Obtener los caudales de agua subterránea a partir de perfiles verticales de temperatura en el terreno, por debajo de la superficie freática, mediante un protocolo de problema inverso usando, por un lado, las propiedades térmicas del subsuelo y, por otro, la temperatura cambiante estacionalmente de la superficie freática.

Contenidos experimentales y teórico-computacionales

La tesis tiene, por tanto, contenidos experimentales y teórico-computacionales. A partir de datos disponibles de las propiedades térmicas del terreno, los primeros consistirían en la obtención de datos de temperatura del acuífero, superficie freática y perfil en profundidad. Los segundos se refieren, en primer lugar, al desarrollo de un modelo numérico específico y su correspondiente software (registrado como propiedad intelectual) para resolver el problema de convección-difusión de calor en el subsuelo saturado y, en segundo lugar, a la propuesta y desarrollo de un protocolo para la determinación del flujo de agua a partir de los perfiles temporales de temperatura en el acuífero, como problema inverso (susceptible de ser registrado como patente), usando el código numérico anterior.

Modelo matemático no lineal

El modelo matemático que rige el problema de arrastre-difusión es no lineal, merced tanto a la dependencia temporal de la temperatura de contorno como a la variabilidad de las propiedades térmicas, pues se asumen suelos heterogéneos; en consecuencia, se trata de un problema sin solución analítica.

Objetivos y desarrollo

Se prevé que los objetivos expuestos en al apartado siguiente y la publicación parcial de los resultados en revistas JCR y congresos internacionales se desarrollen paulatinamente en los tres primeros años de beca, procediendo durante el último de ellos a la redacción de la tesis. La publicación del resto de resultados se llevará a cabo el último año de disfrute de la beca, en el que el doctorando podrá realizar una estancia más larga en los centros de investigación con los que se tiene previsto colaborar.

Experiencia del grupo

Se prevé asimismo que el alumno realice al menos una estancia de tres meses en un centro de investigación o universidad extranjera para completar su formación e investigación y acreditar para la tesis el carácter de mención internacional. Como soporte y garantía de esta propuesta y de la consecuencia de sus objetivos está la experiencia adquirida por el grupo de investigación constituido en Marzo de 2000 y cuyo responsable desde febrero de 2004 es el Catedrático de Física Aplicada de la UPCT, Francisco Alhama, a la sazón el profesor que asume la dirección de este trabajo.

Temáticas diversas en varios campos

La experiencia del grupo se extiende a temáticas diversas en varios campos de la ingeniería entre los que cabe destacar (en relación directa con la temática de la tesis doctoral propuesta): la transmisión no lineal de calor,, los problemas de flujo de fluido y transporte de calor en medios porosos,, infiltración,, desarrollo de modelos numéricos propios,, caracterización dimensional,, protocolos de solución de problemas inversos en el campo de la ingeniería térmica, y desarrollo de software de computación propios para estos problemas a partir de códigos libres.

Resultados de investigación del grupo

Los resultados de investigación del grupo son numerosos; entre ellos, los estrictamente relacionados con la temática de la tesis (y en los que participa como autor el director de la tesis propuesta) son:

• más de 50 artículos JCR y más de 80 comunicaciones en Conferencias Internacionales,
• 7 tesis doctorales (3 específicamente de transmisión de calor, 3 de flujo y transporte y 1 de problema inverso en trasmisión de calor),
• 6 Proyectos Nacionales competitivos (4 de ellos en colaboración con otras universidades) y 1 Proyecto Internacional (Life),
• 3 libros de flujo y transporte (uno de ellos específico de transmisión de calor, en la Editorial Reverté),
• 5 códigos de computación específicos de flujo y transporte con aplicaciones a la investigación y a la docencia.