La ciudad de Lima, a partir de la década de los 80's, ha venido experimentando un crecimiento urbano exponencial y desordenado, estas condiciones y la falta de seguridad en las construcciones de viviendas incrementan la vulnerabilidad frente a diversos peligros como terremotos, incendios, tsunamis y también frente a lluvias, siendo estas últimas poco estudiadas y no por ello menos importantes. El presente estudio busca implementar nuevas herramientas y métodos para realizar un modelamiento espacial que nos permita identificar las zonas más vulnerables frente a una lluvia extrema en Lima Metropolitana, así también, identificar la tipología predominante de las viviendas en zonas más vulnerables. Esta investigación utiliza como principal fuente, reportes históricos de una de las lluvias atípicas más catastróficas que ha ocurrido en Lima, la del 15 de enero de 1970 coloquialmente conocida como el “diluvio setentero”, quedando así la ciudad en condiciones críticas. Desde entonces no ha vuelto a ocurrir una lluvia de similar magnitud, pudiendo ser el evento del siglo; lo que significa que volverá a ocurrir y por ello, se deben tomar las medidas de prevención necesarias. No se debe subestimar la fuerza erosiva del agua, siendo que vivimos en una ciudad sin infraestructura para la evacuación del agua y con viviendas poco estructuradas para este tipo de eventos. Para entender las zonas más vulnerables, identificar los patrones y características de estos espacios, se utilizó el programa Maxent y un conjunto de herramientas de análisis espacial, como los sistemas de información geográfica. Se complementó el análisis con un registro fotográfico para corroborar los resultados. Esta investigación contribuirá como una línea de base a los tomadores de decisiones y sugerirá algunas acciones para prevenir los impactos de las lluvias intensas en la ciudad capital. Los resultados indican que la vulnerabilidad se presenta en la mayoría de las periferias de Lima Metropolitana y el Callao, así como, en los distritos de tradición histórica. La tipología de viviendas que predomina en las zonas vulnerables corresponde en su mayoría a viviendas de techo y pared de adobe cuya forma de techo es plana. / The city of Lima, since the 80's, has been experiencing an exponential and disorganized urban growth. These conditions and the lack of security in housing constructions increase vulnerability to various hazards such as earthquakes, fires, tsunamis and rains. These rains are little studied but not least important. The present study searches to implement new tools and methods to perform a spatial modeling that allows us to identify the most vulnerable areas in the face of extreme rain in Metropolitan Lima, in the same way to identify the predominant type of housing in the most vulnerable areas. This research uses as main source, reports the historical one of the most catastrophic atypical rains that has occurred in Lima, on January 15, 1970, colloquially known as the “diluvio setentero”, thus leaving the city in critical conditions. Since then, there has not been a rain of similar magnitude again, which could be the event of the century; which means that it will happen again. Therefore, the necessary prevention measures must be taken. The erosive force of water should not be underestimated, in face that we live in a city without infrastructure for water evacuation and with poorly structured housing for this type of event. To understand the most vulnerable areas, to identify the patterns and characteristics of these spaces, we used the program called Maxent and a set of spatial analysis tools, such as geographic information systems. The analysis was complemented with a photographic record to corroborate the results. This investigation will contribute as a baseline to the decision makers and suggest some actions to prevent the impacts of heavy rains in the capital city. The results indicate that the vulnerability is present in most of the peripheries of Metropolitan Lima and Callao, as well as in the districts of historical tradition. The typology of dwellings that predominates in the vulnerable zones corresponds in its majority to dwellings of roof and adobe wall whose roof form is flat.

