Ingeniero Civil / En Chile, se inició en el año 2004 el proceso de la dictación de las Normas Secundarias de Calidad Ambiental (NSCA), con el fin de salvaguardar el aprovechamiento del recurso hídrico, maximizando beneficios sociales y económicos. Bajo esta perspectiva y por ley, considerado en el Análisis General de Impacto Económico y Social (AGIES) que debe acompañar los proyectos de NSCA, se hace imprescindible la incorporación de elementos socio-económicos para evaluar el real impacto de la dictación de este tipo de normas. En este contexto, el objetivo principal de este trabajo fue contribuir a un análisis costo-efectividad del proyecto de NSCA del río Biobío, que permita determinar un conjunto de medidas óptimas de cumplimiento. Para esto, se elaboró un modelo de calidad de aguas superficiales (QUAL2Kw) en una sección del río Biobío, que abarca 7 tramos de la NSCA, localizados zona baja del río Biobío, de un total de 35, para un total de 5 indicadores de calidad (oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno, nitrógeno total, fósforo total y nitrato). A partir de este modelo y con el fin de integrar los resultados obtenidos con modelos de optimización, se desarrolló una matriz emisión-calidad, que debe representar una situación del río y permitir modificación en las cargas. Para que lo anterior suceda, el supuesto más importante es que el modelo QUAL2Kw es lineal. Finalmente, se realiza un análisis de incertidumbre a través de simulaciones de Monte Carlo a algunos parámetros del modelo QUAL2Kw, que estén involucrados en los procesos de decaimiento o transformación de los indicadores estudiados. Como resultados de este estudio, la validación del modelo desarrollado en general presentó curvas de ajuste consistentes con la data existente para los distintos indicadores estudiados. Por otra parte, la matriz emisión-concentración que debe representar el modelo presentó errores menores al 1%, por lo que se verificó que efectivamente esta matriz aproxima de buena manera los resultados del modelo QUAL2Kw. Finalmente, se presentan los intervalos de incertidumbre generados por los parámetros del modelo QUAL2Kw, siendo los indicadores de calidad relacionados con la concentración de oxígeno los que presentan mayor incertidumbre a lo largo de los tramos del río Biobío estudiados.

Durante el desarrollo de este trabajo se realizó la cuantificación de arsénico, cadmio y plomo en las aguas de un tramo del río Santa en el tramo adyacente al Pasivo Ambiental Minero de Recuay, Ticapampa, en la provincia de Recuay el cual forma parte del departamento de Ancash. Las muestras de agua, se tomaron en nueve (09) puntos consecutivos que están conformados además de tres (03) blancos (blanco viajero, blanco muestreo y blanco lago), analizándose la concentración de los metales en mención en cada punto por el método de Espectrofotometría de Absorción Atómica. La concentración de arsénico fue 0,0404 mg/L, del plomo 0,6402 mg/L y del cadmio 0,0396 mg/L; siendo todos ellos superiores a los Límites Máximos Permisibles establecidos por los “Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua” del Ministerio del Ambiente. Según los resultados obtenidos. El estudio comprueba que parte de la contaminación del río Santa es provocada principalmente por la descarga residuos mineros que están ubicados a lo largo de todo su cauce (en el tramo de Ticapampa – Recuay), ya que usan el río Santa como vía de eliminación de sus residuos. En lo que respecta en los análisis de los sedimentos, los valores de concentración de los metales pesados se encuentran en niveles de concentración que evidencian diferentes grados de toxicidad tomadas en base a los límites permisibles. Se comprueba que la contaminación por Pb, Cd, y Ar, tienen origen minero, siendo estos vertidos en las aguas del río siendo estas las principales fuentes de contaminación por metales pesados. Se determinó que el agua del río Santa, está contaminada y no es adecuada para el uso y consumo humano.

