Magíster en Ciencias, Mención Física / En esta tesis se presenta el diseño e implementación de un sistema que permite preparar películas delgadas metálicas, mediante el método de evaporación por haz de electrones, controlando la temperatura de sustrato al momento de la evaporación en el rango de -190ºC a 450º C. Utilizando el sistema mencionado se fabricaron dos series de muestras de cobre depositadas sobre óxido de silicio. Una de estas series consiste en películas delgadas de cobre recubierto con óxido de titanio, mientras que la otra consiste de películas delgadas de cobre sin recubrir. Se utilizaron tres temperaturas de sustrato distintas al momento de la evaporación: -190ºC, 50º C y 180º C, mientras que el espesor depositado y la tasa de evaporación permanecieron constantes para todas las muestras. Por cada muestra se midió la resistividad como función del tiempo durante un mes desde el momento en que fueron expuestas al aire, mientras que para las películas sin recubrir se midió también su topografía mediante microscopía de fuerza atómica. En muestras con temperatura de sustrato de 50 ºC y 180 ºC la resistividad se mantiene constante en el tiempo, mientras que en muestras con temperatura de sustrato de -190ºC se observa una caída en la resistividad a partir de 4 días de estas expuestas al aire. En el caso de muestras con temperatura de sustrato de -190 C el recubrimiento con óxido de titanio disminuye la resistividad luego de expuesta al aire en comparación con la muestra no recubierta, mientras que en las muestras con temperatura de sustrato de 180 ºC el recubrimiento aumenta la resistividad. No se observa diferencia en el caso de muestras con temperatura de sustrato de 50 ºC. Al correlacionar el diámetro promedio de grano con la temperatura de sustrato en películas no recubiertas se observa que la disminución de la temperatura de sustrato al momento de la evaporación permite obtener un diámetro promedio de grano menor, mientras que al aumentar la temperatura de sustrato aumenta el diámetro promedio de grano.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / En este trabajo se determina una metodología para corregir el corrimiento estático (SS) en el método magnetotelúrico (MT) que es adecuada para el modelamiento tridimensional (3D) de sus datos. Para ello se investigaron tres métodos, el MT/TDEM, basado en la calibración con Transiente Electromagnético (TDEM), y los modelamientos del SS con representación de Sasaki y con la Matriz Completa de Distorsión (MCD), los cuales resuelven simultáneamente el SS y la distribución de resistividad eléctrica usando el proceso de inversión conjunta de datos MT. Estos métodos fueron estudiados a través del desarrollo teórico, simulaciones con modelos y usando datos MT de la falla de Pisagua (MT Pisagua) adquiridos en una campaña de terreno para este trabajo. Para investigar los métodos de modelamiento del SS con Sasaki y MCD fue necesario implementarlos previamente. Para ello se desarrolló un algoritmo que fue aplicado al código de inversión 3D MT WSINV3DMT del autor Weerachai Siripunvaraporn. Los resultados de este trabajo indican que los métodos MT/TDEM y modelamiento del SS con Sasaki sólo pueden corregir parcialmente el SS en datos MT provenientes de una distribución de resistividad 3D del subsuelo. En cambio, el modelamiento del SS con MCD permite una corrección del SS más completa, en donde se pueden modelar, a través del proceso de inversión 3D, adecuadamente todas las componentes de los datos MT (consiguiendo buen ajuste en Zxx, Zxy, Zyx y Zyy). Debido a lo anterior, la metodología determinada con este trabajo corresponde al modelamiento del SS usando MCD. Adicionalmente, con el estudio MT Pisagua, adquirido en este trabajo, se obtiene un modelo 3D de resistividad eléctrica del subsuelo que permite investigar la falla de Pisagua. En el modelo se detecta una estructura de baja resistividad (entre 50 a 100 Ohm-m) que se extiende paralela al escarpe de la falla Pisagua (N65E°). Esta estructura indicaría la zona de mayor daño en el basamento (Intrusivo de Pisagua) asociada a la actividad de la falla. Considerando estos resultados, se infiere que la falla de Pisagua seguiría una geometría inversa, lo cual permite explicar la ubicación de la zona de daño detectada con MT y la morfología de terreno.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / El campo geotermal El Tatio, ubicado en el norte de Chile, en la región de Antofagasta, es el campo de geyseres más grande del hemisferio sur y el tercero más grande a nivel mundial. Se caracteriza por tener más de 100 manifestaciones geotermales activas, incluyendo: geyseres, perpetual spouter, piscinas burbujeantes, fumarolas, manantiales calientes, terrazas de sinter y volcanes de lodo, abarcando aproximadamente el 10\% de los geyseres en el mundo. Siendo uno de los campos más estudiados de Chile, el comportamiento, distribución y control de las estructuras geológicas aún no se entienden a cabalidad. Actualmente hay preguntas claves sobre los procesos que controlan las distintas manifestaciones existentes, como por ejemplo, cuáles son las estructuras geológicas que controlan el upflow del sistema geotermal. El presente trabajo ha sido enfocado en comprender las estructuras geológicas someras dominantes a una escala local y su influencia en la existencia de los distintos tipos de manifestaciones geotermales que se observan en superficie. Estas manifestaciones se encuentran distribuidas en 3 cuencas principales a lo largo del campo geotermal: Cuenca Superior, Cuenca Media y Cuenca Baja. La Cuenca Superior se caracteriza por un lineamiento preferencial de geyseres en dirección NE-SW, donde una falla normal que limitaría el half-graben El Tatio ha sido descrita. La Cuenca Media se caracteriza por un lineamiento perpendicular (dirección NW-SE), principalmente de \textit{perpetual spouter}, donde una falla transcurrente ha sido mapeada. En este trabajo se han desarrollado modelos de resistividad en profundidad, hasta los $\sim$ 100-150 m, mediante el método geofísico Transiente Electromagnético (TEM) a lo largo de varios perfiles con el objetivo de comprender las diferencias estructurales dominantes que permiten los lineamientos de los distintos tipos de manifestaciones a lo largo de la Cuenca Media y Superior. Se realizaron un total de 5 perfiles cruzando las áreas de interés. En primer lugar se realizaron inversiones unidimensionales y luego, basándose en estos modelos, se llevaron a cabo modelos forward 2D. Los resultados de los modelos obtenidos revelan diferencias importantes entre los perfiles de ambas cuencas. En la Cuenca Superior se observan zonas de alta conductividad que han sido asociadas a fallamientos que permitirían el ascenso de fluidos calientes desde los acuíferos más profundos, además de observarse una zona altamente resistiva al oeste, que estaría asociada a un domo dacítico impermeable que actuaría como barrera geológica para los fluidos que fluyen desde el este y forzaría su ascenso en esta zona. Mientras que en la Cuenca Media se observan capas más bien horizontales, sin grandes variaciones laterales de resistividad. Además, en todos los perfiles se han observado bajas resistividades en general, en algunos casos asociadas a la alteración hidrotermal de algunas unidades y en otros a la presencia de fluidos. / Centro de Excelencia en Geotermia de los Andes (Fondap 15090013)

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / La cuenca de Santiago se localiza en Chile Central, en la Depresión Intermedia, unidad geomorfológica ubicada entre la Cordillera de la Costa y el frente de la Cordillera Principal de Los Andes. En ella, se encuentra la ciudad de Santiago, siendo el principal núcleo urbano del país con una extensa área que supera los 900 [km²]. A esta latitud la depresión central está rellena por depósitos aluviales, fluviales y lacustres asociados a los ríos Mapocho y Maipo y a los esteros Colina, Lampa y Angostura. En el sector poniente hay depósitos volcánicos denominados Ignimbrita de Pudahuel. El basamento rocoso, inferido a partir de los principales cerros isla que se encuentran en la cuenca, corresponde a rocas intrusivas volcánicas y sedimentarias que datan desde finales del Oligoceno al Mioceno temprano. En este estudio se utiliza el método de Transiente Electromagnético en diferentes lugares de la ciudad de Santiago para caracterizar el relleno sedimentario de la cuenca y se realiza un análisis utilizando como parámetro de estudio la resistividad eléctrica. Para esto, parte de este trabajo consiste en adquirir una base de datos utilizando 47 mediciones, las cuales se procesan analizando el comportamiento de las curvas de resistividad aparente, y luego se realiza un modelado 1-D, para finalmente obtener la variación de resistividad eléctrica v/s profundidad. Los resultados muestran que gravas y/o arenas tienen resistividades entre 30 (secas) y 200 [Ωm] (húmedas); ceniza volcánica 200 - 1500 [Ωm]; sedimento consolidado y/o suelo residual y/o basamento rocoso meteorizado entre 200 - 1000 [Ωm]; limos y/o arcillas y/o arenas saturadas < 30 [Ωm] y el basamento rocoso, resistividades > 1000 [Ωm]. Por otra parte, los resultados expuestos se contrastan con trabajos de gravimetría, información de niveles estáticos y la estratigrafía obtenida de diversos estudios en la zona. Los modelos 1-D muestran profundidades de alcance entre los 100 y 250 [m], en los que se interpreta basamento en estaciones situadas a los bordes del valle. La existencia de estratos resistivos a profundidades importantes (> 150 [m]), ubicadas especialmente al centro de la cuenca, puede deberse a la presencia de depósitos de sedimento consolidado y/o suelo residual y/o basamento rocoso meteorizado, los cuales pueden considerarse como una zona de transición a un basamento rocoso cristalino. A partir de las estaciones restantes, se obtienen modelos en que se entregan espesores de relleno mínimos para diferentes sectores de la cuenca. En general, profundidades someras de la cuenca presentan depósitos de sedimento fino (limo y/o arcilla), arenas o sedimento saturado hacia el nor-poniente, depósitos de gravas y/o arenas húmedas hacia el norte y depósitos de gravas y/o arenas secas hacia el sur del sector de estudio. Los depósitos del relleno se asocian a un amplio rango de resistividades eléctricas y, con base en la geología de la zona, se revela la existencia de una cuenca heterogénea, con una distribución del relleno sedimentario asociada a la forma y etapas de depositación de los abanicos aluviales, principalmente los abanicos del Maipo y Mapocho. / Santiago basin is located in central Chile, in the Central Depression, which is a geomorpholo-gical unit placed between the Coastal Cordillera and the Western Andes Cordillera. Santiago city is the main urban area of the country, it has an areal extension of about 900[km2] and it is enti-rely settled over this basin. At this latitude the Central Depression is filled by deposits of alluvial, fluvial and lacustrine associated with Mapocho and Maipo rivers and the estuaries Colina, Lam-pa y Angostura. In the western sector there are volcanic deposits called Ignimbrita de Pudahuel. Underneath, there is a bedrock, whose composition is possible to infer by the main isolated hills of the basin which corresponds to intrusive volcanic and sedimentary rocks, dating from the Late Oligocene to the Early Miocene. This study uses Transient Electromagnetic method in different sites of Santiago city in order to characterize the sedimentary infill of the Santiago basin and a data analysis is performed using the electrical resistivity as a study parameter. To accomplish the latter, part of this work consisted in acquiring a data set of 47soundings, which were processed by analyzing apparent resistivity curves behaviour and by 1-D modelling, in order to get the variation of electrical resistivity as a function of depth. The results shown gravel and/or sand with resistivities between 30(dry) and 200[Ωm] (wet); volcanic ash 200-1000[Ωm]; silt and/or clays and/or wet sand lower than 30[Ωm] and the bedrock with resistivities greatest than 1000[Ωm]. On the other hand, this results were compared with the gravimetry surveys, static water level depth information and stratigraphic information from several previous studies in this zone. The 1-D models showed depths ranging between 100-250[m], where the presence of bedrock may be interpreted in soundings located at the edges of the valley. The existence of resistive layers at deep-rooted depths (>150[m]), specially found at the center of the basin, could be explained independently but not exclusively, by the presence of consolidated sediment deposits, residual soil or weathered bedrock, which could be considered as a transition stage to crystalline bedrock. In the case of the remaining stations, minimum thickness were established based upon 1-D modelling results, allowing a sedimentary infill characterization. In general, shallow depths north-westward of the basin present fine sediment and/or sands and/or saturated sediment fills, deposits of wet gravel and/or wet sands towards the north and dry gravel and/or dry sands deposits southwards of the study zone. Fill deposits were associated with a wide range of electrical resistivity which based on the geology of the area, reveals a heterogeneous basin and a distribution of the sedimentary infill linked to the form and depositional stages of the alluvial fans, mainly of Maipo and Mapocho alluvial fans.