Determinación de la energía interna del manto de nieve en Chile central, a partir de datos de sensores en terreno

Abstract

El recurso hídrico hace mención a los cuerpos de agua existentes en el planeta y su estudio busca determinar su disponibilidad para que así el ser humano pueda aprovecharlo desde el uso más básico, representado como el consumo directo, hasta su utilización en las principales actividades económicas, sociales y culturales de la población. Una parte importante proviene de la nieve, llegando a existir localidades que dependen casi en su totalidad de esta fuente de agua potable, por lo que comprender los procesos de formación y derretimiento del manto de nieve se vuelve indispensable. Uno de los factores determinantes al momento de estudiar estos procesos corresponde al balance de energía en el manto nival, en donde el aporte de los flujos turbulentos de calor intercambiados con la atmósfera y también las variaciones de energía interna han sido poco estudiados en ambiente de montaña, dada la complejidad que implican las pendientes en dichos terrenos, siendo que su contribución puede ser significativa. Así, esta memoria busca analizar las magnitudes y variaciones de estas componentes durante un período extenso, en el cual se realizó la campaña de mediciones en la zona de Valle Nevado, en la Región Metropolitana de Chile (33°21 S, 70°14 O, a 3038 m.s.n.m.). Para lo anterior se realizó la instalación de un anemómetro sónico con sensor de gases incorporado, una estación meteorológica estándar y sensores de luz y temperatura en profundidad del manto, con el fin de obtener la base de datos a utilizar. El análisis de la información medida entre el 23 de agosto y el 5 de octubre de 2016 permitió realizar, por un lado una estimación de las variaciones de energía interna de la nieve mediante la aplicación de un modelo difusivo de temperatura en profundidad del manto de nieve, y por otro, determinar las series de tiempo de los flujos turbulentos que podrían tener un fuerte impacto en el balance de energía de la nieve. Además, el estudio de las forzantes medidas y el contraste con los flujos turbulentos permitió realizar un análisis cualitativo para así comprender de mejor manera las variaciones observadas en las series de tiempo de dichos flujos. Finalmente se determinó el aporte de cada flujo al balance de energía, obteniendo que los flujos radiativos representan un 69% del total, el calor sensible un 13.8%, el calor latente un 9.8% y las variaciones de energía interna un 7.4%.La importancia de este trabajo radica, por un lado, en la determinación directa de los flujos turbulentos que usualmente son difíciles de cuantificar, y por otro, agregar al balance la componente asociada a las variaciones de energía interna que muchas veces se omite dada la complejidad que representa el hacer las mediciones.