / Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes