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Ingeniero Civil / El objetivo principal de este trabajo de título fue el de caracterizar mediante un análisis teórico y modelación numérica, las condiciones de borde aguas abajo de una cuña salina en un estuario y cómo estas condiciones alteran la longitud de la cuña. Para ello se comenzó con una revisión bibliográfica y recopilación de antecedentes para poder determinar las ecuaciones que describen en régimen permanente las alturas de escurrimiento del flujo estratificado a lo largo de un estuario, considerando un sistema simplificado con dimensiones uniformes. Luego se hizo uso del software de modelación ELCOM, el cual previamente fue validado comparando sus resultados con mediciones de sistemas naturales en los cuales existiese una cuña salina. Se dispuso para ello datos en Chile en el estuario del río Lebu y río Toltén. Se procedió a determinar cómo influyen distintas condiciones de borde costeras y la magnitud de éstas. Dentro de estas condiciones se estudió la magnitud de las corrientes oceánicas paralelas a la costa, la presencia de una barra lateral en la desembocadura del río, y la influencia de la velocidad del viento paralelo y perpendicular a la costa. Además, se realizó una modelación para incorporar el efecto de las mareas y analizar su influencia sobre la cuña salina. Como resultados, se plantean las ecuaciones que describen el sistema en régimen permanente considerando una cuña salina presente en un cauce el cual desemboca en un cuerpo de agua salada luego de sufrir un aumento abrupto en su ancho y profundidad. Se establece el supuesto de la existencia de una crisis en esta singularidad, con condiciones supercríticas aguas abajo de ésta, y luego pasar a tener condiciones subcríticas a través de un resalto hidráulico. Este supuesto se comparó con simulaciones numéricas, de lo cual se concluyó que efectivamente existe crisis y luego flujo supercrítico, sin embargo se descarta la presencia de un resalto o flujo subcrítico a menos que exista un control hidráulico aguas abajo que lo imponga. Además se obtienen resultados satisfactorios de la modelación realizada con ELCOM, al compararla con mediciones de sistemas reales. Por ello, con esta herramienta validada, se analizó la influencia del viento, mareas, corrientes oceánicas y angostamientos en la boca del estuario, y cómo éstas afectan la extensión de la cuña salina. Teniendo como resultados, que vientos en el sentido de escurrimiento del río aumentan la extensión de la cuña, mientras que para vientos en sentido opuesto y transversales al río reducen su longitud, que los niveles mínimos de mareas son los que determinan el comportamiento del alcance de la cuña salina, que a mayor velocidad de corrientes paralelas a la costa, menor es el tamaño de la cuña salina y que la longitud de la intrusión se ve disminuida fuertemente al existir un angostamiento en la boca del estuario. Finalmente se desea dejar establecido el modelo para poder ser aplicado a otros sistemas naturales de estuario en presencia de una cuña salina y poder predecir el comportamiento de estos, considerando la influencia de los distintos parámetros que influyen en las características del flujo y tener especial cuidado en los que son más influyentes.

Doctor en Ciencias, Mención Geología / El presente trabajo de tesis aborda la caracterización cuantitativa de parámetros físicos relacionados a la tectónica de la cuña continental Chilena, con objeto de estudiar las variaciones del estado dinámico del margen en función de las inhomogeneidades presentes tanto en la placa oceánica como en la cuña continental. En una primera etapa, se estudia el impacto de la subducción del centro de expansión de la Dorsal de Chile al sur del punto tripla Nazca-Antártica-Sudamérica (CTJ). En base a un modelo de inversión 2-D obtenido a lo largo de un perfil sísmico de refracción de ángulo ancho, localizado a los 47.5ºS, se obtienen nuevos datos sobre la estructura y edad (~5 Ma) del prisma de acreción que permiten plantear un modelo conceptual sobre la evolución de este segmento del margen chileno durante los últimos 13 (Ma). Adicionalmente, mediante el desarrollo de un modelo geométrico simple y variable en el tiempo, se estiman valores del flujo sedimentario terrígeno de 75 (km2/Ma) y 39.6 (km/Ma) para la tasa relativa de avance del frente de deformación, que explican tanto el tamaño del prisma de acreción como el espesor del relleno sedimentario observados en la actualidad. En una segunda etapa, se genera un modelo de densidad de la