Tesis por compendio / [ES] La mayoría de los estudios científicos pronostican un incremento en la frecuencia y magnitud de los episodios de precipitaciones extremas como consecuencia de los efectos del cambio climático. Además, se espera que en un plazo de 50 años el 80% de la población mundial viva en zonas propensas a inundaciones. Este incremento en la peligrosidad, vulnerabilidad y en la exposición al peligro de lluvias intensas supone un aumento significativo en el riesgo de inundaciones, ya de por si elevado, que manifiesta la urgente necesidad de tomar medidas encaminadas a reducir la vulnerabilidad y desarrollar metodologías capaces de estimar con la mayor precisión posible la magnitud y la probabilidad de ocurrencia de estos posibles fenómenos extremos. En esta última dirección va dirigida la presente tesis doctoral, presentando una nueva metodología basada en el uso de generadores meteorológicos estocásticos para la estimación de la frecuencia de avenidas extremas tanto en escenarios de clima actual como de cambio climático. Más allá del paradigma de la tormenta de diseño y de los estudios tradicionales de análisis de frecuencia de inundaciones, la metodología propuesta en esta tesis se basa en la simulación sintética continua: generador meteorológico estocástico + modelo hidrológico espacialmente distribuido. El uso de generadores meteorológicos estocásticos para el análisis de frecuencia de inundaciones es una práctica cada vez más común dentro de la comunidad hidrológica. Sin embargo, es necesario disponer de observaciones largas y completas para obtener estimaciones de cuantiles confiables para altos períodos de retorno. La novedad que introduce la metodología propuesta se basa en la integración de estudios regionales de precipitación máxima en la implementación del generador meteorológico, lo que reduce considerablemente la incertidumbre en las estimaciones de cuantiles (especialmente aquellos asociados a eventos de baja frecuencia) debida a los usualmente cortos y escasos registros hidrometeorológicos de los que se dispone hasta la fecha. Esta tesis se presenta como un compendio de cinco publicaciones: tres de ellas ya publicadas y dos en proceso de revisión en revistas indexadas en el Journal Citation Report. Estos documentos narran la progresión de la metodología a lo largo de diversas etapas hasta llegar al enfoque final. Inicialmente concebida para el clima actual a escala diaria, la metodología fue posteriormente adaptada a escala subdiaria y finalmente desarrollada para su aplicación en escenarios de clima futuro. A lo largo de este proceso, se abordaron estudios de incertidumbre asociados a la cantidad de información que involucran tanto las estimaciones de cuantiles de precipitación como de inundación. Las metodologías se han implementado en dos casos de estudio: Rambla de la Viuda (Castellón) y; la cuenca del río Segura, cuyos resultados han evidenciado la solidez y eficacia de las metodologías. En el ámbito de la modelización meteorológica, los resultados han sido consistentes y satisfactorios, demostrando la capacidad de la metodología para representar con precisión las complejidades de los patrones climáticos. Asimismo, en el ámbito hidrológico, la metodología ha exhibido una eficaz capacidad para representar y simular los procesos relacionados con el ciclo del agua, ofreciendo resultados coherentes y satisfactorios en la estimación de caudales y eventos de inundación tanto en clima actual como en clima futuro. Esta consistencia en la robustez de la metodología, tanto en la modelización meteorológica como hidrológica, respalda su aplicabilidad y confiabilidad en entornos y condiciones climáticas diversas. / [CA] La majoria dels estudis científics pronostiquen un increment de la freqüència i la magnitud dels episodis de precipitacions extremes a conseqüència dels efectes del canvi climàtic. A més, s'espera que en un termini de 50 anys el 80% de la població mundial habite en zones propenses a inundacions. Aquest acreixement en la perillositat, vulnerabilitat i exposició al perill de pluges intenses suposa un augment significatiu del risc d'inundacions, ja de per si elevat, que manifesta la urgent necessitat de prendre mesures encaminades a reduir la vulnerabilitat i desenvolupar metodologies