El objetivo general del presente trabajo de título es modelar y analizar el efecto que tiene la recarga artificial sobre el funcionamiento y la operación del dren Las Vegas. Se entiende por recarga artificial la acción de ejecutar obras que generen un transporte de agua desde la superficie hasta la napa subterránea, en condiciones en que sin intervención directa dicho transporte nunca hubiera ocurrido. Se estudia el caso de la Planta de Tratamiento de Agua Potable Las Vegas, que tiene la particularidad de recoger agua cruda de fuentes superficiales y subterráneas a la vez. La captación superficial corresponde a una bocatoma ubicada cerca del fin de la segunda sección del río Aconcagua, mientras que la captación subterránea es un dren construido a 40 [m] bajo la superficie. El dren Las Vegas aprovecha el angostamiento del valle para establecerse como una barrera que intenta captar el mayor caudal posible. Para aumentar el caudal captado por el dren existen las llamadas lagunas de infiltración, que tienen por misión aprovechar el agua sobrante de la bocatoma e infiltrarla al acuífero. La experiencia de recarga artificial en la Planta de Tratamiento de Agua Potable Las Vegas es una de las pocas que está en funcionamiento pleno en Chile, pero aún así tiene mucho por donde mejorar su gestión. En el mundo la recarga artificial es utilizada ampliamente para administrar los recursos hídricos, desde zonas áridas como el medio oriente hasta zonas costeras y con ríos abundantes como Ámsterdam y París. Se recopilaron los antecedentes pertinentes para poder construir un modelo hidrogeológico utilizando Visual MODFLOW, entre ellos, topografía del recinto, estudios hidrogeológicos y datos hidrológicos. Las fuentes principales de información fueron estudios de terreno realizados en el momento de construcción del dren y modelos hidrogeológicos de la cuenca del río Aconcagua encargados por la Dirección General de Aguas. El modelo resultante fue ajustado para que representara fielmente lo observado en terreno entre los meses de enero de 2008 y marzo de 2009. El modelo ajustado fue utilizado para establecer la tasa de recarga para cada sector del recinto donde podrían emplazarse nuevas lagunas de infiltración. Posteriormente se calcula la superficie necesaria para construir dichas lagunas, teniendo en cuenta consideraciones de acceso y mantención. Además, se calcula la cantidad de lagunas necesarias para distintos escenarios de demanda al dren. Asumiendo un valor deseable de caudal captado por el dren de 1.250 l/s se estima que se necesita inundar 17 [Há], equivalente aproximadamente a 50 lagunas pequeñas. Se concluye que puntos interesantes de estudiar serían: la calidad del agua infiltrada y como afecta al acuífero, la precisión de los datos con los que se trabajó y el grado de influencia de ellos en el resultado, la factibilidad de realmente establecer un régimen de mantención serio y sus posibles implicancias económicas.

En este estudio se caracterizó la composición geoquímica de las aguas subterráneas del yacimiento de Mantos Blancos, comparándola con datos previamente publicados de las aguas subterráneas del yacimiento Spence. Se compararon los totales de sólidos disueltos y se observaron las relaciones geoquímicas entre los iones mayoritarios de ambas aguas. Se realizó una comparación de los valores de salinidad de las inclusiones fluidas de Mantos Blancos con los obtenidos de las inclusiones fluidas de Spence, además de la confrontación de estos valores con los adquiridos en la geoquímica de las aguas de los yacimientos mencionados anteriormente. Se determinó que las aguas subterráneas de Mantos Blancos presentan una variación importante en salinidad, además de la existencia de 2 miembros extremos, Miembro Terminal Salino y Miembro Terminal Diluido. Estas aguas subterráneas resultaron ser bastante similares a las aguas de Spence. Además se puede apreciar la existencia de una correlación entre las salinidades de las aguas subterráneas y las de las inclusiones fluidas de ambos yacimientos, denotando una génesis común. Gracias a la correlación de las aguas subterráneas de Mantos Blancos con las aguas de Spence se puede sugerir una procedencia profunda para las aguas que dieron origen a las atacamitas (ej. “deep formation waters”), consistente con la hipótesis de Cameron y otros del “tectoning pumping”.