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Geólogo / El presente Trabajo de Titulo consiste en un estudio geoquímico de la cuenca fluvial Alto Tinguiririca. Esta corresponde a una subcuenca de la cuenca del rio Rapel, y se encuentra inmersa en la Cordillera de los Andes entre las latitudes 34°35 0‖ y 35°0 0‖, en la Región del Libertador Bernardo O Higgins. Se tomaron un total de 12 muestras de agua durante el verano del año 2017, entre las cuales 1 era de una vertiente, 2 de piscinas de aguas termales y las 9 restantes de cauces fluviales activos. Estas fueron sometidas a un análisis químico de elementos mayores, menores y trazas, y posteriormente se construyeron diagramas hidrogeoquímicos y estadísticos para identificar anomalías y procesos que ocurren en la cuenca. Además de manera complementaria se obtuvieron muestras de sedimentos transportados en suspensión en los mismos puntos, los cuales fueron analizados mediante un microscopio electrónico de barrido. Los resultados permitieron dividir las muestras en tres grupos. Las aguas termales forman el grupo que más difiere del resto, y se caracterizan por ser cloruradas sódicas y poseer altas concentraciones en casi todos los elementos analizados. El resto forman una transición desde sulfatadas cálcicas a bicarbonatadas cálcicas, donde las 5 de la parte alta de la cuenca son más sulfatadas y poseen mayores concentraciones y anomalías de Al, Fe, Mn y otros elementos, mientras que las de la parte baja son más bicarbonatadas, con menores concentraciones y solo con un punto con anomalía de Zn. La diferencia principal entre la parte alta y la parte baja de la cuenca es la geología, donde la parte Oeste es representada por la secuencia Cenozoica y la parte Este por la secuencia Mesozoica, el volcanismo actual y la Falla El Fierro que se encuentra en una zona de transtensión y favorece el ascenso de fluidos de mayor profundidad. Finalmente, al comparar las muestras con la normativa chilena para agua potable, varias sobrepasan los valores límite de As, Cl, Fe, Hg y Mn, poniendo en riesgo a la población que se someta a su consumo de manera continua.

La actividad que diariamente desarrollamos como sociedad implica que generamos alteraciones sobre nuestro entorno y el medio ambiente. Así, actividades tan comunes como la higiene personal o el cuidado de la salud pueden generar serios problemas en el ecosistema, dado que incorporamos a éste una serie de sustancias de diferente origen y naturaleza química, de los cuales se sabe relativamente poco respecto de su impacto en los distintos compartimentos ambientales y en el ser humano, sustancias que los investigadores han dado en denominar contaminantes emergentes. Dentro de estos contaminantes están los productos farmacéuticos y sus subproductos (metabolitos), un tema interesante de estudiar considerando que, a nivel internacional, las investigaciones en este campo se vienen desarrollando hace ya 20 años; y si bien no se trata de compuestos persistentes, su constante utilización y vertimiento los hacen estar presentes en nuestro entorno. La principal fuente de ingreso al ecosistema de este tipo de compuestos son las descargas de aguas servidas no tratadas y los efluentes de las plantas de tratamiento de esta agua; y en lo que respecta a la presencia de productos y subproductos farmacéuticos en agua para consumo humano, existe ciertamente un riesgo menor para la población, que debe ser estudiado. Actualmente las plantas de tratamiento, ya sea de agua para consumo humano como las de aguas servidas, no están diseñadas para tratar y eliminar productos y subproductos farmacéuticos, por lo que conocer de su presencia en nuestro entorno es fundamental. El trabajo experimental de esta Tesis se desarrolló en la Región del Biobío, específicamente en tres localidades ubicadas en la cuenca del río Biobío (Santa Bárbara, Los Ángeles y Concepción), uno de los río más importantes del país y en donde se desarrolla una variada gama de actividades, en el mes de diciembre de 2010; evaluándose la probable presencia de fármacos en los sistemas de tratamiento de agua para consumo humano y en los sistemas de tratamiento de aguas servidas, tanto en la entrada al sistema de tratamiento con en la salida del mismo. Los resultados obtenidos son claros al mostrar que la mayor presencia de estos compuestos se observa en las aguas servidas crudas, mientras que en las aguas destinadas al consumo humano, en el caso particular de las localidades en estudio, no se observó presencia de los mismos. Este trabajo de tesis debe ser considerado como un diagnóstico preliminar, el inicio de una línea de trabajo relacionada con la presencia de fármacos en las aguas servidas, el cómo los sistemas de tratamiento de dichas aguas son capaces de removerlos, la posterior descarga de las aguas tratadas al ecosistema y el comportamiento de dichas sustancias en éste, recomendándose realizar un estudio más acabado respecto de la presencia de fármacos en nuestros ecosistemas, de forma tal de poder a futuro pensar en el establecimiento de una regulación ambiental que incluya este tipo de compuestos.

