El presente trabajo de Tesis aborda el problema de la caracterización del flujo de agua en medios porosos heterogéneos mediante el uso de métodos numéricos y soluciones analíticas. En primer lugar, se propone un experimento numérico que simula las técnicas de laboratorio usualmente empleadas para la obtención experimental de las relaciones constitutivas. Con este fin se resuelve la ecuación de flujo no saturado en estado estacionario en dominios bidimensionales y tridimensionales considerando campos de conductividad hidráulica altamente heterogéneos. La linealización del problema se realiza mediante un esquema de Picard y la aproximación numérica mediante métodos híbridos mixtos de elementos finitos. Este procedimiento numérico es utilizado para obtener parámetros hidráulicos efectivos y relaciones constitutivas de rocas fracturadas y rocas heterogéneas con distinto grado de correlación espacial. Se presenta además un análisis comparativo de las diferencias que surgen al representar las heterogeneidades en dos y tres dimensiones. La caracterización hidráulica de rocas fracturadas también es abordada mediante modelos analíticos. Utilizando conceptos de geometría fractal para representar la red de fracturas se derivan dos modelos constitutivos con expresiones analíticas cerradas para una y dos fases (agua y aire). Las expresiones analíticas son analizadas en términos de los parámetros involucrados, y validadas mediante su ajuste con datos experimentales y valores obtenidos con el experimento numérico descrito anteriormente. Por último, se analiza el efecto de la heterogeneidad de la conductividad hidráulica a escala de campo en acuíferos costeros afectados por la marea. Para ello se derivan soluciones analíticas exactas y aproximadas que permiten estimar las fluctuaciones inducidas en pozos para el caso de heterogeneidades lineales de la conductividad hidráulica. Las nuevas soluciones analíticas son comparadas con la correspondiente a un acuífero homogéneo y utilizadas para estimar parámetros hidráulicos a partir de datos experimentales disponibles en la literatura.

El trabajo de investigación se realizó con el objetivo de analizar la sostenibilidad ambiental de la Huella Hídrica verde de la actividad agrícola en la subcuenca del río Achamayo en la localidad de Ingenio – 2016. Se utilizó los datos proporcionados por la estación meteorológica de “Ingenio” entre enero del 2011 hasta diciembre del 2015, para poder cuantificar la Huella Hídrica verde mediante el programa CROPWAT y luego analizarla para poder determinar el uso actual del agua proveniente de las precipitaciones en la agricultura. Se utilizó el método sistémico para analizar sus interacciones entre la cantidad de agua de lluvia en la zona, la demanda hídrica de los productos vegetales y su sostenibilidad ambiental a lo largo del tiempo, de esta forma, este trabajo brinda más que un mero cálculo, brinda un aporte científico al determinar la sostenibilidad ambiental del área de estudio. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Determina la mezcla de abonos: natural orgánico, y sintético, que optimice la calidad de un suelo agrícola, utilizando un suelo agrícola de la localidad de Pampa del Arco, Ayacucho; el mismo que estuvo en descanso bajo cobertura de Pennisetum clandestinum, por un período de cinco años. La unidad experimental consiste en baldes plásticos para 20 kg de suelo con cultivo de tomate. Se utiliza el diseño 03 de julio, que evalúa cinco niveles para cada uno de los factores en estudio (a: abono natural, compost; b: fertilizantes sintéticos, NPK). Se evalúan dos variables: “calidad del suelo” y “salud del cultivo”. Los resultados encontrados permiten arribar a las conclusiones siguientes: la calidad del suelo sufre cambios significativos según la mezcla de abonos, siendo más perjudiciales las que llevan altos niveles de abono sintético; por el contrario el abono orgánico contribuye a mantener una adecuada tasa de infiltración del agua en el perfil del suelo. La aplicación de abono sintético puro, sin acompañar con compost, afecta la actividad microbiana del suelo. El menor impacto negativo sobre la infiltración del agua en el perfil del suelo, se consigue aplicando mezclas de un mínimo de 5 t.ha-1 de compost con 80-90-70 kg.ha-1 de NPK, o mezclas de un mínimo de 7,5 t.ha-1 de compost con 160-180-140 kg.ha-1 de NPK. El mejor nivel de calidad del suelo estimada por efecto de la mezcla de compost y abono sintético corresponde a la mezcla de 10 t.ha-1 de compost y 160-180-140 kg.ha-1 de NPK. Los modelos que predicen la influencia del abono orgánico (compost) y del abono sintético en la calidad del suelo y salud del cultivo, son: Y = 22,74 + 2,0949X1 - 4,3154X2 + 0,8430X1² - 0,5648X2² + 0,2771X1X2, para la tasa de infiltración del agua a través del perfil del suelo; Y = 805,9 + 35,98462X1 + 52,72179X2 + 2,20291X1² - 10,23337X2² - 9,05208X1X2, para el rendimiento de frutos de tomate. / Tesis