que permeten estimar amb la major precisió possible la magnitud i la probabilitat d'ocurrència d'aquests possibles fenòmens extrems. En aquesta última direcció va dirigida la present tesi doctoral, que presenta una nova metodologia basada en l'ús de generadors meteorològics estocàstics per a l'estimació de la freqüència d'avingudes extremes, tant en escenaris de clima actual com de canvi climàtic. Més enllà del paradigma de la tempesta de disseny i dels estudis tradicionals d'anàlisis de freqüència d'inundacions, la metodologia proposada en aquesta tesi es basa en la simulació sintètica contínua: generador meteorològic estocàstic + model hidrològic espacialment distribuït. L'ús de generadors meteorològics estocàstics per a l'anàlisi de freqüència d'inundacions és una pràctica cada vegada més comuna dins de la comunitat hidrològica. No obstant això, és necessari disposar d'observacions llargues i completes per a obtindre estimacions de quantils de confiança per a alts períodes de retorn. La novetat que introdueix la metodologia proposada es basa en la integració d'estudis regionals de precipitació màxima en la implementació del generador meteorològic, la qual cosa redueix considerablement la incertesa en les estimacions de quantils (especialment d'aquells associats a esdeveniments de baixa freqüència) a causa dels usualment curts i escassos registres hidrometeorològics dels quals es disposa fins a la data. Auqesta tesi es presenta com un compendi de cinc publicacions: tres d'elles en ja publicades i dos en procés de revisió en revistes indexades en el Journal Citation Report. Aquests documents narren la progressió de la metodologia al llarg de diverses etapes fins arribar a l'enfocament final. Inicialment concebuda per al clima actual a escala diària, la metodologia va ser posteriorment adaptada a escala subdiària i finalment desenvolupada per a la seua aplicació en escenaris de clima futur. Al llarg d'aquest procés, es van abordar estudis d'incertesa associats a la quantitat d'informació que involucren tant les estimacions de quantils de precipitació com d'inundació. Les metodologies s'han implementat en dos casos d'estudi: Rambla de la Vídua (Castelló) i; la conca del riu Segura, els resultats del qual han evidenciat la solidesa i eficàcia de les metodologies. En l'àmbit de la modelització meteorològica, els resultats han estat consistents i satisfactoris, ja que han demostrat la capacitat de la metodologia per a representar amb precisió les complexitats dels patrons climàtics. Així mateix, en l'àmbit hidrològic, la metodologia ha exhibit una eficaç capacitat per a representar i simular els processos relacionats amb el cicle de l'aigua, i ens ha oferit resultats coherents i satisfactoris en l'estimació de cabals i esdeveniments d'inundació tant en clima actual com en clima futur. Aquesta consistència en la robustesa de la metodologia, tant en la modelització meteorològica com en la hidrològica, recolza la seua aplicabilitat i confiabilitat en entorns i condicions climàtiques diverses. / [EN] Most scientific studies predict an increase in the frequency and magnitude of extreme precipitation events as a consequence of climate change effects. Furthermore, it is expected that within 50 years, 80% of the global population will reside in flood-prone areas. This heightened risk, vulnerability, and exposure to intense rainfall hazards signify a significant rise in the flood risk, already elevated. It underscores the urgent need to implement measures to reduce vulnerability and develop methodologies capable of accurately estimating the magnitude and probability of occurrence of these potential extreme events. This doctoral thesis is directed towards this objective, presenting a new methodology based on the use of stochastic weather generators for estimating the frequency of extreme floods in both current and climate change scenarios. Beyond the Design Storm paradigm and traditional Flood Frequency Analysis studies, the methodology proposed in this thesis relies on continuous synthetic simulation: stochastic weather generator + spatially distributed hydrological model. The use of stochastic weather generators for Flood Frequency Analysis is becoming increasingly common within the hydrological community. However, reliable