La investigación aborda las problemáticas y desafíos de la gestión del agua de riego en Chile, a partir de un estudio de caso en las organizaciones de base de de la subcuenca del Estero Chimbarongo. Su objetivo es explorar y describir los activos sociales internos que manifiestan estas organizaciones, así como también las articulaciones que establecen con entidades de distinto nivel jerárquico-legal, y con la institucionalidad pública asociada al riego. Con esto se busca aportar al conocimiento y comprensión de niveles de análisis que han sido poco visibles en el marco de la privatización de los recursos hídricos desarrolla en el país desde el año 1981.

Ingeniera Civil / En Chile, para la planificación de un embalse de riego se realiza la modelación del proyecto con la finalidad de definir el área a cultivar dada una distribución. A esta área se le debe asegurar una 85% de seguridad de riego. La seguridad de riego es un criterio particular de confiabilidad de suministro hídrico, que posee su propia definición de falla. Las entregas del embalse, con las que se calcula la seguridad de riego, se definen por la regla de operación estándar. El inconveniente de aplicar el indicador de seguridad de riego es que es conservador en cuanto a los déficits que permite y no se adapta a los diferentes tipos de cultivo. Es por esto que se estudia la definición de seguridad de riego como criterio, en contexto con el desempeño económico del embalse. En el presente estudio, para evaluar la seguridad de riego se utilizan los conceptos de magnitud de falla, frecuencia de falla y daño asociado considerado como el beneficio no obtenido. A las entregas del embalse se les asigna un beneficio económico, ligado a los cultivos en producción a partir de una curva de demanda de agua de riego. El beneficio agrícola no se comporta de manera lineal por lo que, dependiendo de la magnitud de los déficits respecto a la demanda hídrica de los cultivos, se obtienen diferentes beneficios. Para evaluar cómo se relaciona la seguridad de riego con la distribución de los beneficios se simulan series sintéticas de caudales mensuales en un modelo operacional. Se opera el modelo para dos situaciones, una con regla de operación estándar y otra bajo una regla con Hedging de dos puntos, la cual induce déficits pequeños en el tiempo presente para evitar déficits más severos en el futuro. Posteriormente, se evalúan las series de entregas resultantes del modelo según indicadores de desempeño y se estiman el daño económico asociados. Se aplica el modelo al embalse en proceso de licitación, Las Palmas, ubicado en la Región de Valparaíso. Se proyecta que este embalse sea lateral por lo que también se consideran nodos de balance fuera de éste. Finalmente, se concluye que la seguridad de riego no es un criterio que pueda ligarse directamente con el parámetro económico, ya que para un valor dado de seguridad de riego se presentan diferentes niveles de daño. También, se concluye que los factores que influyen son la frecuencia de falla, la magnitud de falla y la definición de falla utilizada. Distintas configuraciones entre frecuencias de déficits y magnitud de éstos logran equiparar el efecto económico. La seguridad de riego no contempla este efecto y busca asegurar casi la totalidad de la demanda hídrica con una frecuencia fija. Se concluye que una mejora a la definición sería flexibilizarla.

La actual gestión del agua de riego de las áreas verdes del distrito de Pueblo Libre representa un riesgo para la salud de las personas que acuden a los centros de recreación ahí ubicados debido a la inadecuada calidad del agua usada para este fin. Esta realidad constituye un problema para la sostenibilidad de las áreas verdes de zonas urbanas por su escasa disponibilidad. La presente tesis tiene como objetivo proponer alternativas de manejo del agua de riego de las áreas verdes adecuadas a la realidad de zonas costeras del Perú en la cual se encuentra ubicado el distrito de Pueblo Libre. Para alcanzar el objetivo planteado, se analizó la gestión hasta diciembre 2017 aplicando dos herramientas metodológicas. La primera implicó la caracterización cualitativa del agua de riego mediante un análisis exploratorio de su calidad. La segunda se basó en la aplicación del Enfoque Ecosistémico mediante una auditoría de cumplimiento de los requerimientos de este enfoque que involucró el cumplimiento de los principios de la gestión integrada de recursos hídricos (GIRH). La caracterización cualitativa demostró que la calidad del agua de riego de las áreas verdes en el distrito representa un riesgo para la salud de las personas por su elevada concentración de coliformes fecales y Escherichia coli, excediendo el ECA de agua, Categoría 3 hasta en cincuenta y cuatro veces lo permitido. Por otro lado, la auditoría con Enfoque Ecosistémico puso en evidencia las fallas de la actual gestión del agua para riego de áreas verdes en esta zona urbana, así como la débil implementación de la GIRH en el distrito. Finalmente, se exponen algunas