cuña continental en el segmento norte de la zona de ruptura del terremoto del Maule Mw8.8, mediante el uso de un nuevo esquema de moldeamiento gravimétrico 2-D. Los resultados permiten observar una correlación espacial entre las complejidades del proceso de ruptura cosísmica y las anomalías de densidad y morfología de la zona. El modelo gravimétrico sugiere que el parche de mayor deslizamiento durante el terremoto del Maule se localizó en un segmento del margen caracterizado por bajas densidades en la cuña continental, baja carga vertical sobre el contacto sismogénico, la presencia de una cuenca de plataforma bien desarrollada y bajos ángulos de talud consistentes con un coeficiente de fricción basal efectivo bajo. Localmente, el modelo muéstra una anomalía de alta densidad ubicada dentro del parche de alto deslizamiento, que es interpretada como la presencia de un monte submarino decapitado o bien como una prolongación hacia el océano del basamento continental rígido. Finalmente, se analiza la variabilidad del ángulo de talud y del el ángulo de la placa oceánica subductada a lo largo de todo el margen chileno, con objeto de estimar valores del coeficiente de fricción basal efectivo de acuerdo con la teoría de Cuña Critica de Coulomb No-Cohesiva. A escala regional, se observa una segmentación tectónica a lo largo del margen Chileno, donde cada segmento se caracteriza por valores diferentes del ángulo de talud y coeficiente de fricción basal efectiva, y están limitados por la presencia de anomalías morfológicas oceánicas y continentales. Esta segmentación tectónica parece estar correlacionada con la distribución de grandes terremotos y con las inhomogeneidades de los procesos de ruptura de Mega-terremotos en la zona de subducción chilena.

Geóloga / La región ubicada entre los 33°S y 34°S corresponde a una zona de transición latitudinal en relación a configuraciones tectónicas y características morfoestructurales superficiales; la Cordillera de la Costa entre estas latitudes se convierte en un lugar interesante para realizar un estudio de carácter tectónico; entre los 33°S y 34°S está formada por cuerpos plutónicos de orientación NW-SE en su porción occidental y cuerpos plutónicos y secuencias estratificadas N-S en su porción oriental, su rasgo estructural más distintivo consiste en un basculamiento suave hacia el Este de las secuancias estratificadas. La utilización de una tomografía sísmica permite generar una visión en profundidad de variaciones de velocidades de ondas sísmicas y relacionarlo con los rasgos geológicos observados en superficie. La distribución en el espacio 3D de las anomalías de ondas sísmicas muestran un dominio oriental de altos valores de la razón Vp/Vs y un dominio oriental de bajos valores de la razón Vp/Vs; ambos dominios se caracterizan por presentar una geometría triangular. En zonas superficiales (<20 km) las anomalías de Vp/Vs, Vs% y Vp% se asocian a cuerpos plutónicos que conforman el Batolito Costero; en zonas más profundas es posible diferenciar regiones de altos valores Vp/Vs asociados a una disminución en las variaciones porcentuales de las ondas P y S, lo que se interpreta como posibles zonas de deshidratación de la placa oceánica subductante o serpentinización del manto. La distribución de los cuerpos anómalos en el espacio 3D sumados a la geometría de estos cuerpos en profundidad, reflejan un control tectónico de primer orden que es responsable de su distribución y manifestación topográfica en superficie. Esto último indica que la configuración tectónica corresponde al modelo de cuñas continentales, caracterizado por la presencia de una pro-cuña hacia el Oeste y retro-cuña hacia el Este que coincide con los rasgos estructurales y variaciones topográficas observadas en la Cordillera de la Costa. La cuña continental varía en geometría de Norte a Sur en función de las variaciones en el coeficiente de fricción basal efectivo, procesos de deshidratación de la placa en subducción y del comportamiento mecánico en profundidad; en la zona Norte la deshidratación ocurre entre los 35 y 45 km de profundidad y no es intensa; en la zona central se tiene una deshidratación intensa entre los 40 y 55 km de profundidad, esta deshidratación es responsable de la presencia de peneplanos en superficie que separa la pro-cuña de la retro-cuña; finalmente en la zona Sur la cuña está desplazada hacia el Este, se identifica sector de pro y retro-cuña, y la deshidratación ocurre entre los 40 y 55 km de profundidad. / Este trabajo ha sido financiado por el Proyecto FONDECYT N° 1161806