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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo D2 - Caracterización del Suelo y Subsuelo
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4690
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Humedad del suelo por TDR
¿Cómo se convierte una respuesta electromagnética del suelo en contenido de humedad?
Grupo 2: Grupo 2: Potencial mátrico por tensiometría
¿Cómo se mide directamente la retención capilar de agua en el suelo?
Grupo 3: Grupo 3: Conductividad hidráulica saturada
¿Cómo se obtiene la conductividad a partir del flujo y del gradiente hidráulico?
Grupo 4: Grupo 4: Propiedades del acuífero por bombeo
¿Cómo se infieren transmisividad y almacenamiento desde el descenso del nivel freático?
Grupo 5: Grupo 5: Resistividad eléctrica del subsuelo
¿Cómo se mapea el subsuelo sin perforación a partir de su respuesta eléctrica?
Grupo 6: Grupo 6: Caracterización hidráulica integrada
¿Cómo convergen las mediciones de campo en propiedades comparables del suelo y subsuelo?
ID:1715
Grupo 1: Grupo 1: Humedad del suelo por TDR
Descripción
¿Cómo se convierte una respuesta electromagnética del suelo en contenido de humedad?
Pregunta clave: ¿Cómo se convierte una respuesta electromagnética del suelo en contenido de humedad?
La caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo busca determinar las propiedades que gobiernan cómo se almacena y cómo se mueve el agua dentro de la tierra: el contenido de humedad del suelo, el potencial mátrico que retiene esa agua dentro de sus poros, la conductividad hidráulica con la que el agua logra atravesar el suelo, y el nivel freático que marca dónde empieza la zona saturada; es precisamente esta caracterización la que hace que esas cuatro propiedades, antes invisibles bajo tierra, se vuelvan medibles en el campo. El contenido de humedad del suelo se mide con una técnica basada en la reflectometría en el dominio del tiempo, que consiste en medir la constante dieléctrica aparente del suelo; es precisamente esa constante dieléctrica, que depende fuertemente de cuánta agua contiene el suelo, la que hace que la velocidad con la que se propaga una señal electromagnética a través de ese suelo pueda convertirse directamente en el contenido de humedad que se busca conocer. La conductividad hidráulica saturada se determina en el campo mediante permeámetros, ya sea de carga constante o de carga variable, aplicando la ley de Darcy, que hace que el flujo de agua medido a través de una muestra de suelo pueda relacionarse directamente con el gradiente de presión que impulsa ese mismo flujo. La tomografía de resistividad eléctrica, por último, mapea la distribución espacial de la resistividad aparente de todo el subsuelo, una resistividad que varía tanto con el contenido de agua como con la salinidad presente; es precisamente esa variación de resistividad la que hace posible generar secciones bidimensionales del subsuelo sin necesidad de perforarlo.
ID:2714
Grupo 2: Grupo 2: Potencial mátrico por tensiometría
Descripción
¿Cómo se mide directamente la retención capilar de agua en el suelo?
Pregunta clave: ¿Cómo se mide directamente la retención capilar de agua en el suelo?
La caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo busca determinar las propiedades que gobiernan cómo se almacena y cómo se mueve el agua dentro de la tierra: el contenido de humedad del suelo, el potencial mátrico que retiene esa agua dentro de sus poros, la conductividad hidráulica con la que el agua logra atravesar el suelo, y el nivel freático que marca dónde empieza la zona saturada; es precisamente esta caracterización la que hace que esas cuatro propiedades, antes invisibles bajo tierra, se vuelvan medibles en el campo. El potencial mátrico, por su parte, se mide de manera directa con tensiómetros: un tubo de cerámica porosa se pone en contacto con el suelo, y es la succión que el suelo ejerce sobre el agua contenida en ese tubo la que hace que se registre, dentro del propio tensiómetro, una presión negativa equivalente al potencial mátrico del suelo circundante. La conductividad hidráulica saturada se determina en el campo mediante permeámetros, ya sea de carga constante o de carga variable, aplicando la ley de Darcy, que hace que el flujo de agua medido a través de una muestra de suelo pueda relacionarse directamente con el gradiente de presión que impulsa ese mismo flujo. Así, desde el contenido de humedad y el potencial mátrico con los que arranca este documento hasta las secciones bidimensionales de resistividad con las que termina, pasando por la conductividad hidráulica saturada y por la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento del acuífero, la caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo hace que las propiedades invisibles que gobiernan el agua bajo tierra puedan finalmente medirse, cuantificarse y compararse entre un lugar y otro.
ID:2715
Grupo 3: Grupo 3: Conductividad hidráulica saturada
Descripción
¿Cómo se obtiene la conductividad a partir del flujo y del gradiente hidráulico?
Pregunta clave: ¿Cómo se obtiene la conductividad a partir del flujo y del gradiente hidráulico?
La caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo busca determinar las propiedades que gobiernan cómo se almacena y cómo se mueve el agua dentro de la tierra: el contenido de humedad del suelo, el potencial mátrico que retiene esa agua dentro de sus poros, la conductividad hidráulica con la que el agua logra atravesar el suelo, y el nivel freático que marca dónde empieza la zona saturada; es precisamente esta caracterización la que hace que esas cuatro propiedades, antes invisibles bajo tierra, se vuelvan medibles en el campo. El potencial mátrico, por su parte, se mide de manera directa con tensiómetros: un tubo de cerámica porosa se pone en contacto con el suelo, y es la succión que el suelo ejerce sobre el agua contenida en ese tubo la que hace que se registre, dentro del propio tensiómetro, una presión negativa equivalente al potencial mátrico del suelo circundante. La conductividad hidráulica saturada se determina en el campo mediante permeámetros, ya sea de carga constante o de carga variable, aplicando la ley de Darcy, que hace que el flujo de agua medido a través de una muestra de suelo pueda relacionarse directamente con el gradiente de presión que impulsa ese mismo flujo. Así, desde el contenido de humedad y el potencial mátrico con los que arranca este documento hasta las secciones bidimensionales de resistividad con las que termina, pasando por la conductividad hidráulica saturada y por la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento del acuífero, la caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo hace que las propiedades invisibles que gobiernan el agua bajo tierra puedan finalmente medirse, cuantificarse y compararse entre un lugar y otro.