quantile estimates for high return periods require long and complete observations. The innovation introduced by the proposed methodology lies in the integration of regional studies of maximum precipitation into the implementation of the weather generator, significantly reducing uncertainty in quantile estimates (especially those associated with low-frequency events) due to the typically short and limited hydrometeorological records available to date. This thesis is presented as a compilation of five publications: three already published and two under review in journals indexed in the Journal Citation Report. These documents narrate the progression of the methodology through various stages to its final approach. Initially conceived for the current climate at a daily scale, the methodology was later adapted to a subdaily scale and ultimately developed for application in future climate scenarios. Throughout this process, uncertainty studies were addressed concerning the amount of information involving both precipitation and flood quantile estimates. The methodologies have been implemented in two case studies: Rambla de la Viuda (Castellón) and the Segura River basin, with results demonstrating the robustness and effectiveness of the methodologies. In the field of meteorological modeling, the results have been consistent and satisfactory, showcasing the methodology's ability to accurately represent the complexities of climate patterns. Likewise, in the hydrological domain, the methodology has exhibited effective capabilities in representing and simulating processes related to the water cycle, offering coherent and satisfactory results in the estimation of flows and flood events in both current and future climates. This consistency in the robustness of the methodology, both in meteorological and hydrological modeling, supports its applicability and reliability in diverse environmental and climatic conditions. / This work was supported by the Spanish Ministry of Science and Innovation through the research projects TETISCHANGE (RTI2018-093717-B-100) and TETISPREDICT (PID2022-141631OB-I00). Funding for the Open Access charge has been provided by Universitat Politècnica de València / Beneyto Ibáñez, C. (2024). On the Use of Weather Generators for the Estimation of Low-Frequency Floods under a Changing Climate [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/205179 / Compendio

Cuantifica y analizar espacial y temporalmente la escorrentía en la cuenca del río Vilcanota, a fin de entender la ocurrencia de inundaciones. / Tesis

Objetivo: Determinar la relación de los pastos naturales y la recarga hídrica de acuíferos con base en el estudio de tres zonas de ladera, Huishna, Huaytapallana y Lazo Huntay (Testigo) de la subcuenca del río Shullcas. Método: La investigación es aplicada ya que utiliza conocimientos de hidrología establecidos, que permiten evaluar el grado de aporte hídrico en diferentes características y condiciones del área. Se utilizó el método hipotético deductivo determinando la influencia de la precipitación efectiva y la evapotranspiración en la recarga hídrica. Se utilizó el método de balance hídrico de suelos de Schosinsky. Los datos generados fueron procesados mediante la correlación de Spearman para determinar su significancia en los diferentes tipos de cobertura. Resultados: El tipo de cobertura vegetal no está relacionado con la recarga hídrica de manera significativa, con un valor de r=0.018. Huaytapallana genero solo un 4 % de las precipitaciones anuales como recarga hídrica, debido a que el pastoreo intensivo (sobrepastoreo) como uso de suelo disminuye la capacidad de infiltración. La mayor recarga hídrica se dio en Huishna, 20 % de las precipitaciones anuales, debido a que esta zona presenta tipo de uso de suelo de protección y forestal, confiriéndole mejores propiedades de estructura de suelos y por tanto mayor infiltración básica de suelos. Conclusión: La recarga hídrica no está relaciona con la cobertura vegetal ya que el factor determinante en la recarga hídrica es el uso de suelos, debido a su influencia en la estructura y capacidad de retención hídrica. En proyectos de reforestación, el uso del suelo y el tipo de cobertura serán los que determinen el potencial de recarga hídrica.

