Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Realiza un estudio de dos modelos fisicoquímicos de la dinámica de fluidos contaminantes en medios porosos a escala geológica, específicamente se estudia la interacción del modelo de flujo de aguas subterráneas y el modelo de transporte reactivo, orientados particularmente a los sistemas porosos como son los acuíferos o reservorios geológicos de aguas subterráneas. Complementando el estudio de los fenómenos en medios porosos de la presente tesis se presenta un ejemplo de simulación numérica de la ecuación del transporte de contaminantes en medios porosos. Debido la vital importancia de la simulación computacional se aborda también en el último capítulo una guía básica descriptiva de la simulación computacional de las ecuaciones de flujo y transporte. Básicamente se estudia un ejemplo de simulación computacional de la evolución espacio-temporal de una pluma contaminante reactiva inmersa en un medio poroso constituido por tres tipos de acuíferos. Esta simulación está basada en el programa computacional MODFLOW. Este programa es un modelador de flujo por diferencias finitas desarrollado por el Servicio Geológico de los Estados Unidos, el cual está basado en un código fuente que resuelve mediante interacciones la ecuación de flujo del agua subterránea. En cuanto al modelo de transporte éste se encuentra soportado por el programa MT3D, el cual es un modelo diseñado en computar las ecuaciones del transporte de solutos en 3D para la simulación de la advección, dispersión y reacciones geoquímicas de los constituyentes de solutos contaminantes disueltos en los sistemas de aguas subterráneas. / Tesis

El documento digital no refiere un asesor / Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Analiza el diseño y mejoramiento de un sistema de abastecimiento de agua para el centro poblado de Santa Elena - Pacucha - Andahuaylas, que aprovecha el recurso hídrico de un manantial, para satisfacer sus necesidades existentes principalmente: consumo humano. La aplicación se efectúa mediante un sistema de captación, línea de aducción y línea de distribución. El proyecto se desarrolla en el centro poblado de Santa Elena, ubicado en el distrito de Pacucha localidad de Andahuaylas, región Apurímac. a una altura de 3130 m.s.n.m. Se pretende mejorar la calidad de vida, aun teniendo en cuenta las restricciones climatológicas y el marco económico social de la zona. El objetivo es: evaluar y construir un sistema de abastecimiento de agua por gravedad a través de un manantial, desde la captación hasta la conducción final al predio de cada habitante del centro poblado Santa Elena - Pacucha - Andahuaylas. Los resultados obtenidos en cuanto a las estructuras hidráulicas son: obras de captación, 11 cámaras de rompe presión (CRP), instalación de una red de tuberías de 2” diámetro para la Aducción y de 2” y de 1” de diámetro para la línea de distribución. Con respecto a los resultados del diseño se puede concluir que el sistema otorga una carga de presión necesaria para cada vivienda. La operación del sistema requiere el uso adecuado de la infraestructura construida asimismo el mantenimiento tiene como puntos clave: la captación, CRP y las tuberías instaladas. / Trabajo de suficiencia profesional

Ingeniero Civil / La agricultura constituye una de las principales actividades económicas en la región de Arica y Parinacota. El Valle de Azapa alberga el área agrícola más importante de la región con cerca de 3.000 [ha] cultivadas, y como ocurre en todo el norte del país, el factor limitante para el desarrollo de dicha actividad es el recurso hídrico. En diferentes estudios el déficit hídrico se ha estimado entre 250 y 500 [l/s], y a raíz de aquello se han observado descensos continuos de los niveles de los pozos por periodos de hasta 20 años. El objetivo de este trabajo fue realizar una caracterización de la cuenca del río San José para determinar el potencial de implementar un sistema de recarga artificial de acuíferos en el Valle de Azapa, como alternativa para mitigar el déficit hídrico de la zona. Luego de analizar preliminarmente los antecedentes, tanto de metodologías de recarga existentes como las características propias del valle, se determinó que la infiltración de las aguas del río San José mediante lagunas de infiltración, y la recarga de las aguas residuales de Arica mediante pozos serían alternativas factibles de implementar en este caso. Se estimó la disponibilidad hídrica del río San José en base a la