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / En el presente trabajo se estudiaron las propiedades petrofísicas, tales como la porosidad, factor de cementación, porcentaje de saturación y factor de saturación del material de una pila de lixiviación en la minera Amalia (ciudad de San Felipe, región de Valparaiso) con la nalidad de conocer sus porcentajes de saturación teniendo sólo como variable conocida la distribución de resistividades interna. Esto con el objetivo de poder mejorar en un futuro los sistemas de hidratación interna de las pilas de lixiviación. El modelo empírico utilizado en este trabajo es la ecuación de Archie, la cual, además de incorporar la resistividad y porcentaje de saturación, presenta otras variables como: el factor de tortuosidad ( ), porosidad ( ) y los exponentes de cementación (m) y saturación (n). Sin embargo, para este modelo, m, n y (valores propios del material) son inicialmente desconocidos y se han calibrado de forma experimental para conseguir un porcentaje de saturación satisfactorio. La ecuación de Archie, representa un modelo lineal entre el logaritmo de la saturación y el logaritmo del factor de formación (F), siendo este último la razón entre la resistividad medida y la resistividad del uido. A partir de esto, por medio de una regresión lineal entre la saturación y el factor de formación encontrados en laboratorio, se calcula de forma experimental los parámetros propios del material ( , m y n), calibrando así el modelo de Archie. Se realizaron dos experimentos distintos. El primero, con tierra común utilizando como uido agua potable, con el objetivo de probar la experimentación y llegar a los resultados esperados. El segundo, con material proveniente del aglomerador de la mina Amalia, material símil con el que se quiere calibrar la ecuación de Archie, utilizando como uido una combinaci ón de agua destilada y ácido sulfúrico, emulando el uido utilizado en la hidrometalurgia. Dicha combinación debe alcanzar un pH de 1.6, presentando una resistividad de 1.3 [ m] aproximadamente. Finalmente, con los parámetros encontrados se logró obtener un porcentaje de saturación del material a partir de su resistividad. En términos geofísicos ha permitido obtener per- les bidimensionales de saturación en profundidad a partir de tomografías de resistividad adquiridos mediante ERT (Electrical resistivity Tomography).

En la presente memoria se describe el método para la medida de la variación térmica de la resistividad entre 10 y 300 K que hemos puesto a punto en nuestros laboratorios de la Universidad de Cantabria. Dicho método es el de cuatro puntas con corriente alterna y detección síncrona. También se analizan, mediante el método de los elementos finitos, los efectos de la geometría de la muestra y posición de los contactos en la relación entre la resistividad observada experimentalmente y la resistividad real, haciendo hincapié en el caso de muestras anisótropas. Posteriormente aplicamos esta técnica al estudio de diversas series de materiales: 1) Los compuestos RPt que cumplen la Ley de De Gennes y en los que hemos podido determinar los valores de la masa efectiva m* y de la constante de canje. 2) Los compuestos RNi2Si2 en las que se puede observar una relación entre la resistividad magnética y las estructuras magnéticas. 3) Los compuestos CeyLa1-yNixPt1-x, en las que se estudia el efecto Kondo 4) Los amorfos metálicos (Co1-x(Fe5Ni5)x)75Si15B10 en los que se observa un mínimo en la resistividad a bajas temperaturas así como variaciones en lnT, T2 y T a temperaturas bajas, intermedias y altas respectivamente / The present report describes the method for measuring the temperature dependence of the resistivity between 10 and 300 K that we have developed in our laboratories at the University of Cantabria. This is a four-probe method using ac current and synchronous detection. Also it is analyzed, using the finite element method, the effects of the sample geometry and contacts position in the relationship between the real resistivity and resistivity observed experimentally, even in the case of anisotropic samples. Subsequently we apply this technique to the study of different family of materials: 1) RPt compounds which follow the De Gennes Law, allowing us to determine the values of the effective mass m * and exchange constant. 2) The compounds RNi2Si2 in which it is possible to establish a relationship between the magnetic resistivity and the magnetic structures. 3) The compounds CeyLa1-yNixPt1-x, in which we study the Kondo effects. 4) The amorphous Co1-x(Fe5Ni5)x)75Si15B10 metals, in which there is a minimum in the resistivity at low temperatures as well as variations in LnT, T2 and T at low, intermediate and high temperatures respectively.