La erosión hídrica es uno de los principales procesos de degradación que afectan a las tierras agrícolas a nivel mundial. Sus efectos tienen consecuencias en el sitio donde ocurre, al disminuir la capacidad productiva de las tierras. Al mismo tiempo ocasionan externalidades, debido a la sedimentación en canales y reservorios y a la contaminación que puede provocar. En Argentina, estadísticas del año 1990 indican que la erosión afecta 30 millones de hectáreas, y recientemente se ha establecido que 650.000 hectáreas por año se incorporan al área afectada por erosión hídrica y eólica, debido a manejos inadecuados tales como deforestación, sobrepastoreo, cultivo de tierras marginales, entre otros. La siembra directa es una práctica de manejo que constituye una alternativa para reducir el escurrimiento y la erosión en las tierras cultivables. Su introducción en nuestro país modificó la agricultura. Su adopción se produjo rápidamente junto con la introducción de cultivos transgénicos y el aumento en el uso de agroquímicos en un proceso de incremento de la superficie destinada a la agricultura (agriculturización) que se vio favorecido por la mejora en los precios de los commodities y el incremento de las precipitaciones desde la mitad de la década de los años 70. En particular, en las tierras fértiles de las sierras de Tandilia, este sistema se introdujo de manera poco sustentable. Esto incluye el sobrepastoreo de rastrojos asociado a la reducción del área destinada a la ganadería, y la escasa planificación de las rotaciones, en las cuales el cultivo de soja tiene alta participación. Además, la sembradora de siembra directa es utilizada en combinación con operaciones previas de labranza. De este modo, los cambios ocurridos han provocado la reducción en la cobertura vegetal y en el efecto protector que ejerce. Al mismo tiempo, el aumento de las precipitaciones registrado en las últimas décadas, en el contexto antes mencionado, han contribuido a incrementar el escurrimiento, y a favorecer las condiciones para la pérdida de suelo. Esta tendencia se evidencia por los desbordes recurrentes de los arroyos de la región (durante los años 1980, 1985, 1992, 2001, 2002 y 2012) y por los síntomas de erosión que pueden ser observados con frecuencia por los productores, como surcos y cárcavas, lo que determina que este proceso de degradación constituya un problema prioritario en la región de las sierras de Tandilia. El objetivo de esta tesis fue estudiar el proceso erosión hídrica en una microcuenca ubicada en la subcuenca superior del arroyo del Azul, que se encuentra en el Sistema de Tandilia, por medio de la evaluación de la precipitación, el escurrimiento y el transporte de sedimentos en un curso de agua, como también a través de la aplicación de un modelo empírico que describa dicho proceso. El estudio se basó en las siguientes hipótesis: - En el área bajo estudio existe relación entre las características de las tormentas, generación de escurrimiento superficial y producción de sedimentos - El escurrimiento y la producción de sedimentos sufren modificaciones a lo largo del año en función de la estacionalidad de las tormentas y de la variación en el uso del suelo - El proceso de erosión laminar resulta predominante frente al de erosión en surcos El análisis se realizó en una microcuenca agrícola de 566 hectáreas durante 2011 y 2012, donde se realizaron mediciones de precipitación, escurrimiento y concentración de sedimentos. Para cada evento se consideraron las variables asociadas a la precipitación: precipitación total (P), duración de la precipitación (Dur), su energía cinética total (E), la intensidad máxima en 10 y en 30 minutos (I10 e I30, respectivamente) y el producto EI30. El escurrimiento se estudió a través de la lámina de escurrimiento total (Esc), el caudal pico (Qp), el caudal superficial medio (Qsm) y el coeficiente de escurrimiento (CE). Se obtuvieron muestras de agua de escurrimiento y se calculó la concentración de sedimentos suspendidos. Asimismo, se estimaron valores de producción total de sedimentos. La humedad antecedente se analizó a través de la reserva de agua en el suelo del día previo a la precipitación y además mediante la lluvia acumulada en los 5 días previos. Se evaluaron los parámetros de la ecuación universal de pérdida de suelo modificada (MUSLE) a partir de valores de escurrimiento, características del suelo, información topográfica y datos de cultivos, y se obtuvieron valores calculados de la producción total de sedimentos. Considerando el conjunto de los 17 eventos registrados, se encontraron correlaciones entre las variables asociadas al