alternativas y plataformas de trabajo para la mejora de la gestión de aguas urbanas. / The current water management for irrigation of green areas in the Municipality of Pueblo Libre represents a public health risk, specially, for people who arrives to the recreational areas where poor water quality is used for this purpose. Furthermore, the maintenance of green areas represents a sustainability problem due to scarcity of water availability. This thesis has the aim of proposing alternatives for water management for irrigation of green areas adapted to coastal zones where the Municipality of Pueblo Libre is located. In order to reach this aim, the water management was evaluated from July 2016 until December 2017 applying two methodological tools. The first one, related to qualitative characterization of water using a water quality exploratory analysis. The second one, based on the application of the Ecosystem Approach Methodology by means of a compliance audit of the requirements of this approach. This methodology also allowed the compliance evaluation of the requirements of Integrated Water Resource Management (IWRM). The results of the qualitative characterization showed that the water quality used for irrigation of green areas in the Pueblo Libre District represents a risk for public health due to high concentrations of fecal coliforms and Escherichia coli that exceed the ECA Agua - Categoría 3 Peruvian Standard (around fifty-four times the permitted concentration). On the other side, the audit with Ecosystem Approach showed the failures in water management for irrigation of green areas in this urban area, furthermore, the weak implementation of the IWRM in this district. Some alternatives and implemented working groups were showed to improve the water management in urban areas. / Tesis

Determina la calidad del agua de uso agrícola en la cuenca media del río Jequetepeque, Perú. Se ubicaron seis estaciones de muestreo estación de muestreo (puente Kuntur Wasi, sector La Mónica, sector La Capilla, cacerío Yatahual, cacerío El Pongo y puente Yonan) en de la cuenca media del río Jequetepeque, de diciembre del 2018 a mayo del 2019, se evaluó parámetros físico-químicos (APHA, 2012) y bacteriológicos (NMP/100ml) y se determinó el índice RAS. Encontrándose que el agua de la zona de estudio puede usarse sin restricciones para los diferentes cultivos de la zona de estudio, no superó los Estándares de Calidad de Agua, D.S. N°004-2017-MINAM, según la categoría 3: riego de vegetales y bebida de animales, y D1: riego de vegetales. La calidad bacteriológica, en la cuenca media del río Jequetepeque es alterada moderadamente por las aportaciones o vertimientos de origen doméstico. Es importante indicar que los valores promedios de coliformes termotolerantes, superaron los estándares de calidad ambiental (1000 NMP/100 ml). El índice de RAS se encontró valores menores a 3, lo cual no es limitante para la actividad agrícola. Es de gran importancia realizar estudios de calidad de agua en las cuencas hidrográficas del país, en especial, la determinación de la calidad del agua para el riego por el potencial efecto sobre la salud humana y en los ecosistemas. / Tesis

Ingeniero Civil / La caracterización hidrológica de una cuenca está definida principalmente por sus variables hidrometeorológicas, las cuales están siendo afectadas al cambio climático y sus consecuencias. Esto implica limitaciones en uso de los recursos hídricos de una cuenca, lo que hace necesaria la utilización óptima de estos recursos a largo plazo. Este trabajo se centra el análisis en la cuenca definida por la estación fluviométrica Río Tinguiririca Bajo Los Briones , la cual corresponde a una cuenca cordillerana con régimen nivo-pluvial y con aprovechamientos del recurso hídrico principalmente por centrales hidroeléctricas de pasada, sin embargo, aguas abajo de la cuenca, los usos se diversifican. Los modelos de circulación general de la atmosfera (GCM s), proporcionan series meteorológicas susceptibles de ocurrir para escenarios futuros de emisiones de gases de efecto invernadero (IPCC, 2007). Sin embargo, la escala espacial de los GCM s es del orden de cientos de kilómetros, por lo que es necesario efectuar un escalamiento a nivel local. Se seleccionan aquellos GCM s con escala temporal diaria y escenarios de cambio climático A1B y A2, los cuales se correlacionan con el reanálisis NCEP/NCAR, que corresponde a un modelo meteorológico del siglo XX en base a observaciones reales, que está en continuo ajuste para simular las condiciones climáticas del planeta. Con los resultados de las correlaciones con el reanálisis, se sugiere el modelo ECHAM5 como el de mejor ajuste a la zona de estudio y con el cual se proyectan las variables meteorológicas futuras bajo los escenarios A1B y A2. Para determinar la disponibilidad del recurso hídrico en el futuro se utiliza el modelo hidrológico WEAP, el cual sólo es posible calibrar con 2 variables forzantes, precipitaciones y temperaturas. Esto, dado que en la cuenca en