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Geóloga / El presente documento corresponde a la caracterización hidrogeológica ejecutada en la subcuenca de Rungue emplazada en la hoya del estero Tiltil. Dicho estudio forma parte de la línea base constitutiva de la Evaluación de Impacto Ambiental asociado a un proyecto de disposición de residuos tóxicos y peligrosos, que monitorea la empresa Ciclo S.A. La subcuenca de Rungue se ubica a 51 km al norte de la ciudad de Santiago y cubre un área de 37,9 km2.Presenta un clima semi-árido, con un promedio de precipitación anual de 371,2 mm y una recarga del acuífero que fluctúa entre los10 y los17 l/s. En la zona, se reconocieron 3 unidades hidrogeológicas. La primera de ellas está compuesta de rocas volcánicas y sedimentarias de la Formación Las Chilcas, que se encuentran fracturadas en sus 20 m superiores. Esta unidad corresponde al único acuífero del área y, de acuerdo a los antecedentes de 3 ensayos de bombeo realizados, tiene una permeabilidad muy baja. Las unidades hidrogeológicas 2 y 3 corresponden a depósitos coluviales y aluviales, respectivamente. Éstos son de poco espesor, modesta expresión areal y no se presentan saturados. En las captaciones presentes en la subcuenca, se realizaron mediciones periódicas de niveles freáticos con lo cual se pudo estructurar un mapa de la superficie equipotencial. Según éste, la dirección de escurrimiento del flujo subterráneo, en la zona del predio, es nor-noreste. Luego, hacia aguas abajo, adopta un sentido nor-noroeste en la zona cercana al embalse Rungue. Con los gradientes hidráulicos definidos y la transmisividad determinada se calculó una velocidad de escurrimiento de 13,46 m/año. Asumiendo dicha velocidad media, el tiempo requerido para que el agua subterránea se desplace desde el predio hasta el área del tranque Rungue sería de unos 300 años aproximadamente. Considerando que el coeficiente de almacenamiento se ubica en un rango entre 1 y 3% se obtienen valores para el volumen de agua subterránea embalsada entre 3.300.000 y 9.900.000 m3. Éstas, expresadas como caudal continuo para 50 años, corresponden a 2 y 6 l/s, respectivamente. Por último, se realizaron 4 campañas de muestreo químico con los cuales se concluye que las aguas subterráneas son de tipo cálcicas bicarbonatadas con leve incremento del anión sulfato en sectores que presentan cierto grado de alteración. Si los resultados se comparan con las normas chilenas de Riego y de Agua Potable, se puede asegurar que éstas no cumplen con dichas normativas. Conforme a lo señalado, se puede aseverar que, desde la perspectiva hidrogeológica, el área es apropiada para construir un vertedero de residuos tóxicos y peligrosos.

No autorizada por el autor a ser publicada a texto completo / En los últimos años se ha visto un explosivo crecimiento de la actividad minera en nuestro país, que si bien ha permitido avances en el tema económico, por otro lado ha causado graves externalidades al medio ambiente. En particular, faenas mineras como depósitos de relaves, pilas de lixiviación y botaderos han afectado los recursos hídricos subterráneos mediante la introducción de compuestos contaminantes ajenos a su calidad natural. El presente trabajo tiene como principal objetivo estudiar el uso de la alternativa de remediación de acuíferos llamada Barreras Reactivas Permeables, y evaluar su aplicabilidad en eventos de contaminación de aguas subterráneas por efluentes mineros. En una primera etapa de este trabajo se realizó una caracterización físico-química de la calidad de las aguas residuales de los procesos mineros de cobre y oro y de las aguas subterráneas impactadas por estos efluentes líquidos. También se abordaron dos casos internacionales en que se observaron sustanciales mejoras en términos de la calidad de los acuíferos contaminados, sin embargo todavía falta estudiar su efectividad en el largo plazo. En el caso de nuestro país, aunque se han llevado a cabo algunos avances, todavía no se ha implementado esta alternativa. Para estudiar la aplicabilidad de este método de tratamiento se emplea el programa computacional Visual MODFLOW para desarrollar un modelo conceptual y numérico que reproduzca el transporte y los mecanismos de remoción de contaminantes dentro de una Barrera Reactiva Permeable. Específicamente, se considera un escenario donde existe contaminación del medio saturado, debido a una infiltración continua de lixiviados con una alta carga de sulfatos y metales como fierro y cadmio, los cuales provienen principalmente de un depósito de relaves mineros afectado por drenaje ácido minero. Para determinar los procesos de remoción de estos contaminantes se revisó una serie de estudios recogidos de la literatura internacional para identificar los mecanismos de reducción de sulfatos y la precipitación química de los metales. Además, se simularon dos tipos de barreras reactivas, una a base de materiales orgánicos y otra con hierro cero-valente, donde esta última demostró ser más efectiva en la remoción de sulfatos con una eficiencia superior al 90%. Dentro de las modelaciones planteadas, se efectuó un análisis de sensibilidad de algunos parámetros hidrogeológicos y cinéticos para precisar la incidencia de éstos, sobre la eficiencia de remoción del tratamiento. Lo anterior, dio como resultado una gran variabilidad de algunos de ellos, siendo reconocidos como claves en el proceso de remediación. Por último, se validaron y compararon los resultados obtenidos en la simulación de una Barrera Reactiva que emplea como medio reactivo el uso de compuestos orgánicos, con un caso de contaminación ocurrido en Canadá, en el cual se emplea esta misma clase de barrera para la limpieza del acuífero. Al comparar ambos casos, los resultados en cuanto a eficiencias de remociones alcanzadas fueron muy similares. Por otra parte, los tiempos de residencia de los contaminantes dentro de la barrera presentan una diferencia de apenas un 6%. De acuerdo a estos resultados, el empleo de este software computacional es adecuado para modelar numéricamente el desempeño de una Barrera Reactiva Permeable.