escurrimiento y a la precipitación, y la concentración de sedimentos suspendidos se vinculó estadísticamente con la precipitación y el escurrimiento. La dispersión registrada en la relación entre la concentración de sedimentos y las variables del escurrimiento asociadas indicaría que el proceso de pérdida de suelo tendría un comportamiento no lineal de alta variabilidad, en relación con las características de las lluvias en cuanto a su estacionalidad, que condiciona su intensidad y su erosividad. La producción total de sedimentos estimada mostró las mejores correlaciones con Qp, Qsm, CE o el factor de escurrimiento del modelo MUSLE, y tales relaciones se ajustaron a funciones exponenciales. El análisis detallado de la relación entre la producción de sedimentos estimada y el Qp permitió identificar cambios en la respuesta de este sistema, en vinculación con los mecanismos de erosión predominantes durante el período estudiado. Estos cambios se asociarían a modificaciones en las condiciones de equilibrio de la cuenca, que ocurrirían al ser superado un valor umbral. Así, tal situación, estaría dada por una pérdida en la resiliencia del sistema, es decir que no se expresaría su capacidad de regulación ante las lluvias, la que estaría dada por las propiedades de los suelos como su alto contenido de materia orgánica, su alta estabilidad estructural que favorecerían las condiciones para la infiltración del agua pluvial. Al considerar la estacionalidad en las precipitaciones y en la cobertura vegetal, fue posible identificar diferencias en los factores involucrados en la respuesta lluvia-escurrimiento-concentración y producción de sedimentos. Durante el período de alta cobertura, la I30 sería el principal factor que condicionaría el escurrimiento, y el flujo superficial hortoniano tendría lugar en ese caso. Al mismo tiempo, I30 y el escurrimiento serían los factores que actuarían en el desprendimiento y en el movimiento de los sedimentos en las pendientes. En el período de media a baja cobertura, el flujo superficial no solamente se generaría por el mecanismo de Horton, sino que además tendrían relevancia el los mecanismos de flujo subsuperficial e infiltración desde superficie. Esto estaría asociado a las relaciones registradas entre el escurrimiento y la precipitación, su duración, energía como asimismo a aquella registrada con la reserva de agua en el suelo. La concentración de sólidos suspendidos estaría directamente asociada a la precipitación, dado que la lluvia, I30 y EI30 fueron las únicas variables que mostraron vinculaciones con la concentración de sólidos suspendidos. Además, este análisis permitió diferenciar la variabilidad estacional en las respuestas al escurrimiento y a la producción de sedimentos. Diferencias estacionales en la cobertura, evaporación, precipitación y condiciones de humedad antecedentes controlarían la homogeneidad en dicha respuesta durante el período de media a baja cobertura, y la heterogeneidad en tal sentido en el período de alta cobertura. Con respecto a los tipos de erosión, la erosión laminar o entre surcos sería el proceso más frecuente en la microcuenca, con menor producción de sedimentos. En tanto, la erosión en surcos sería el proceso menos frecuente, pero el responsable de las más altas pérdidas de sedimentos. Así, podría establecerse que las pérdidas más relevantes ocurrirían en una menor proporción de eventos menos frecuentes. Se caracterizaron los cambios en los procesos dominantes a través de la relación entre la producción de sedimentos estimada y el caudal pico. Distintos valores umbral de caudal pico indicarían cambios de erosión laminar a erosión en surcos, y en modificaciones en la intensidad del proceso en surcos. Este último punto podría relacionarse con la pérdida de la capacidad de regulación antes mencionada. En esos casos, habría otros factores con mayor preponderancia en el escurrimiento y la producción de sedimentos, como la masa y la energía del flujo, la formación de caminos preferenciales para el escurrimiento y, vinculado a esto, la conectividad en el paisaje. Así, estos factores contribuirían al cambio en el equilibrio, y además, a la alta pérdida de suelo. Las diferencias más altas entre la producción de sedimentos estimada mediante datos observados y los valores predichos con la ecuación universal de pérdida de suelo modificada, correspondió a los eventos con mayores pérdidas de suelo. Estas diferencias indicarían la complejidad en la respuesta a la producción de sedimentos en esos eventos, y asimismo, las mayores limitaciones de este modelo para predecir la pérdida de suelo en tales situaciones.