Magíster en Química y Memoria para optar al Título de Químico / Actualmente el recurso hídrico se ve afectado por numerosos contaminantes tanto compuestos orgánicos como inorgánicos entre ellos destacan los metales pesados, sus fuentes son: minería, agricultura, industrias, entre otros. El río Maipo ubicado en la Región Metropolitana, Chile, es la cuenca hidrográfica utilizada en mayor porcentaje para riego y agua potable, entre otros usos. Muchas de las industrias aledañas a esta cuenca vierten sus riles, contaminándolas y aumentando las concentraciones de los límites máximos permitidos para algunas especies, es por ello la importancia de determinar la calidad de estas aguas a partir de los sedimentos, que actualmente están siendo utilizados como indicadores medioambientales para evaluar la magnitud de contaminación en un sistema acuático. Los sedimentos están determinados por el tamaño de sus partículas ya que, la concentración de los metales asociados con la fase sólida se incrementa rápidamente con la disminución del tamaño de ellas. La importancia del estudio de los metales pesados en sedimentos es que pueden producir efectos nocivos, graves, crónicos e inclusive letales a altas concentraciones, debido a que no son biodegradables y se acumulan en la cadena trófica. El grado de disponibilidad y toxicidad de un metal pesado en un sistema acuático depende de factores físicos y químicos en los sedimentos como: pH, Eh, CE, carbono orgánico, etc. El estudio de adsorción-desorción de metales pesados es crucial en la propuesta de estrategias efectivas de mitigación, reducción o eliminación de estos en los sistemas naturales. Es por esto que en este trabajo se propuso estudiar el proceso de adsorción-desorción de los metales pesados Cu2+, Mn2+, Pb2+ y Zn2+ en sedimentos de seis afluentes del río Maipo (río clarillo (Cla), Isla de Maipo (IM), San Francisco de Mostazal (SFM), Peñaflor (Pñ), Melipilla (Mel) y Puangue (Pu)). Los resultados obtenidos indicaron que en los seis sitios los sedimentos presentan valores de pH levemente alcalinos, se determinó una salinidad en el sitio Mel moderadamente salino, un rango de porcentaje de carbono total de 1,4% (Cla) a 10% (Mel), además la concentración de los cuatro metales de la fracción seudototal y la cuantificación de cationes por espectroscopía de absorción atómica (EAA) para los seis sitios indicó que Mn2+ y Ca2+ se encuentra en mayor concentración (43,2-1.600 μgg-1) y ( 2,9-154 mgL-1) respectivamente, los aniones cuantificados por cromatografía líquida de alta resolución de intercambio iónico (IE-HPLC) se encontró en mayor concentración SO42- (78,0-2.000 mgL-1). El tiempo de equilibrio se obtuvo a las 48 h confirmándose al aplicar el modelo cinético de Elovich. El estudio de los procesos de adsorción para los cuatro metales en general indicó que son procesos favorables, con el coeficiente de distribución (Kd) se determinó que los metales tienden a estar adsorbido y que Mn2+ presenta menor afinidad por los sedimentos de los seis sitios, siendo confirmado con los porcentajes de desorción (Cu2+, Pb2+ y Zn2+ menor al 1%, Mn2+ 15%). En cuanto a los modelos de adsorción aplicados, se obtuvo una mejor correlación para los cuatro metales y los seis sitios con el modelo de Freundlich. El efecto de la concentración del CO32- y PO43- sobre la adsorción de los cuatro metales en sedimentos de dos sitios seleccionados Mel y Cla, indicó que a medida que aumenta la concentración de estos aniones aumenta el porcentaje de adsorción. El estudio de la competencia entre metales Cu2+-Zn2+ y Mn2+-Pb2+ indicó que los sedimentos muestran mayor preferencia en la adsorción por Cu2+ y Pb2+. Este comportamiento está relacionado con las