estadística de caudales diarios de las estaciones de monitoreo Ausipar y San José en Bocatoma Azapa. Se encontró que considerar un caudal de diseño de 0,6 [m3/s] sería razonable, lo cual permitiría infiltrar en promedio 2,45 [hm3] anualmente y se requerirían 15,9 [ha] para hacerlo mediante lagunas. Sin embargo, se requiere una importante remoción sedimentos para evitar problemas de colmatación y existe el riesgo de contaminar el acuífero con arsénico por sus elevadas concentraciones en el agua superficial. Las aguas residuales presentan una disponibilidad de 864 [l/s] y para infiltrarlas requieren tratamiento terciario y elevar el caudal hasta el punto de inyección. Se identificaron dos sectores de adecuada permeabilidad para la recarga: uno en la parte baja del Valle entre los kilómetros 5 y 12 del Camino Azapa con un potencial de almacenamiento de 6,2 [hm3] y otro en la parte alta entre los kilómetros 18 y 30 con un potencial para almacenar 18,5 [hm3]. Así, un buen lugar de emplazamiento para la infiltración por lagunas sería entorno al kilómetro 30 cercano a la Bocatoma Azapa, mientras que la infiltración por pozos sería recomendable emplazarla entorno al kilómetro 12. La infiltración por pozos asoma como la alternativa más recomendable por el mayor caudal que podría ser recargado y el alto grado de seguridad respecto de su disponibilidad, a diferencia de la infiltración por lagunas donde sería necesario remover el arsénico y los sedimentos que arrastra el río San José, la disponibilidad de terreno es limitada, no hay certeza respecto de la disponibilidad de agua y las crecidas del río constituyen un riesgo importante para las obras hidráulicas. Finalmente cabe destacar que para implementar un proyecto de este tipo se requiere mejorar de manera importante tanto la cantidad como la calidad de la información de caudales y aumentar la cobertura de monitoreo de la calidad química de las aguas subterráneas.

Aquesta Tesi Doctoral està centrada en la reconstrucció de les condicions climàtiques del passat a la conca occidental del Mediterrani, i més concretament en l’estudi de l’efecte de la variabilitat climàtica d’escala orbital i mil•lenària sobre les condicions oceanogràfiques de la conca. El treball es basa en l’anàlisi i interpretació de dades de indicadors sedimentològics, com ara la mida de gra i la composició elemental dels sediments, d’on s’ha obtingut informació sobre els canvis en les aportacions terrígenes induïts per la variabilitat climàtica i oceanogràfica de la conca, reflectida en canvis del nivell del mar o de la circulació termohalina. Hom ha pogut investigar els canvis del nivell del mar associats als cicles glacials mitjançant l’estudi de les variacions en la mida de gra de les partícules sedimentàries i en la composició elemental d’un testimoni del marge progradant del Golf de Lleó. Les variacions eustàtiques del nivell del mar han determinat l’apilament d’unitats sedimentaries regressives en el talús superior amb una ciclicitat de 100 ka. Els canvis en el nivell del mar han modulat la sedimentació en el marge, la qual va oscil•lar entre aportacions principalment fluvials durant els períodes glacials coincidint amb nivells del mar baixos, i aportacions degudes a la reactivació de processos erosius a la plataforma continental com les Cascades d’Aigües Denses de Plataforma durant les èpoques amb nivell del mar alt corresponents als períodes interglacials. L’estudi de l’Estadi Isotòpic Marí 3, entre 65 i 20 ka, caracteritzat per condicions climàtiques fluctuants de escala mil•lenària, ens hauria d’ajudar a entendre com el clima es comporta sota condicions canviants ràpides i per lo tant pot ser clau per entendre millor el ràpid canvi climàtic induït per l’ésser humà. Les variacions de la mida de gra durant aquest període en el marge del Golf de Lleó han revelat per primera vegada l’existència d’oscil•lacions del nivell del mar d’escala mil•lenària associades a la variabilitat climàtica dels cicles de Dansgaard-Oeschger observats a l’Atlàntic Nord. Nivells del mar relativament alts s’associen a les fases càlides dels cicles de Dansgaard-Oeschger. Aquests resultats mostren una ràpida resposta dels casquets polars a la variabilitat climàtica ràpida del darrer període glacial. Resta per identificar, però, amb precisió el inici d’aquestes pujades del nivell del mar i la seva amplitud. La circulació termohalina del Mediterrani occidental també s’ha vist afectada per les oscil•lacions climàtiques dels cicles de Dansgaard-Oeschger