El cobre es uno de los materiales metálicos más utilizados hoy en día debido a sus excelentes propiedades eléctricas y térmicas, sin embargo, la baja resistencia mecánica que exhibe, ha llevado a alearlo con otros elementos como el Ti, con el cual se han logrado notables mejoras en las propiedades mecánicas luego de realizarle tratamientos de envejecimiento. El presente trabajo de título pretende analizar la influencia de la adición de una pequeña concentración de Cr en el endurecimiento por precipitación de aleaciones binarias de Cu-Ti. Con esta finalidad, sobre una aleación ternaria de Cu-5%wt.Ti-0.5%wt.Cr, se realizaron análisis calorimétricos (DSC), ensayos de microdureza Vickers y análisis TEM. El análisis energético y cinético de las curvas calorimétricas, fue realizado mediante los modelos de Kissinger modificado y Mehl-Johnson-Avrami (MJA), respectivamente. Los ensayos de dureza y el análisis TEM, fueron realizados para distintos tratamientos de envejecimiento, cada uno de ellos asociado a los diferentes procesos de transformación de fase presentados por el material. Las curvas calorimétricas muestran la presencia de dos procesos exotérmicos, seguidos de una reacción endotérmica y una última exotérmica, las que fueron observadas para todas las velocidades de calentamiento utilizadas. Los procesos exotérmicos pueden ser asociados a la formación de las fases Cu4Ti, Cr2Ti y Cu3Ti, respectivamente, mientras que el endotérmico corresponde a la disolución parcial de alguna de las dos primeras fases formadas, Cu4Ti o Cr2Ti. Se puede afirmar que los procesos de transformación y crecimiento son gobernados por difusión. Las energías de activación obtenidas en los procesos exotérmicos fueron de 120, 93 y 179 [kJ/mol] para el Cu4Ti, Cr2Ti y Cu3Ti, respectivamente. Los bajos valores obtenidos para los dos primeros procesos pueden atribuirse a la contribución de las vacancias introducidas por el temple. Para el proceso de disolución se obtuvo una energía de activación de 211 [kJ/mol]. Los resultados cinéticos establecen que el Cr2Ti precipita por nucleación y crecimiento, mientras que el Cu3Ti precipita en los bordes de grano. El análisis TEM permitió observar una descomposición espinodal con fluctuaciones de la concentración de Ti, correspondiente a la precipitación continua de la fase metaestable Cu4Ti. Los resultados de la microdureza determinaron que la aleación es predominantemente reforzada por mecanismos de endurecimiento por precipitación, observándose un incremento de dureza de 171 HV, desde la condición templada, al peak de dureza alcanzado. Estos incrementos de dureza obtenidos, establecen una mejora en las propiedades mecánicas de la aleación ternaria con respecto a los presentados por la aleación binaria, donde el mayor reforzamiento de la matriz está asociado a la precipitación de partículas de Cu4Ti.

Memoria para optar al título profesional de: Ingeniero Agrónomo Mención: Manejo de Suelos y Aguas

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables

El cobre es un elemento metálico que, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores eléctricos y térmicos. Sin embargo, sus propiedades mecánicas son más bien bajas comparado con otros metales. El objetivo general del presente trabajo de título fue estudiar el proceso de precipitación en aleación de Cu - 2% Co (% peso) y su efecto sobre el endurecimiento de la matriz. Para realizar este trabajo se utilizó una metodología que involucró la obtención de muestras y probetas, aplicación de tratamientos térmicos, análisis energético y cinético mediante el uso de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y aplicación de los modelos matemáticos Kissinger Modificado y Mehl-Johnson-Avrami (MJA), análisis de segregación de soluto a las dislocaciones y análisis de microdureza Vickers. Las curvas calorimétricas de la aleación templada muestra, la presencia de dos efectos exotérmicos traslapados, en todas las velocidades de calentamiento lineal utilizadas, que pueden ser asociadas a la formación de precipitados en la matriz de cobre, ricos en Cobalto-α. Se puede afirmar que el sistema está gobernado por variables cinéticas más que termodinámicas. La energía de activación es 164,7 y 195,6 [kJ/mol] para las etapas 1 y 