Región de Murcia
Fundación Séneca
FSE

Estudio del flujo de agua subterránea a partir de datos de temperatura mediante métodos inversos. Aplicaciones a escenarios hidrogeológicos del entorno del Mar Menor

Nace en La Copa Bullas en 1996. En 2018 obtiene el Grado en Ingeniería Civil y en 2020 el Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos, ambos por la Universidad Politécnica de Cartagena, con Premio Extraordinario Fin de Grado, Fin de Master y Premio al mejor Trabajo Final de Grado en Ingeniería Civil. En 2019 fue becario de formación-colaboración en el Área de Ingeniería del Terrero de la Escuela de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos y de Ingeniería de Minas de la Universidad Politécnica de Cartagena durante tres meses. En el año 2020 comienza su tesis doctoral en el programa "Doctorado en Tecnología y Modelización en Ingeniería Civil, Minera y Ambiental" conviriténdose en contratado predoctoral por la Fundación Séneca en la UPCT. En septiembre de 2022 defiende su tesis, transformando su figura a contratado FPI POP por la Fundación Séneca en la UPCT.  Posee comunicaciones en congresos nacionales e internacionales, publicaciones científicas en revistas de carácter nacional e internacional así como cuatro artículos en revistas indexadas en JCR. Actualmente, imparte docencia en las asignaturas "Geotecnia", "Mecánica de Suelos y Rocas" y "Cimentaciones y Viales" en la UPCT. 

Resumen de tesis

Se busca la obtención de los caudales de agua subterránea a partir de perfiles verticales de temperatura en el terreno, por debajo del nivel freático, mediante un protocolo de problema inverso haciendo uso, por un lado, de las propiedades térmicas del subsuelo (conductividades térmicas y calores específicos) y, por otro, la temperatura cambiante estacionalmente de la superficie freática, así como la variación de la temperatura en la superficie del terreno.

La tesis doctoral tiene, por tanto, contenidos experimentales y teórico-computacionales.

En un primer estadio, se utilizarán datos disponibles en las referencias bibliográficas de las propiedades térmicas del terreno, para, más adelante, obtener experimentalmente éstas propiedades térmicas específicas para un escenario concreto (Acuífero del Mar Menor) así como sus propiedades hidráulicas. Por otro lado, se busca la obtención de datos de temperatura del acuífero, de la posición de la superficie freática y el perfil de temperaturas en profundidad.

Respecto a los contenidos teórico-computacionales, en primer lugar, se busca el desarrollo de un modelo numérico específico 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 determinan el flujo de agua a partir de los perfiles temporales de temperatura en el acuífero, como problema inverso.

Área de conocimiento

Ingeniería del Terreno

Grupo de investigación

Director: Franscisco Alhama López

Programa de doctorado

Tecnología y Modelización en Ingeniería Civil, Minería y Ambiental

Estado de tesis

Defendida

Principales indicadores de producción científico/tecnológicos

Jiménez-Valera, J. A., García-Ros, G., & Alhama, I. (2021). Numerical Simulation of Heat Transport Problems in Porous Media Coupled with Water Flow Using the Network Method. Energies14(18), 5755.

Jiménez-Valera, J. A., & Alhama, F. (2022). Dimensionless Characterization to Estimate Horizontal Groundwater Velocity from Temperature–Depth Profiles in Aquifers. Mathematics10(15), 2717.

Jiménez‐Valera, J. A., & Alhama, F. (2023). Dimensional Characterization of Groundwater Oblique Flow Problems with Heat Transport. Groundwater.

Jiménez-Valera, J. A., Alhama, I., & Trigueros, E. (2023). Quantification of Groundwater Vertical Flow from Temperature Profiles: Application to Agua Amarga Coastal Aquifer (SE Spain) Submitted to Artificial Recharge. Water15(6), 1093.

Estancias anteriores

Beca de Formación-Colaboración en el Área de Ingeniería del Terreno del Departamento de Ingeniería Civil y Minera de la UPCT durante 3 meses. Trabajo con el software PLAXIS 2-D.

Estancia predoctoral en la Universidad de Aarhus

Resumen actividad a desarrollar

Completaré mi formación con el estudio de escenarios concretos en los que se determina cualitativa y cuantitativamente los flujos de agua subterránea resultado de la interacción entre aguas superficiales y aguas profundas a partir de la medida de perfiles de temperatura. Me introduciré en el manejo de la instrumentación científica aplicable a estos problemas, así como en el uso del programa VS2DHI o MODFLOW con la interfaz GMS, especialmente diseñados para escenarios de este tipo.

En síntesis, los objetivos se resumen en los siguientes puntos:

1.- Formación básica y actualización científica en los problemas de interacción aguas superficiales-aguas profundas, con variaciones térmicas en la superficie del terreno y flujos de agua en cualquier dirección espacial.

2.- Deducción de parámetros físicos del terreno y caudales de infiltración en diferentes tipos de escenarios. (Problemas inversos)

3.- Estudio de casos (Mar Menor).

4.- Manejo del programa VS2DHI y Modflow con la interfaz GMS.

En qué medida favorece la estancia tu línea de investigación en el desarrollo de tu tesis doctoral

Aprendizaje y manejo de los programas informáticos MT3DMS y MODFLOW de la mano de Carlos Duque, experto en el estudio de flujos de agua subterránea. 

Reescritura y nuevo enfoque para la redacción de papers. 

Año de programa

2021

Actualmente investigas en la línea

Estudio de los caudales de agua en medios porosos a partir de mediciones de temperatura en el subsuelo. 

Fecha de Inicio

09/11/2021

Fecha de Fin

11/02/2022

País

DINAMARCA

Nombre del Centro

Universidad de Aarhus

Departamento del Centro

Department of Geoscience

Dinos por qué elegistes este centro

Porque, desde que comencé a leer y a estudiar artículos científicos relaciones con mi tesis, quise trabajar con los profesores Carlos Duque y Peter Engesgaard. 
Ambos investigadores han realizado un gran número de publicaciones relacionadas con el flujo simultáneo de calor y agua en el terreno, haciendo uso de softwares comerciales y estudiando escenarios reales. 

¿Cómo beneficiará al grupo de investigación de origen las técnicas y conocimientos adquiridos durante la estancia?

He aprendido a utilizar MT3DMS y MODFLOW y los estoy aplicando para comprobar las soluciones obtenidas durante la investigación

He obtenido un nuevo enfoque para la escritura de artículos

Mantiene el grupo de acogida y de origen una relación investigadora estable?¿Crees que en caso de no existir se establecerá?

La idea crearla y que sea estable 

Háblanos de tu ciudad, aquello que desees resaltar de ella, que te ha llamado más la atención, lo esencial

¿Qué visitar?

Aarhus Central Station, Catedral de San Clemente, Puerto de Aarhus, Dokk1, Jardín Botánico, Navitas, el inmenso Campus Universitario, Salling.

¿Cómo llegar?

Hay dos opciones. Mi opción fue volar desde España hasta Copenhague e ir en tren desde Copenhague hasta Aarhus. La más habitual es volar desde España hasta el Aeropuerto de Billund y, desde Billund hasta Aarhus en autobús. 

¿Cómo conseguí alojamiento?

Tuve suerte y me dieron plaza en el International Center Dormitory. 

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