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Busca la instalación del sistema de bombeo de aguas de interior mina de La Empresa Explotadora de Vinchos ltda. SAC. en la Mina Vinchos en el departamento Cerro de Pasco, está basado en un diseño de cálculo que permitirá la evacuación de las aguas subterráneas de la mina con un caudal nominal de 0.180 m3/s, incrementando la capacidad de bombeo y evitar utilizar bombas sumergibles de menor altura de bombeo. La metodología se basó en el cálculo hidráulico, considerando las pérdidas primarias y secundarias, las alturas netas positivas de succión, los parámetros de cavitación, la energía consumida y las potencias de las bombas. Los trabajos consistieron en la modificación de equipos de bombeo sumergible que intervienen en el sistema de evacuación de aguas, también la implementación de pozas sedimentadoras en las cámaras de bombeo y filtros de placas a las entradas de las bombas, lo que permitirá disminuir la cantidad de sólidos suspendidos en el agua y de esta manera lograr una mayor vida útil para el sistema. Debido al volumen y las condiciones del agua de mina, se optó por seleccionar bombas de caja partida, así mismo las tuberías de conducción es de acero cedula 40. Se proyecta que el sistema mejorara eficientemente la capacidad de bombeo. / Trabajo de suficiencia profesional

Con el objetivo de evaluar las ventajas y desventajas del uso de un modelo numérico para representar la intrusión salina en acuíferos costeros, se desarrolló un modelo en la quebrada Los Choros, ubicada al oeste de la Cordillera de la Costa, en el extremo norte de la IV región. Las características geográficas y climáticas del área de estudio hacen que la oferta de agua sea escasa, afectando el avance del agua marina hacia el continente, provocando el crecimiento de la zona de mezcla. Aunque la población y actividad económica de la cuenca son escasas, existe espacio para que crezcan, por lo que la demanda por recursos hídricos se podría incrementar. El acuífero del sector costero de la quebrada Los Choros se desarrolla en sedimentos parcialmente a no consolidados, y está formado mayoritariamente por terrazas marinas desarrolladas a partir del Mioceno. Las unidades que conforman el acuífero están limitadas en la Cordillera de la Costa por la Fm. Canto del Agua, el Grupo Bandurrias y algunos intrusivos. En el extremo occidental se pueden reconocer cuatro unidades hidrogeológicas: Acuífero Freático, Acuitardo, Acuitardo Costero y Acuifijo. Desde el punto de vista hidrogeológico, la recarga del acuífero está asociada a la infiltración y percolación de aguas superficiales, cuyo caudal depende casi exclusivamente de la precipitación y del flujo de agua subterránea desde la quebrada Los Choros (estimado en 80,6 l/s). La descarga se asocia al flujo de agua subterránea hacia el mar, que depende de la precipitación, de las extracciones artificiales (con derechos de 2,7 l/s), y de la evapotranspiración (con un caudal estimado de 10,2 l/s). La conductividad hidráulica presenta valores entre 0,142 y 0,8 cm/s. La concentración de cloruro está controlada por la entrada de agua desde la quebrada Los Choros y por la difusión de agua salada desde el mar. Su distribución espacial está marcada por un aumento desde el pueblo Los Choros hacia el noroeste y disminución desde el mar hacia el interior. Los datos hidrogeoquímicos reafirman lo anterior e indican que la salinización del acuífero se debe casi exclusivamente a la condición natural. La variación temporal de la concentración de cloruros es poco relevante. Para representar numéricamente el acuífero se utilizó el modelo SEAWAT, para lo cual se construyó una grilla de discretización homogénea de 80 por 90 elementos, con elementos de 200 m de lado. Por la escasa información disponible se optó por construir un modelo de un solo estrato. Esto tiene un efecto en la conductividad hidráulica, al asumir que toda la columna es homogénea, y en la definición de las condiciones de borde de la concentración. En el modelo, las conductividades hidráulicas medidas en terreno son dos órdenes de magnitud mayores que las que se usaron en la calibración. Aunque, para resolver el problema propuesto se necesitaría un modelo de tipo predictivo, la falta de datos obligó a construir uno de tipo interpretativo. Este modelo permite comprender el funcionamiento general del sistema, y una vez que se recolecta una mayor cantidad de información, el modelo interpretativo se puede transformar fácilmente en uno de tipo predictivo. En el caso de un problema de intrusión salina, son necesarios una gran cantidad de datos de conductividad hidráulica, dispersión y porosidad, las que son muy difíciles de obtener. Algunos de estos parámetros pueden ser reemplazados por simplificaciones, pero que, posteriormente, no permiten explicar variaciones locales. La información necesaria para construir el modelo predictivo está relacionada con la forma y propiedades físicas del acuífero, por lo que se recomienda hacer: 1) topografía de mayor precisión, 2) desarrollo de una campaña de sondajes eléctricos verticales u otro método geofísico, que muestren la forma del fondo del acuífero, la ubicación del nivel freático y de la cuña de intrusión salina, 3) realización de una mayor cantidad de pruebas de conductividad hidráulica en toda el área y a distintas profundidades, 4) construcción de nuevos sondajes, que alcancen el basamento rocoso en distintos puntos del área modelada, y 5) elaboración de un catastro más detallado de los pozos existentes y su uso.