estudio, la disponibilidad de registros de otras variables es pobre o inexistente. Para la calibración y validación del modelo WEAP, se utiliza el período 1988- 1992. Con estos registros, se calibra y valida el modelo utilizando 4 indicadores de eficiencia, de los cuales, el Nash-Sutcliffe con valores logarítmicos (LOG NS) y el Coeficiente de Determinación con corrección por pendiente (wR2) resultan ser los más adecuados para la cuenca, obteniéndose resultados de 0,73 para LOG NS tanto en los periodos de calibración como validación y de 0,69 y 0,70 para wR2 en la calibración y validación respectivamente. Dichos resultados dan cuenta de un buen funcionamiento del modelo hidrológico, con lo que es posible simular los caudales futuros para los escenarios de cambio climático. Con el modelo WEAP calibrado y validado, se simulan los caudales futuros para los períodos de mediano y largo plazo, comprendidos entre los años 2046-2065 y 2081-2100 respectivamente. Se utilizan las variables forzantes, precipitaciones y temperaturas, provenientes del GCM ECHAM5 anteriormente seleccionado y se obtienen los caudales proyectados para los periodos de mediano y largo plazo junto con las variables meteorológicas obtenidas del GCM ECHAM5. Los resultados de las proyecciones futuras bajo escenarios de cambio climático, se comparan con el período base modelado 1978-1992, para analizar la evolución de las variables hidrometeorológicas en estudio y determinar el efecto del cambio climático en la cuenca bajo los escenarios A1B y A2. Estos resultados se traducen en disminuciones progresivas de las precipitaciones, llegando a finales del siglo XXI a tener solo un 60% de las precipitaciones de la línea base en ambos escenarios, mientras que el aumento de temperaturas llega a 3°C, lo que tiene como consecuencia una disminución en los caudales en la cuenca, que llega a un 60% de la actual como promedio para el período de largo plazo, lo que implica también, cambios en la distribución mensual de los caudales, presentándose un adelanto del período de deshielo y reducción del mismo.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Ingeniero Civil / En las últimas décadas se ha observado a nivel mundial un calentamiento global que en Chile Central tiende a +2.8°C/siglo. Las implicancias de este incremento de temperatura, se traducen en una disminución de los cuerpos glaciares y nieves, lo que por un lado afecta la disponibilidad del recurso hídrico para las actividades humanas y por otro lado genera que un aumento de las áreas sobre las que cae precipitación líquida. Estudios mundiales de cambio climático han pronosticado potenciales aumentos en intensidades de precipitación, aún en zonas donde la lluvia anual disminuya en el tiempo. Teniendo entonces lluvias más intensas y temperaturas más elevadas, las grandes obras hidráulicas serían vulnerables ante posibles proyecciones de cambio climático. En la determinación de los caudales de diseño realizados en la actualidad, para cuencas de régimen hidrológico mixto, se suelen construir hidrogramas unitarios, con los que se generan crecidas más severas a las históricas al aplicarle los efectos de tormentas de periodos de retorno mayores, sin embargo, el supuesto de un hidrograma unitario único en estos sistemas, deja de lado el hecho que la severidad de una crecida no solo depende de la intensidad de la lluvia de diseño, sino que además de la temperatura a la que esta ocurre. Debido a que la mayoría de las grandes obras hidráulicas en Chile se diseñan para eventos de periodo de retorno (T) de 1000 a 10 000 años, verificando en algunos casos para la Crecida Máxima Probable (CMP), se analizan en este estudio los efectos de los escenarios climáticos A2 y B1 (2045-2065) en la Precipitación Máxima Probable (PMP) determinada estadísticamente en las regiones de Coquimbo y Maule, e hidrometeorológicamente en la Cuenca Puclaro. Se estudian además las tendencias de las estaciones pluviométricas de mayor registro cercanas a los embalses Puclaro y Colbún con 10 modelos de circulación general de la atmósfera para los eventos de 24 hrs de 1000 y 10 000 años de periodo de retorno. En el caso de las crecidas, se estudia como evolucionarían los eventos de origen pluvial de T= 1000 y 10 000 años y la CMP. Los resultados muestran que para las cuencas Puclaro y Colbún se proyectan los incrementos más severos de precipitación de 20% y 30% respectivamente, siendo estos aumentos mayores al nivel regional en las zonas de mayor elevación. En el caso del embalse Puclaro se proyectan los incrementos más severos de 85% y 81% en las crecidas de 1000 y 10000 años, mientras que la CMP proyecta incrementos de hasta 175.5% para el escenario A2 en el mismo embalse. Todos estos resultados, que además incluyen un análisis de incertidumbre estadística, proyectan que existe una vulnerabilidad en los embalses Puclaro y Colbún frente a escenarios de cambio climático, siendo estos resultados generalizables a regiones de similares proyecciones climáticas y régimen hidrológico mixto.

