Ingeniero Civil / La evaporación es uno de los procesos determinantes en el balance hidrológico de una cuenca, especialmente en zonas del Altiplano de la cordillera de los Andes donde toda el agua que precipita dentro de la cuenca es evaporada al interior de ella, tanto desde suelos saturados como no saturados. Las variaciones en la tasa de evaporación dependen tanto de las condiciones atmosféricas (humedad, temperatura, viento, etc.) como de las características del suelo (conductividad hidráulica, porosidad, conductividad termal, etc.). En este trabajo se estudió experimentalmente el efecto que tiene el nivel freático en la evaporación de un suelo arenoso no saturado. Para esto, se construyó una instalación experimental que permite medir la evaporación en dos estanques que contienen un suelo arenoso idéntico, pero que difieren en su grado de saturación. Esto es, uno de estos estanques se encuentra constantemente saturado, mientras que el otro sólo está saturado al inicio de las experiencias, pero luego baja su grado de saturación (acompañado de un descenso del nivel freático) a medida que el agua contenida se evapora. También, se dispone de una estación meteorológica y de sensores que permiten medir viento, temperatura del aire, temperatura del suelo, humedad relativa y humedad de la superficie. El montaje experimental y la estación se instalaron en la terraza del tercer piso del edificio de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile, expuestos a variaciones naturales de radiación solar, viento, temperatura y humedad del aire. Adicionalmente, se cuenta con mediciones de laboratorio de las propiedades del suelo como conductividad hidráulica del suelo saturado, porosidad del suelo y ancho de la franja capilar del suelo. Para el análisis de las mediciones, se presenta un marco teórico que permite postular la existencia de un número adimensional que se desprende de la razón entre la evaporación y la evaporación máxima del agua contenida en un suelo. Este número adimensional está dado por Kad/D, donde Ka es la velocidad de transferencia del vapor de agua hacia la atmósfera, d es la profundidad del suelo a la cual se encuentran condiciones saturadas, y D es el coeficiente de difusión de vapor de agua en el suelo. A partir de los resultado experimentales se validó satisfactoriamente el marco teórico para el cálculo de la evaporación desde suelos no saturados, que contempla tanto procesos de transferencia de vapor de agua en la atmósfera, como en el suelo. De igual forma, se analizó la variabilidad de la tasa evaporativa respecto a las variaciones de temperatura del aire, de temperatura de los suelos, y de la profundidad del nivel freático. Se analizó la relación del número adimensional con la evaporación y la evaporación máxima, se concluyó acerca de su validez y de los parámetros que componen dicho número. Finalmente, se formulan supuestos y se mencionan algunas consideraciones a tomar para estudios de futuros experimentos. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por proyecto FONDECYT N° 1170850

La presente tesis titulada “Instrumentación geotécnica para monitorear el nivel freático y calidad del agua con sensores eléctricos en piezómetros de tubo abierto”, planteará las nuevas propuestas y actividades que se realizan para el monitoreo de las aguas subterráneas, que tiene como objetivo principal preservar los recursos hídricos y el ecosistema. La obtención de la serie de datos del nivel freático, permitirá conocer las variaciones bruscas de los niveles de agua durante el tiempo de operación; a su vez nos permitirá determinar si existen flujos de agua que alteren el comportamiento del mismo. Además en función a la información obtenida de los resultados de los ensayos físico-químicos y de los resultados de los ensayos de determinación de metales pesados realizados en laboratorios. Estos indicadores fueron comparados y nos permitieron conocer cuál es el estado de las aguas subterráneas en el momento de su evaluación. La metodología empleada es del tipo explicativa y cuantitativa, el diseño de la investigación será descriptivo, observacional y de corte longitudinal. Por ello la presente tesis pretende establecer una metodología de monitoreo de aguas subterráneas, que permita mejorar el comportamiento ambiental de las zonas de operación de una empresa dedica a la explotación de materia prima para el sector construcción; por lo cual se procesaron parámetros asociados a los aspectos ambientales establecidos en las herramientas de gestión y la legislación ambiental aplicable. Los resultados obtenidos respecto al nivel freático permitieron establecer aquellas épocas de incremento y disminución de los niveles de agua; además se lograron identificar posibles focos de contaminación del agua subterránea, presente en el área de influencia de las unidades de operación de una empresa cementera, concluyendo con la aceptación de las hipótesis planteadas. This thesis entitled as "Geotechnical instrumentation to monitor the phreatic level and water quality sensors in electrical piezometers open tube", raise new proposals and activities undertaken for monitoring groundwater, whose main objective is to preserve the water resources and the ecosystem. Obtaining the data series of the phreatic level, will reveal the abrupt changes in water levels during the time of operation; in turn will allow us to determine if water flows that alter behavior of the same. Also, according to information obtained from the results of the physicochemical and the results of tests of heavy metal determination tests conducted in laboratories. These indicators were compared and let us know what the status of groundwater at the time of evaluation. The methodology used is the explicative and quantitative type, the research design is descriptive and longitudinal. Therefore this thesis aims to establish a methodology for groundwater monitoring, which improves environmental performance of operational areas of a company engaged in the exploitation of raw materials for construction sector; whereby parameters associated with the environmental aspects set out in the management tools and the applicable environmental legislation is processed. The results regarding the phreatic level allowed to establish those periods of rising and falling water levels, they were also able to identify potential sources of groundwater contamination present in the area of influence of the operating units of a cement company, concluding with the acceptance of the hypotheses.