propiedades de los metales como de las características físico-químicas del entorno, comprobados con los análisis estadísticos de Cluster, Pearson y análisis de componentes principales (ACP) / Currently the water resource is affected by numerous pollutants among them the herbicides, pesticides and heavy metals, their sources are: mining, agriculture, fossil, forest fuels, etc. The Maipo River located in the Metropolitan Region, Chile, the watershed is used in higher percentage for irrigation and drinking water, among other uses. Many of the industries surrounding this basin discharge their liquid waste, contaminating and increasing concentrations of the maximum allowable limits for some species, it is therefore important to determine the quality of these waters from sediments, which are currently being used as environmental indicators to assess the extent of contamination in an aquatic system. The pellets are determined by the size of its particles, the concentration of metals associated with the solid phase increases rapidly with decreasing size of them. The importance of the study of heavy metals in sediments is that they can produce harmful, serious, chronic and even lethal effects at high concentrations, because they are not biodegradable and accumulate in the food chain. The degree of availability and toxicity of a heavy metal in an aquatic system depends on physical and chemical factors in the sediments, such as pH, Eh, EC, organic carbon, etc. The study of adsorption-desorption of heavy metals is crucial in the proposed effective mitigation strategies, reduction or elimination of these natural systems. That is why in this work was to examine the process of adsorptiondesorption of heavy metals Cu2+, Mn2+, Pb2+ and Zn2+ in sediments six tributaries of the Maipo River (river Clarillo (Cla), Isla de Maipo (IM), San Francisco de Mostazal (SFM), Peñaflor (Pñ), Melipilla (Mel) and Puangue (Pu)). The results showed that in the six sediment sites have values slightly alkaline pH, salinity in the range of drinking water except Mel site (moderately saline), a range of percentage of total carbon of 1,4% was determined (Cla) to 10 % (Mel) plus the concentration of the four metals seudototal fraction and quantification of cations by atomic absorption spectroscopy (EAA ) for the six sites indicated that Mn2+ and Ca2+ is found in higher concentration (43,2-1.600 μgg-1) and (2,9 to 154 mgL-1) respectively, anions quantified by liquid chromatography high resolution ion exchange (IE- HPLC) was found in higher concentration SO4 2- (78,0-2.000 mgL-1). The equilibration time was obtained at 48 h was confirmed by applying Elovich kinetic model. The study of adsorption processes for the four metals in general indicated that are favorable processes, the distribution coefficient (Kd) was determined that metals tend to be adsorbed and Mn2+ has a lower affinity for the six sediments, confirming the desorption percentage (Cu2+, Zn2+ and Pb2+ less than 1%, Mn2+ 15 % ). Models applied Freundlich and Langmuir adsorption, a better correlation for the four metals and six sites in Freundlich was obtained. The effect of the concentration of the CO3 2- and PO4 3- adsorption on metals four two sediments (sites) selected Mel and Cla indicated that with increasing concentration of these ions increases the rate of adsorption. The study of competition between metals Mn2+-Pb2+ and Cu2+-Zn2+ sediment have indicated that most preferred in the adsorption of Cu2+ and Pb2+. This behavior is related to the properties of metals and on the physical - chemical characteristics of the environment, checked with statistical analysis Cluster, Pearson and principal component analysis (PCA) / Fondecyt