Con cuatro trabajos de investigación sobre flujo de calor sensible, concentraciones de isopreno y ozono, señales sísmicas del volcán Calbuco y gravimetría de los Andes centrales, el Departamento de Geofísica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, se hizo presente en la tercera versión del Simposio de Postgrado en Ingeniería, Ciencias e Innovación 2025.
En la instancia organizada por la Escuela de Postgrado y Educación Continua de la FCFM, las y el tesista de los programas de Magíster en Meteorología y Climatología (MMC) y Magíster en Ciencias, mención Geofísica, Catalina Alzola, Alanis Páez, Isadora Ziller y Hernán Jequier, expusieron sus tesis de postgrado sobre ciencias atmosféricas y tierra sólida en formato de posters y tesis en un minuto.
En el caso de la tesista del MMC, Catalina Alzola, su poster titulado “Evaluación de metodologías de estimación de transferencia de calor de la superficie a la atmósfera” expuso el trabajo realizado en su tesis de magíster guiada por el profesor, Ricardo Muñoz, para comparar cuatro metodologías de estimación de flujo de calor sensible: el método Eddy Covariance, el método de Balance de Energía Superficial, el método del Perfil; y el método del Scintilómetro.
Catalina Alzola precisó que, para comparar los respectivos métodos, llevó a cabo mediciones en un entorno seco y sin cambios de fase como la elipse del parque O'Higgins. En este lugar, instaló junto a su profesor guía y el instrumentista del DGF, José Miguel Campillo, nueve torres equipadas con distintos instrumentos que recogieron datos durante dos días.
Aunque los resultados aún son preliminares y quedan cálculos por hacer, Catalina Alzola reconoció que su trabajo de investigación ha resultado entretenido y desafiante.
“El flujo de calor es un tema relevante. No sólo para una ciudad como Santiago ubicada en una zona semiárida, sino también por tratarse de uno de los principales forzantes o agentes alteradores de la llamada capa límite de la atmósfera, un espacio donde el movimiento del aire está influenciado por la superficie donde vive el ser humano”, sostuvo.
Por su parte, la también tesista del MMC, Alanis Páez, explicó que su trabajo de investigación, “Simulaciones de ozono para Santiago estival: sensibilidad respecto de condiciones de borde e isopreno“, tuvo como objetivo aportar al control de la contaminación en Santiago, a través de la cuantificación del aporte de un compuesto como el isopreno en la emisión de ozono.
Con este fin, junto a su profesora guía, Laura Gallardo, modeló concentraciones de isopreno y ozono troposférico, con herramientas como los modelos EMEP y WRF. Sin embargo, las primeras pruebas no arrojaron los resultados esperados.
"Tras analizar los datos llegamos a la conclusión de que las concentraciones de ozono eran demasiado altas en comparación con la realidad. Entonces, decidimos ocupar otra estación meteorológica ubicada en el observatorio del cerro Tololo, donde no hay emisiones locales importantes", relató Alanis Páez.
Aunque el trabajo realizado con las mediciones de la nueva estación meteorológica permitió obtener resultados con menores concentraciones de ozono, surgió un nuevo problema: los modelos utilizados no estaban replicando bien las emisiones de isopreno.
Para resolverlo, la tesista del MMC decidió establecer relaciones entre emisiones de isopreno y compuestos orgánicos volátiles de origen antropogénico, como el tolueno y el benceno.
"Fue así como comprobamos que, mientras en la mañana y en la noche las emisiones de tolueno, benceno e isopreno tenían un origen común atribuible, por ejemplo, a medios de transporte, esta situación cambiaba en horas de la tarde, porque el isopreno emitido provenía de la vegetación", precisó Alanis Páez, quien aseguró que "con esta metodología logramos cambiar el factor biogénico del isopreno y concluir que, durante la tarde, este compuesto explicaba en alrededor de un 29% las emisiones de ozono", aseguró Alanis Páez.
