Evaluación del método activo para determinar contenidos de humedad de suelos

Evaluación del método activo para determinar contenidos de humedad de suelos

620

Ingeniería

Humedad de suelos - Mediciones.

Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2015

En los últimos años las mediciones distribuidas de temperaturas con cables de fibra óptica (FO-DTS) se han utilizado con éxito para investigar una amplia gama de procesos hidrológicos. En particular, se han desarrollado dos métodos para monitorear el contenido de humedad volumétrico del suelo: el método pasivo y activo. Esta tesis presenta una evaluación del método activo para determinar el contenido de humedad del suelo. En el método activo, un cable de fibra óptica con elementos conductores es enterrado en el suelo, y un pulso de calor de duración tf es aplicado a lo largo del cable. Luego, la respuesta térmica del cable se analiza para determinar el contenido de humedad en distintos segmentos del cable. Para estimar el contenido de humedad, el método activo utiliza una correlación empírica entre contenido de humedad volumétrico y temperatura acumulada, la cual se define como la integral del aumento de temperatura en cada segmento del cable entre el instante inicial del pulso de calor y un tiempo final (t0), el cual no necesariamente corresponde a la duración del pulso de calor.
Para evaluar el método activo se realizaron distintos experimentos. Estos experimentos tuvieron distintas duraciones del pulso de calor (2, 5, 10 y 20 min con potencias eléctricas de 2.12, 2.58, 2.32 y 2.43 W m-1, respectivamente). Estas experiencias permitieron determinar la duración óptima del pulso de calor (tf), el tiempo de integración óptimo (\0394t), el tiempo final óptimo (t0) utilizado en el cálculo de la temperatura acumulada, y la corriente óptima que debe circular por el cable de fibra óptica para generar el pulso de calor. Los resultados revelan que los parámetros óptimos son: tf = 20 min, \0394t = 150 s, t0 = tf, e I \2248 17 A (2.43 W m-1). Este análisis permitió obtener contenidos de humedad que van desde 0.14 hasta 0.46 m3 m-3, con errores menores que 0.07 m3 m-3. Por lo tanto, el método activo aparece como una técnica promisoria para monitorear contenidos de humedad volumétricos de manera espacialmente distribuida.

Serna Farfán, José Luis

2016-07-20T15:27:03Z

2016-07-20T15:27:03Z

2015

Suárez Poch, Francisco Ignacio

Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería

acceso abierto

xvi, 103 hojas

application/pdf

es

tesis de maestría

10.7764/tesisUC/ING/15704

https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/15704

https://repositorio.uc.cl/handle/11534/15704