2, respectivamente. El valor de la etapa 2 es bastante cercano al teórico, que es de 200,6 [kJ/mol], mientras que el de la etapa 1 es menor, lo que se puede atribuir a la presencia de vacancias introducidas por el temple. Los resultados cinéticos indican que, en el caso de la etapa 1, se está en presencia de un fenómeno de precipitación por nucleación y crecimiento, en cuanto a la etapa 2, se tiene un proceso de crecimiento a partir de núcleos pre-existentes de tamaño no despreciable. En cuanto a la deformación en frío, se llegó a la conclusión que al aumentar esta, se tiende a inhibir la etapa 2 de precipitación, debido a segregación de soluto en las dislocaciones en la etapa 1 donde cuando comienza la precipitación. Por lo tanto, la aleación endurece por dos procesos, formación de precipitados y segregación de estos átomos de cobalto a las dislocaciones, entorpeciendo su movimiento. La microdureza Vickers para el material templado es superior a medida que aumenta la temperatura de envejecimiento, llegado a los 84, 1[HV], en cuanto a el material deformado en frío, se concluye que mientras aumenta la deformación, mayor es la dureza, llegándose a 141,5 [HV] para el caso de 50% de deformación en su espesor. Cabe mencionar que para ambos casos, material templado y sin deformar, la medida de dureza fue 65,8 [HV]. Se concluye que el material endurece por formación de precipitados y además que algunos de estos son segregados a las dislocaciones, lo que también aumenta las propiedades mecánicas.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / El rol de la cordillera de la costa en la distribución y montos de precipitación en Chile central (32°-35°S) es un aspecto que se ha mantenido hasta ahora sin estudiar. En este trabajo, se analiza de qué manera la presencia de la topografía costera impacta en estos aspectos para la región de Chile central durante el paso de una tormenta cálida ocurrida en Mayo de 2012 y una tormenta fría ocurrida en Agosto de 2012. Las distintas configuraciones sinópticas asociadas a cada evento, hacen que el rol de la topografía sea distinto en cada caso. Para analizar el rol de la topografía costera, se realizan simulaciones en WRF con resolución horizontal de 3 km, las cuales son alimentadas con condiciones de borde provenientes de los campos CFSR de alta resolución horizontal (0.5° x 0.5°) y una topografía variable para cada evento. Dichas variaciones, consisten en mantener la topografía completa; mantener sólo la cordillera de Los Andes; mantener sólo la cordillera de la costa y la remoción completa de topografía sobre la región de estudio. Se encuentra que la cordillera de la costa, en el caso cálido, suministra una barrera responsable de aumentar (disminuir) la precipitación en la ladera a barlovento (sotavento) configurándose así zonas de sombra orográfica en la precipitación y que afecta principalmente a la cuenca de Santiago, situada a sotavento de la cordillera de la costa. En este sector, la precipitación puede ser, al menos, un 50% menor respecto a lo registrado a barlovento mientras que en el caso frío, la distribución espacial de la precipitación adquiere un patrón más homogéneo y asociado principalmente a la presencia andina, sin mayores diferencias en las laderas a barlovento y sotavento de la cordillera de la costa. La diferencia en la respuesta orográfica costera a la precipitación entre ambos casos, se debe principalmente a que durante el desarrollo de la tormenta cálida existe una continua advección de aire húmedo hacia la región de estudio, mientras que durante la tormenta fría persisten cerca de la superficie la presencia de un bloqueo y de condiciones más estables que en el caso cálido. Por otro lado, no se obtuvo evidencia de un retraso en el avance de la actividad frontal por efecto topográfico, aunque sí pudo asociarse a la presencia andina el aumento en la persistencia de los eventos de precipitación al sur de 35°S. Finalmente, la precipitación asociada a la combinación cordillera de Los Andes y cordillera de la costa por sí solas, no logra representar la precipitación total de ninguno de los eventos, por lo que efectos no lineales en la relación precipitación-altura serían importantes en la distribución y montos de precipitación en la zona de estudio.