En el caso de la y el tesista del Magíster en Ciencias, mención Geofísica, Isadora Ziller y Hernán Jequier, los temas presentados en el Simposio de Postgrado 2025 abordaron dos sistemas volcánicos: el volcán Calbuco y el sistema volcánico de los Andes Centrales Altiplano Puna.
En el póster de su tesis, “Towards an automated seismic monitoring system in active volcanoes: case study at Calbuco volcano, Chile”, Isadora Ziller adelantó que, junto a su profesora guía, Sarah Oliva, estudiará qué tan único es el comportamiento del volcán Calbuco con respecto a sus señales sísmicas.
Para responder esta pregunta, la investigadora analizará datos correspondientes a los seis meses posteriores a la erupción más reciente del segundo volcán más activo del país, ocurrida en 2015, con cuatro modelos pre-entrenados de aprendizaje profundo (Deep Learning): VCSEIS, Instance, Iquique y Original.
“Hasta ahora sólo hemos hecho las comparaciones con un mes de datos, pero lo importante es que se aprecian muchos eventos con microsismicidad. Esto nos servirá para estudiar bien el comportamiento del volcán, pero primero hay que validar el modelo”, subrayó.
Con este fin, se aplicarán métodos para relocalizar los eventos sísmicos del volcán y se refinarán los catálogos sísmicos obtenidos a seis meses de ocurrida la erupción. A ellos se sumará, además, la ejecución de la técnica de clustering (análisis numérico, a partir de parámetros de contraste) con el objetivo de comparar los catálogos obtenidos y definir el que mejor represente la sismicidad en el Volcán Calbuco.
"Este último será comparado con el catálogo realizado en forma manual por el Observatorio Volcanológico de los Andes del Sur (OVDAS). Finalmente, clasificaremos los eventos estudiados mediante otro tipo de clustering e interpretaremos la sismicidad y micro sismicidad del volcán Calbuco", precisó Isadora Ziller.
Analizando datos gravimétricos
El tesista del Magíster en Ciencias, mención Geofísica, Hernán Jequier, por su parte, presentó la investigación, "Estudio Gravimétrico 2D del Sistema Volcánico de los Andes Centrales Altiplano Puna, región de Antofagasta, Chile", como póster y tesis en un minuto.
"El objetivo del trabajo es describir la estructura de densidad del arco volcánico activo ubicado en el altiplano Puna. Se trata de uno de los sistemas más extensos del planeta, donde se albergan volcanes activos como el Láscar, el Chiliques y el cordón de Punta Negras. A ellos se suma una zona de interés como la caldera de La Pacana, que generó una de las erupciones de depósitos de ignimbrita más voluminosas del planeta", dijo el investigador.
Al referirse a los datos utilizados para su trabajo, Hernán Jequier precisó que una parte fue extraída desde una base de datos cedida profesor guía de su tesis de magíster, Andrei Maksymowicz; y la otra, recolectada durante una campaña en terreno ejecutada en abril de 2023 y financiada por el Instituto Milenio de Investigación en Riesgo Volcánico – Ckelar Volcanes, donde participa junto al profesor Maksymowicz.
“A nivel regional obtuvimos un modelo de raíz cortical y engrosamiento. A nivel local logramos determinar un modelo más somero de las capas más importantes bajo el arco volcánico estudiado. Además, encontramos una correlación con las estructuras observadas y las inferidas y cómo la gravedad podría verse afectada por medio de estas estructuras o ciertas alteraciones como, por ejemplo, las de tipo hidrotermal”, añadió Hernán Jequier.
Finalmente, al ser consultado por la relevancia del estudio, el investigador del DGF destacó su aporte al entendimiento de los arcos volcánicos del norte del país y también la cercanía del sistema Altiplano Puna con volcanes como el Láscar.
“El Láscar es uno de los más volcanes más activos de Chile y para poder entender su estructura es importante conocer la configuración de la corteza terrestre en esta zona”, concluyó.
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