Memoria para optar al Título Profesional de:Ingeniera en Recursos Naturales Renovables / El objetivo principal de este estudio fue determinar la calidad del agua superficial del Parque Nacional Las Palmas de Cocalán para establecer un nivel de referencia de calidad prístina en la Región de O'Higgins; y así poder evaluar la calidad de las aguas superficiales cercanas a campos agrícolas, además de determinar la variabilidad temporal de los parámetros de calidad de agua. Con este fin se establecieron dos puntos de muestreo en el Parque Nacional, y otros dos en canales cercanos a campos de maíz en la comuna de Pichidegua, realizando un monitoreo de la calidad del agua cada dos semanas, desde diciembre de 2013 hasta julio de 2014.

Memoria para optar al título de ingeniero civil eléctrico / En este territorio todavía existen comunidades aisladas que no tienen acceso a la energía eléctrica o que tienen un acceso de baja calidad mientras estén más alejadas de los centros urbanos. Para solucionar estos problemas para estas de comunidades, dentro de las cuales se incluyen comunidades mapuche, se han generado entre otras soluciones las micro-redes de energías renovables, que se hacen cargo de la energía. Además del problema de la electricidad, en las comunidades del sur y en particular de la Novena región de la Araucanía, existe un problema extendido que tiene relación con la escasez de agua para agricultura y consumo humano, que se produce en verano, debido a, entre otros factores, a la presencia forestal en gran parte del territorio. Esto además en cuanto a las comunidades mapuche se presenta como un problema tanto en tareas productivas, afectando su calidad de vida, pero ta mbién en términos culturales y espirituales debido a que la cosmovisión mapuche se relaciona de otra forma con el territorio que habita. En esta memoria se propone un sistema de gestión de agua que permita el llenado de sistemas de estanques usando la energía excedente de una micro-red. Este excedente puede ser escaso en cuyo caso se debe priorizar la decisión. Como solución, se ha diseñado un controlador predictivo basado en modelo (MPC), que a través de la predicción de los niveles de los estanques busca la solución óptima al problema de la coordinación. Primero se modela el sistema hídrico, la parte eléctrica, se aplican simplificaciones y se linealiza la planta utilizando una identificación a través de un modelo ARX. Para resolver el problema de optimización se utilizan algoritmos genéticos para calcular acción de control que se acerque al óptimo, de forma numérica incluyendo las restricciones del problema, generando gran un ahorro en tiempo de procesamiento. En los resultados se puede apreciar que, aunque el algoritmo genético no asegura el óptimo, si se acerca lo suficiente para que se note el efecto del controlador, comparado con controladores On/Off, siguiendo referencias y cumpliendo restricciones. Finalmente, cuando se incluye la restricción de energía para el funcionamiento de las bombas, se observa que por acción del MPC se logra hacer una coordinación del llenado de los estanques por turnos incluso cuando la energía no alcanza para ambos sistemas en paralelo.