durant l’Estadi Isotòpic Marí 3. Els resultats confirmen que la circulació profunda del Mediterrani occidental funcionà de manera asincrònica respecte a la Circulació de Retorn de l’Atlàntic Nord durant els cicles de Dansgaard-Oeschger. Aquest fet posa de manifest la rapidesa en la transmissió de la variabilitat climàtica entre latituds altes i intermèdies, probablement induïda per un mecanisme de teleconnexió atmosfèrica similar a l’actual Oscil•lació de l’Atlàntic Nord. Tot i així, la circulació profunda del Mediterrani occidental també fou modulada per canvis en la hidrologia de la conca. A l’Holocè hom ha identificat igualment una sèrie d’esdeveniments de curta durada de intensificació de la circulació termohalina, els quals mostren una ciclicitat d’uns 1000 anys. Hom ha pogut correlacionar aquest esdeveniments amb altres observats a l’Atlàntic Nord i en altres regions del planeta, fet que confirma que les reorganitzacions ràpides del sistema climàtic són també comuns en els períodes interglacials. / This PhD Thesis focuses on the reconstruction of past climatic conditions in the Western Mediterranean Basin, and more precisely on the study of the impact of climate variability at orbital and millennial time scales over oceanographic conditions. The work relies on the study of sedimentological proxies like grain-size and elemental geochemical composition of the sediments for unravelling the changes in terrigenous supplies led by oscillations in climate and oceanographic conditions, namely sea level fluctuations and changes in the termohaline circulation of the Western Mediterranean Sea. Sea level changes associated with glacial cycles have been investigated by analysing the oscillations in grain-size and geochemical composition of the sediment records from the progradational Gulf of Lion margin. Eustatic sea level oscillations have determined stacking of regressive progradational units in the upper slope following a 100 kyr cyclicity. Sea level fluctuations have modulated sediment accumulation over this margin, with a succession of periods dominated by high fluvial supplies, and periods characterized by the reactivation of erosive processes in the continental shelf such as Dense Shelf Water Cascading during glacial lowstands and interglacial highstands, respectively. The study of climate variability during Marine Isotope Stage 3, between 65 and 20 ka, characterized by rapid climate fluctuations of millennial time scales, may help us to understand how the climate behaves when undergoing rapid changes and therefore might also further increase our understanding of rapid, anthropogenic climate change. The high-resolution study of grain-size oscillations during Marine Isotopic Stage 3 in the Gulf of Lion margin has shown by the first time the occurrence of millennial scale sea level fluctuations associated with climate variability during the Dansgaard-Oeschger cycles identified in the North Atlantic region. Relative high sea level has been observed to occur during warm interstadials of the Dansgaard-Oeschger cycles. These results point to a rapid response of the ice sheets to climate variability during the last glacial period. However, the precise timing and the amplitude of these millennial-scale sea level rises are still to be determined. The termohaline circulation of the Western Mediterranean Sea has been affected by Dansgaard-Oeschger climate oscillations during Marine Isotopic Stage 3 too, as determined by the study carried out in the IMAGES core MD99-2343 offshore Minorca island. Our results show that during Dansgaard-Oeschger cycles the circulation of deep-water masses in the Western Mediterranean was not synchronized with the Atlantic Meridional Overturning Circulation. This confirms the rapid transmission of climate variability between high and mid-latitudes, likely induced by an atmospheric mechanism similar to the present-day North Atlantic Oscillation. Hydrological oscillations within the basin further modulated the termohaline circulation in the Western Mediterranean Sea. During the Holocene a series of short-lived events of enhanced deep-water circulation have been identified to occur with a cyclicity close to 1000 yr, which have been correlated to relatively cold periods recently recognized from the North Atlantic region and in other regions of the world. These results confirm that rapid reorganizations of the climate system usually ascribed to glacial stages are also a common feature during interglacial periods.