En Chile, las aguas subterráneas son una fuente de gran explotación, principalmente en las zonas áridas del norte, donde prácticamente no existen aguas superficiales. Por este motivo, su buen manejo juega un rol fundamental para un desarrollo sustentable. El trabajo de Título propuesto tiene como objetivo principal analizar la factibilidad de uso de un trazador biológico, apoyado del análisis de un trazador químico. Este estudio se realizó en el Sistema Pampa Peineta, ubicado aproximadamente a 100 kilómetros al noreste de la ciudad de Calama. Con los resultados obtenidos se estimaron velocidades y direcciones de los flujos de aguas subterráneas; datos que permitieron reafirmar hipótesis de direcciones de flujo determinadas previamente por métodos clásicos, e indirectos, de la hidrogeología. Para este estudio se utilizó un trazador biológico (Bacteriófago MS2) y un trazador químico (NaCl), describiendo los procedimientos de terreno, análisis, resultados, ventajas, desventajas y costos. Los resultados obtenidos fueron muy acordes al comportamiento que posee el acuífero, presentando pequeñas variabilidades en los resultados producidos por detalles que se mencionan en los capítulos de este informe. Finalmente, a partir de la experiencia adquirida, se proponen una serie de pasos para realizar ensayos de similares características, que permita reforzar de manera más potente las hipótesis planteadas con resultados concretos, teniendo en cuenta todos los pormenores ocurridos en esta primera campaña. De este modo, con este trabajo se cuenta con antecedentes certeros para abordar un tema no muy recurrido en Chile, el uso de trazadores biológicos en aguas subterráneas.

Geólogo / En esta memoria se presentan los resultados hidrogeoquímicos para la Cuenca de Santiago utilizando la base de datos de la Dirección General de Aguas (DGA), disponible en forma pública en su sitio internet. La información seleccionada corresponde a los parámetros físico-químicos para los años 2001, 2006 y 2010 de las estaciones de aguas subterráneas ubicadas en la Cuenca de Santiago. A la vez, se han considerado datos de aguas superficiales para compararlas con las subterráneas. Con el uso de diagramas Piper y Stiff, relaciones iónicas, análisis estadísticos y mapas de distribución, aplicados a los datos de aguas subterráneas, se han reconocido dos grupos de aguas diferentes desde el punto de vista composicional; el primero con menores concentraciones iónicas (conductividad: < 800 µs/cm) y de tipo SO42- - HCO3- - Ca2+ y, el segundo, con mayores concentraciones (conductividad: 850-1900 µs/cm) y de tipo SO42- - Cl- - Ca2+. Además, existe una distribución espacial de los dos grupos: el primero corresponde a las estaciones ubicadas en el límite S y al E de la cuenca y, el segundo, agrupa los puntos de control situados en la zona centro y O, evidenciando un incremento de la concentración en el sentido general del flujo de las aguas subterráneas. Se observa una influencia en el quimismo asociada a la distancia al área de recarga principal, que es la Cordillera, y al recorrido por diferentes litologías en el relleno. En las áreas donde existen aguas recién infiltradas y/o el acuífero se encuentra confinado, se ubican las muestras del primer grupo. Técnicas como el diagrama de Gibbs y las razones iónicas indican que la interacción con el relleno sedimentario y procesos de evaporación juegan un rol importante en la química de las aguas subterráneas y corroboran la presencia de dos grupos, en particular la razón rNa/rCl evidencia esta diferencia. Por otro lado, las mayores variaciones temporales de las concentraciones se dan en los iones de SO42-, Cl- y Ca2+, en algunos casos, relacionado a actividad antrópica. Con la utilización de gráficos de TSD versus los elementos mayores se observó que la concentración de la mayoría de éstos podría estar, en parte, influenciada por actividades antrópicas. Se identificaron valores anómalos asociados a posibles focos de contaminación relacionados a un ex vertedero, a pozos próximos a cementerios y a áreas agrícolas. Comparando aguas superficiales y subterráneas se observa que su composición química es similar. Las pequeñas diferencias se deben a una mayor concentración de sulfatos y de elementos menores como arsénico y hierro, posiblemente relacionados a procesos naturales como disolución de yeso, presencia de yacimientos mineros y a contaminación antrópica. Con el análisis realizado se puede concluir que la química de las aguas subterráneas se encuentra influenciada por la interacción con el relleno sedimentario y por procesos antrópicos, los que modifican las concentraciones de los componentes químicos.