Geólogo / El presente trabajo corresponde al estudio hidrogeoquímico realizado durante los años 2013 y 2014, en el acuífero de la Pampa del Tamarugal, I región, norte de Chile. Específicamente, el acuífero está ubicado, en la Depresión Central, conocida como la Pampa del Tamarugal entre los 19° y 20°S. La Pampa, con una extensión de más de 4800 km2, está limitada por el oeste con la Cordillera de la Costa, y por la Precordillera por el este. Está situada a unos 40 km de la línea de costa, se encuentra entre los 900 y 2000 m s.n.m y corresponde a una cuenca sedimentaria endorreica, cuya litología principal son rocas sedimentarias continentales alcalinas. El trabajo de esta memoria de grado, está basado en 28 muestras que fueron analizadas para comprender los procesos fisicoquímicos de las aguas de esta zona. Los resultados fueron que las aguas del acuífero en su zona norte presentan 2 tipos de aguas cloruradas sódicas y aguas sulfatadas cálcicas. Las concentraciones de elementos mayores tuvieron los siguientes rangos: sodio (Na+; 5,13-285 meq/l), potasio (K+; 0,47-13,88 meq/l), magnesio (Mg2+; 0,05-10,93 meq/l), calcio (Ca2+; 3,46-51,39 meq/l), cloruro (Cl-; 6,40-182,62 meq/l), sulfato (SO42-; 2,6-211 meq/l), bicarbonato (HCO3-; 0,56-3,16 meq/l). Se analizaron además los elementos menores: hierro (Fetotal; 0,04-42,6 mg/l), manganeso (Mntotal; 0,01-1,8 mg/l), nitrato (NO3-; 0,02-403 mg/l), y el elementos traza arsénico (Astotal; 0,006-2,052 mg/l). Los rangos de conductividad eléctrica (CE) en las aguas subterráneas varían entre 955 y 22300 µS/cm, lo cual indica aguas salinas. En general, las aguas están duras y son incrustantes, teniendo mayor Ca2+ que Mg2+. Luego del análisis de concentraciones y ratios se llegó a la conclusión que los principales procesos hidrogeoquímicos en el acuífero son: interacción agua-roca, evaporación y mezcla de aguas. El ratio rHCO3/rCl fue usado como indicador de flujo, esto debido al aumento del contenido del anión conservativo Cl- y la ausencia de material carbonatado en la litología del acuífero, lo que hace que la concentración de HCO3- no aumente en el recorrido del agua a través del acuífero. La calidad de las aguas del acuífero fue comparada con aguas de riego (NCh1333 1978) y aguas de consumo humano (NCh409-2004) según las normativas vigente en Chile. Su composición química, se evaluó como peligrosa para agua de riego por su alta salinidad y peligrosa también para agua potable por la alta salinidad y concentración de As (>0,01 mg/l).

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.

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.