Los recursos hídricos constituyen un elemento fundamental para el desarrollo económico de nuestro país. Minería, agricultura y electricidad son actividades que ocupan una gran cantidad de agua en sus procesos, por lo cual su disponibilidad futura es un tema relevante de ser investigado, más aún cuando la mayoría de los modelos de circulación global de la atmósfera, pronostican una disminución de las precipitaciones para mediados del presente siglo. El presente estudio se realiza en la cuenca del Río Claro de Rengo, delimitada por la estación fluviométrica Claro en Tunca, ubicada en la Región del Libertador Bernardo O’Higgins, en donde la agricultura constituye la principal actividad económica de la zona media y baja de la cuenca, caracterizándose por una gran diversidad de cultivos. La modelación del sistema se realiza utilizando el software Water Evaluation and Planning System (WEAP). La cuenca es dividida en una cuenca de cabecera y una intermedia, en donde cada una se calibra y valida por separado, con datos medidos durante el período 1991-2007. Posteriormente, el modelo calibrado se utiliza para analizar la disponibilidad futura del recurso hídrico en 2 períodos, comprendidos entre los años 2011-2040 y 2041-2070, para el escenario climático A2. Las series de las variables meteorológicas en estos períodos, fueron obtenidas a partir del modelo de circulación global de la atmósfera HadCM3, para lo cual se realiza una correspondencia de su línea base con datos observados, y luego se aplican las relaciones encontradas a los períodos futuros. Los resultados indican que para el período 2011-2040, no existirá una variación significativa en cuanto a la disponibilidad del recurso hídrico, en comparación al período de calibración, mientras que para el período 2041-2070, el volumen anual de agua que sale de la cuenca disminuiría en un 24%. Se produce a futuro un traslado de los caudales máximos desde el mes de junio al mes de julio, manteniéndose el régimen hidrológico pluvial. La cobertura nival presenta una disminución significativa en ambos períodos, produciéndose un adelantamiento de la época de deshielo. El cumplimiento en la entrega de los derechos de agua se hace más complejo y las demandas evapotranspirativas reales de los cultivos varían, debido al aumento del valor del coeficiente de cultivo y de la evapotranspiración de referencia, y la disminución de los recursos hídricos futuros.

La actual gestión del agua de riego de las áreas verdes del distrito de Pueblo Libre representa un riesgo para la salud de las personas que acuden a los centros de recreación ahí ubicados debido a la inadecuada calidad del agua usada para este fin. Esta realidad constituye un problema para la sostenibilidad de las áreas verdes de zonas urbanas por su escasa disponibilidad. La presente tesis tiene como objetivo proponer alternativas de manejo del agua de riego de las áreas verdes adecuadas a la realidad de zonas costeras del Perú en la cual se encuentra ubicado el distrito de Pueblo Libre. Para alcanzar el objetivo planteado, se analizó la gestión hasta diciembre 2017 aplicando dos herramientas metodológicas. La primera implicó la caracterización cualitativa del agua de riego mediante un análisis exploratorio de su calidad. La segunda se basó en la aplicación del Enfoque Ecosistémico mediante una auditoría de cumplimiento de los requerimientos de este enfoque que involucró el cumplimiento de los principios de la gestión integrada de recursos hídricos (GIRH). La caracterización cualitativa demostró que la calidad del agua de riego de las áreas verdes en el distrito representa un riesgo para la salud de las personas por su elevada concentración de coliformes fecales y Escherichia coli, excediendo el ECA de agua, Categoría 3 hasta en cincuenta y cuatro veces lo permitido. Por otro lado, la auditoría con Enfoque Ecosistémico puso en evidencia las fallas de la actual gestión del agua para riego de áreas verdes en esta zona urbana, así como la débil implementación de la GIRH en el distrito. Finalmente, se exponen algunas alternativas y plataformas de trabajo para la mejora de la gestión de aguas urbanas. / The current water management for irrigation of green areas in the Municipality of Pueblo Libre represents a public health risk, specially, for people who arrives to the recreational areas where poor water quality is used for this purpose. Furthermore, the maintenance of green areas represents a sustainability problem due to scarcity of water availability. This thesis has the aim of proposing alternatives for water management for irrigation of green areas adapted to coastal zones where the Municipality of Pueblo Libre is located. In order to reach this aim, the water management was evaluated from July 2016 until December 2017 applying two methodological tools. The first one, related to qualitative characterization of water using a water quality exploratory analysis. The second one, based on the application of the Ecosystem Approach Methodology by means of a compliance audit of the requirements of this approach. This methodology also allowed the compliance evaluation of the requirements of Integrated Water Resource Management (IWRM). The results of the qualitative characterization showed that the water quality used for irrigation of green areas in the Pueblo Libre District represents a risk for public health due to high concentrations of fecal coliforms and Escherichia coli that exceed the ECA Agua - Categoría 3 Peruvian Standard (around fifty-four times the permitted concentration). On the other side, the audit with Ecosystem Approach showed the failures in water management for irrigation of green areas in this urban area, furthermore, the weak implementation of the IWRM in this district. Some alternatives and implemented working groups were showed to improve the water management in urban areas. / Tesis