ID:2716
Grupo 4: Grupo 4: Propiedades del acuífero por bombeo
Descripción
¿Cómo se infieren transmisividad y almacenamiento desde el descenso del nivel freático?
Pregunta clave: ¿Cómo se infieren transmisividad y almacenamiento desde el descenso del nivel freático?
La caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo busca determinar las propiedades que gobiernan cómo se almacena y cómo se mueve el agua dentro de la tierra: el contenido de humedad del suelo, el potencial mátrico que retiene esa agua dentro de sus poros, la conductividad hidráulica con la que el agua logra atravesar el suelo, y el nivel freático que marca dónde empieza la zona saturada; es precisamente esta caracterización la que hace que esas cuatro propiedades, antes invisibles bajo tierra, se vuelvan medibles en el campo. Los ensayos de bombeo realizados en pozos permiten, a su vez, determinar dos propiedades del acuífero: su transmisividad y su coeficiente de almacenamiento; es el ajuste de la curva de descenso del nivel freático, medida durante el bombeo, a soluciones analíticas ya conocidas, como la solución de Theis, el que hace que sea posible extraer ambas propiedades de una sola prueba de bombeo. Así, desde el contenido de humedad y el potencial mátrico con los que arranca este documento hasta las secciones bidimensionales de resistividad con las que termina, pasando por la conductividad hidráulica saturada y por la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento del acuífero, la caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo hace que las propiedades invisibles que gobiernan el agua bajo tierra puedan finalmente medirse, cuantificarse y compararse entre un lugar y otro.
ID:2717
Grupo 5: Grupo 5: Resistividad eléctrica del subsuelo
Descripción
¿Cómo se mapea el subsuelo sin perforación a partir de su respuesta eléctrica?
Pregunta clave: ¿Cómo se mapea el subsuelo sin perforación a partir de su respuesta eléctrica?
La caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo busca determinar las propiedades que gobiernan cómo se almacena y cómo se mueve el agua dentro de la tierra: el contenido de humedad del suelo, el potencial mátrico que retiene esa agua dentro de sus poros, la conductividad hidráulica con la que el agua logra atravesar el suelo, y el nivel freático que marca dónde empieza la zona saturada; es precisamente esta caracterización la que hace que esas cuatro propiedades, antes invisibles bajo tierra, se vuelvan medibles en el campo. El contenido de humedad del suelo se mide con una técnica basada en la reflectometría en el dominio del tiempo, que consiste en medir la constante dieléctrica aparente del suelo; es precisamente esa constante dieléctrica, que depende fuertemente de cuánta agua contiene el suelo, la que hace que la velocidad con la que se propaga una señal electromagnética a través de ese suelo pueda convertirse directamente en el contenido de humedad que se busca conocer. La tomografía de resistividad eléctrica, por último, mapea la distribución espacial de la resistividad aparente de todo el subsuelo, una resistividad que varía tanto con el contenido de agua como con la salinidad presente; es precisamente esa variación de resistividad la que hace posible generar secciones bidimensionales del subsuelo sin necesidad de perforarlo. Así, desde el contenido de humedad y el potencial mátrico con los que arranca este documento hasta las secciones bidimensionales de resistividad con las que termina, pasando por la conductividad hidráulica saturada y por la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento del acuífero, la caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo hace que las propiedades invisibles que gobiernan el agua bajo tierra puedan finalmente medirse, cuantificarse y compararse entre un lugar y otro.
ID:2718
Grupo 6: Grupo 6: Caracterización hidráulica integrada
Descripción
¿Cómo convergen las mediciones de campo en propiedades comparables del suelo y subsuelo?
Pregunta clave: ¿Cómo convergen las mediciones de campo en propiedades comparables del suelo y subsuelo?
La caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo busca determinar las propiedades que gobiernan cómo se almacena y cómo se mueve el agua dentro de la tierra: el contenido de humedad del suelo, el potencial mátrico que retiene esa agua dentro de sus poros, la conductividad hidráulica con la que el agua logra atravesar el suelo, y el nivel freático que marca dónde empieza la zona saturada; es precisamente esta caracterización la que hace que esas cuatro propiedades, antes invisibles bajo tierra, se vuelvan medibles en el campo. La conductividad hidráulica saturada se determina en el campo mediante permeámetros, ya sea de carga constante o de carga variable, aplicando la ley de Darcy, que hace que el flujo de agua medido a través de una muestra de suelo pueda relacionarse directamente con el gradiente de presión que impulsa ese mismo flujo. Los ensayos de bombeo realizados en pozos permiten, a su vez, determinar dos propiedades del acuífero: su transmisividad y su coeficiente de almacenamiento; es el ajuste de la curva de descenso del nivel freático, medida durante el bombeo, a soluciones analíticas ya conocidas, como la solución de Theis, el que hace que sea posible extraer ambas propiedades de una sola prueba de bombeo. Así, desde el contenido de humedad y el potencial mátrico con los que arranca este documento hasta las secciones bidimensionales de resistividad con las que termina, pasando por la conductividad hidráulica saturada y por la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento del acuífero, la caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo hace que las propiedades invisibles que gobiernan el agua bajo tierra puedan finalmente medirse, cuantificarse y compararse entre un lugar y otro.
ID:2719