Factores geológicos-geotécnicos que controlan los deslizamientos inducidos por terremotos en zonas de alta y media actividad sísmica: caso de El Salvador

Las inestabilidades de ladera son uno de los efectos secundarios de los terremotos más importantes y de mayor repercusión. Las pérdidas económicas y humanas que producen son en ocasiones muy superiores a las derivadas de la propia sacudida. El Salvador, como consecuencia del contexto geológico y geodinámico en el que se enmarca, ha sufrido en los últimos 60 años grandes terremotos destructivos (1951, 1965, 1986, y 2001), debido fundamentalmente a las inestabilidades de ladera inducidas. Los dos últimos grandes terremotos que ha sufrido El Salvador en Enero y Febrero de 2001 son el ejemplo más reciente. Con un mes de diferencia y génesis distintas, produjeron y reactivaron gran cantidad de inestabilidades de ladera en la mayor parte del país. Cerca de 1.200 personas perdieron la vida, de las cuales casi 500 fueron por causa de las grandes inestabilidades inducidas. La Comisión Económica para América Latina y El Caribe (CEPAL) estimó las pérdidas económicas totales en alrededor de 1.600 millones de dólares, cifra que representa el 12% del PIB del año anterior. Algunos autores [Keefer, 1984; Rodríguez et al., 1999] han puesto de manifiesto que el número de inestabilidades inducidas por terremotos, así como el área afectada y el volumen de materiales movilizados, parecen ser mayores en El Salvador y en otros países de Centroamérica, en comparación con otras regiones del mundo que sufren sismos de magnitud y características similares. Por otra parte, en El Salvador parece existir una distribución y concentración anómala de las inestabilidades inducidas por terremotos independientemente de la magnitud del sismo, de su distancia al epicentro y origen del terremoto (zona de subducción o Cadena Volcánica). La presente Tesis Doctoral aborda el estudio de las inestabilidades de ladera inducidas por terremotos en El Salvador. Tiene por objetivo el estudio de la relación y grado de influencia de los factores que controlan los movimientos de ladera, así como la evaluación a nivel regional de la susceptibilidad a sufrir inestabilidades cosísmicas según varios escenarios sísmicos, y definir un umbral numérico de la misma. Los resultados obtenidos en esta Tesis podrán ser utilizados en trabajos de zonificación de la peligrosidad por inestabilidades inducidas por terremotos, y por tanto en estudios de planificación territorial o mitigación...

Asymptotic stability of a coupled Advection-Diffusion-Reaction system arising in bioreactor processes.

In this work, we perform an asymptotic analysis of a coupled system of two Advection-Diffusion-Reaction equations with Danckwerts boundary conditions, which models the interaction between a microbial population (e.g., bacterias), called biomass, and a diluted organic contaminant (e.g., nitrates), called substrate, in a continuous flow bioreactor. This system exhibits, under suitable conditions, two stable equilibrium states: one steady state in which the biomass becomes extinct and no reaction is produced, called washout, and another steady state, which corresponds to the partial elimination of the substrate. We use the method of linearization to give sufficient conditions for the asymptotic stability of the two stable equilibrium configurations. Finally, we compare our asymptotic analysis with the usual asymptotic analysis associated to the continuous bioreactor when it is modeled with ordinary differential equations.

Reconstruction of inclusions in photothermal imaging

Photothermal imaging allows to inspect the structure of composite materials by means of nondestructive tests. The surface of a medium is heated at a number of locations. The resulting temperature field is recorded on the same surface. Thermal waves are strongly damped. Robust schemes are needed to reconstruct the structure of the medium from the decaying time dependent temperature field. The inverse problem is formulated as a weighted optimization problem with a time dependent constraint. The inclusions buried in the medium and their material constants are the design variables. We propose an approximation scheme in two steps. First, Laplace transforms are used to generate an approximate optimization problem with a small number of stationary constraints. Then, we implement a descent strategy alternating topological derivative techniques to reconstruct the geometry of inclusions with gradient methods to identify their material parameters. Numerical simulations assess the effectivity of the technique.