Ingeniera Civil / El sistema de Jachucoposa, ubicado en el sector sureste del Salar de Coposa, ha sido afectado por la explotación de las aguas subterráneas del salar desde 1998, observándose una disminución de los niveles freáticos del acuífero somero, del caudal de la vertiente Jachucoposa y de la vegetación existente en la zona. Dado esto se han aplicado en la zona medidas de mitigación, entre las cuales se encuentran: cambio del sector de explotación de aguas subterráneas, riego y recarga artificial de la vertiente. Estas medidas han generado una recuperación paulatina del sistema, la que se ve reflejada en la recuperación de los niveles freáticos y en la respuesta de la vegetación. Se desarrolla en este trabajo un modelo unidimensional de la zona no saturada en Hydrus 1D, para comprender y cuantificar los patrones de humedad en el sistema y cómo éstos son afectados bajo distintos escenarios de modelación. Se modelan 17 perfiles distribuidos en las zonas de vegetación de interés. De éstos, se escogen los perfiles más representativos para los distintos sectores, simulando para los distintos escenarios 7 perfiles en total. En los escenarios, se simulan los procesos existentes en la vega y las forzantes del nivel y la humedad, correspondientes a: evaporación, flujos de entrada como precipitación y riego y variaciones de nivel (descenso y recuperación). Como resultados se obtiene que el comportamiento del perfil de humedad depende fuertemente del tipo de suelo, existiendo diferencias notorias para suelos más arenosos y franco arcillosos. En general, las zonas que poseen suelos más arenosos son más críticas y susceptibles a sufrir daños por la explotación del sistema. Se observa que el contenido de humedad responde casi proporcionalmente al descenso o recuperación de nivel. Además, pequeñas precipitaciones o una tasa de riego en torno a los 3 mm/día no genera cambios significativos en el perfil, no así una tasa de riego promedio de 5 mm/día, que sería altamente efectiva para el aumento de la humedad, y por ende, la recuperación de la vegetación. El modelo desarrollado se considera una herramienta para el mejor manejo ambiental del sistema, el que se puede utilizar para simular distintos casos asociados a las medidas de mitigación instauradas para la recuperación del sistema.

Ingeniero Civil, Mención en Estructuras y Construcción / El principal problema ambiental generado por los depósitos de relaves es la contaminación de las napas subterráneas debido a la infiltración en el subsuelo con aguas de proceso. La metodología de depositación de relaves TTD (Thickened Tailings Disposal), implica someter al relave a un proceso de espesamiento, incrementando las concentraciones de sólido en comparación al relave convencional. Este estudio presenta una comparación experimental del potencial de infiltración de relaves convencionales en comparación a relaves espesados con metodología TTD. Para ello se midió empíricamente en una columna de flujo de una dimensión, la infiltración en un suelo natural producida por la depositación sobre el mismo de capas sucesivas de relave de diferentes concentraciones de sólidos, buscando simular el crecimiento de un depósito de relaves. Se implementó una instalación experimental consistente en una probeta cilíndrica de acrílico de 20 cm de diámetro x 100 cm de altura en la que se dispuso en su parte inferior 50 cm de suelo natural compactado, instrumentado con sensores de humedad y un tensiómetro. Luego en forma sucesiva, se depositaron capas de relave, instrumentadas con medidores de humedad, tensiómetro y medidor de temperatura. El programa de ensayos consideró: 2 muestras de relave y 1 muestra de suelo de fundación. Se ejecutaron cuatro ensayos, dos por tipo de relave a dos distintas concentraciones de sólidos. Para el Relave 1 (cobre), tanto el relave convencional como el espesado con metodología TTD, infiltraron el total de la muestra de suelo. Es necesario mencionar que la masa de relave espesado TTD corresponde a 1,85 veces la masa de relave convencional depositado y que en la probeta con relave convencional, en su parte inferior, se acumuló un exceso de agua que permitiría alcanzar una infiltración extra de 12%. Para el Relave 2 (oro y plata), la infiltración alcanzada en la prueba con relave espesado TTD alcanzó aproximadamente el 50% de la muestra de suelo, mientras que durante la prueba con relave convencional, se infiltró el total de la muestra de suelo. La razón entre la masa de relave espesado y la masa del relave convencional equivale a 1,36. En base al análisis y resultados de los ensayos experimentales realizados se ha logrado concluir que la profundidad que alcanza la infiltración dentro del suelo de fundación es una función que depende de la cantidad de agua liberada por el relave hacia el subsuelo y de la curva de retención de agua del suelo, específicamente de su capacidad de campo.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / Incuestionable es la importancia que representa el agua actualmente en el mundo entero, siendo un recurso de gran valor para el desarrollo de diferentes actividades industriales, agrícolas y energéticas, como así también de vital relevancia para la vida humana. El interés por las comunidades de aguas subterráneas surge al advertir la carencia de una regulación adecuada de las organizaciones de usuarios de aguas subterráneas, dentro de la legislación general del derecho de aguas vigente, en tiempos donde la asociatividad entre los usuarios cobra particular relevancia para una mejor gestión de los acuíferos. La actual regulación de las organizaciones de usuarios en el Código de Aguas presenta problemas estructurales al tratar en forma conjunta instituciones propias de las aguas superficiales aplicadas al recurso hídrico subterráneo, situación que será abordada en este trabajo de investigación y que constituye el eje del mismo. La carencia de normativa legal apropiada ha llevado a la Administración a suplir las deficiencias con actos administrativos como la Resolución DGA N° 425, de 2007, que constituye la principal fuente normativa de las aguas subterráneas en Chile. Como consecuencia de lo anterior, se presentan una serie de problemáticas en cuanto a la determinación de los supuestos fácticos que determinan el origen de una comunidad de aguas subterráneas, su ámbito de competencia, su procedimiento de registro en la Dirección General de Aguas, la relación con otras organizaciones de usuarios y la falta de conceptualización -legal y técnica- de los elementos que componen el sistema de las aguas subterráneas.

El proceso de dispersión de solutos en el seno de un medio poroso heterogéneo ha sido el objetivo de numerosas investigaciones en las últimas décadas debido tanto a las limitaciones de las ecuaciones matemáticas que lo describen como a la necesidad de describir y predecir el movimiento de contaminantes en acuíferos reales, con la complejidad derivada de los patrones espaciales de heterogeneidad reales y otras incertidumbres en el conocimiento del medio. Las técnicas de modelación actuales se centran generalmente en un único parámetro para explicar la desviación del comportamiento de un penacho de soluto frente a los resultados predichos por la ADE: la variabilidad de la conductividad hidráulica. En ningún caso se hace referencia o se tiene en cuenta la variabilidad espacial de la dispersividad. La dificultad para medir o estimar este parámetro y su enorme dependencia de la escala de la discretización numérica han limitado esta vía de investigación. Esta tesis presenta el primer intento de modelar la variabilidad local de la dispersividad basándose en un experimento de flujo y transporte de solutos en un tanque de experimentación de escala intermedia (Intermediate Scale Experiment, ISE). En esta investigación, se ha construido un medio poroso artificial inserto en un tanque de experimentación cuasi-2D, cuyos patrones de heterogeneidad estaban basados en datos de conductividad hidráulica procedente de una formación natural altamente heterogénea de características no gaussianas Controlando el potencial hidráulico a la entrada y la salida del tanque, se crearon condiciones de flujo estacionario en las que se llevaron a cabo varios ensayos de transporte de trazadores conservativos. Este tanque, construido en metacrilato, fue monitorizado con una red de transductores de presión de alta precisión y se tomaron fotografías digitales de la evolución del penacho de trazador coloreado. / Sanchez Fuster, I. (2011). Modelación de parámetros físicos de la ecuación de advección-dispersión utilizando un tanque de experimentación de escala intermedia [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14635 / Palancia