Tesis para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo y al Grado de Magíster en Manejo de Suelos y Aguas / Los biofiltros vegetales (BS) pueden ayudar a prevenir pérdidas de nitrógeno (N) desde campos con uso agrícola, protegiendo así cuerpos de agua cercanos. El propósito de este estudio fue evaluar la efectividad de BS angostos (5 m de ancho) de diferentes especies vegetales en la remoción de formas nitrogenadas que se movilizan desde suelos cultivados con maíz hacia cuerpos de agua superficiales durante el segundo año de instalación. Cargas de N disponible fueron estimadas a partir de concentraciones de N-nitrato (N-NO3) y Namoníaco (N-NH3) medidas en pozos de observación a 1 m de profundidad, durante el período de estudio (abril de 2013 a junio de 2014) en un sistema de BS que consistió de cinco tratamientos: G: franja de pradera de festuca (Fescue arundinacea); GS: franja de pradera y una línea de arbustos nativos (Fuchsia magellanica); GST1: franja de pradera, una línea de arbustos y una línea de árboles nativos 1 (Luma chequen); GST2: franja de pradera, línea de arbustos y una línea de árboles nativos 2 (Drimys winteri); y C: suelo desnudo como control. Los ensayos se establecieron en dos campos cultivados con maíz (Zea mays) ubicados en la Comuna de Pichidegua, Región de O'Higgins, los que presentaron clases texturales contrastantes: arcillosa en El Caleuche (CLC) y arenosa en San Luis (SL). En CLC, los valores de N a la salida de BS desde flujos subsuperficiales variaron entre 10 a 105 kg N ha-1, donde todos los tratamientos con BS fueron más efectivos en la remoción de formas nitrogenadas que el tratamiento C, donde el tratamiento GST1 presentó mayores diferencias respecto a C. Además, los valores de N obtenidos en la temporada primavera-verano fueron significativamente mayores que los obtenidos en la temporada otoño-invierno, lo que se atribuyó a la fertilización aplicada al campo de maíz durante este período. / Vegetated buffer strips (BS) can help to prevent nitrogen (N) losses from farming lands, thus protecting nearby water resources. The main aim of this study was to assess narrow buffer strips (5 m wide) effectiveness of different species in removal of nitrogen forms that flow from cultivated maize fields to surface water bodies during the second year of installation. N available loads were estimated from nitrate-N (NO3-N) and ammonia-N (NH4-N) concentrations measured at 1 m deep during the study period (April 2013 to June 2014) in a BS system consisting of five treatments: G: strip of grass (Fescue arundinacea); GS: strip of grass and a row of native shrubs (Fuchsia magellanica); GST1: strip of grass, a row of shrubs and a row of native trees 1 (Luma chequen); GST2: strip of grass, a row of shrubs and a row of native trees 2 (Drimys winteri); and C: bare soil as control. The experiment was set in two cultivated maize (Zea mays) fields located in the commune of Pichidegua, Región de O'Higgins, which showed contrasting soil textures: clay loam in El Caleuche (CLC) and sandy loam in San Luis. In CLC, BS outlet measurements from subsurface lateral flow ranged from 10 to 105 kg N ha-1, where all BS treatments where more effective in N removal than C treatment, with GST1 treatment performing the highest N removal. Furthermore, N measurements in spring-summer season were significantly higher than autumn-winter season values, which was related to crop fertilisation in the maize field during this period.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil / Los fenómenos de eutrofización como respuesta biológica de los sistemas acuáticos ante la carga antropogénica de nutrientes, se han extendido en lagos, ríos y sistemas costeros. Los sistemas someros son un foco particular de estudio debido a la respuesta que ofrecen ante los efectos de la eutrofización. En este contexto, la laguna Carén, ubicada en la comuna de Pudahuel (Región Metropolitana, Chile), surge como un ecosistema acuático somero, cuyo interés de estudio recae en su condición de hipereutrofización que supera los índices señalados por \citet{Smith1999}. El principal objetivo de este estudio es caracterizar y cuantificar los procesos que vinculan al dióxido de carbono con los ciclos de nutrientes en cuerpos de agua someros y en estado eutrófico. En base a las mediciones realizadas en la laguna y la revisión de antecedentes de cuerpos de agua someros, se buscó elaborar un modelo numérico que reprodujera el comportamiento de las variables de oxígeno disuelto, dióxido de carbono, nitrógeno y fósforo en el tiempo. Entre las fechas del 22-12-17 y el 28-11-18 se realizó un monitoreo continuo de las forzantes del sistema, las variables hidrodinámicas y del intercambio de dióxido de carbono con la atmósfera. Se complementó la información anterior con muestreos puntuales para un análisis de calidad del agua de la laguna. A partir de estas mediciones se efectuó la calibración del modelo numérico de la laguna. Las mediciones en terreno mostraron una evolución estacional de la laguna, a la vez que una evolución intradiaria. Las concentraciones medidas de nutrientes corroboraron el estado de hipereutrofización de la laguna y mostraron el efecto que tiene la descarga de la planta de aguas servidas Izarra de lo Aguirre. Los resultados del modelo numérico lograron simular una variación estacional de las variables estudiadas ($NH_4$,$NO_3$,$PO_4$), sin embargo no se logró reproducir la fuerte dinámica intradiaria para las variables de OD y $CO_2$. Los resultados del estudio identifican como principales procesos la fotosíntesis, la mineralización y la respiración, cuya evolución es aún más significativa a nivel diario. Para reproducir la dinámica intradiaria de la laguna, es necesario profundizar en las variaciones verticales de la concentración de las variables OD y $CO_2$. En la misma línea, se requiere profundizar en la caracterización de los sedimentos y los procesos que ocurren en ellos, como también en la resuspensión y sedimentación. Por último, se recomienda estudiar las cargas externas de nutrientes que recibe la laguna, ya que pueden explicar las altas concentraciones observadas en terreno.

Magíster en Ciencias, Mención Geología. Geóloga / 11/10/2020

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Química. Ingeniera Civil Química / La contaminación de las aguas ha sido un problema de gran interés en la comunidad científica y política, tanto por afecciones a la salud humana, como por el impacto negativo en el medio ambiente. En Chile existen casos de contaminación de cuerpos de agua superficiales por altos niveles de nutrientes que llevan a la eutrofización de las aguas; uno de ellos es el lago Villarrica, ubicado en la Región de la Araucanía. El objetivo principal de este trabajo es realizar una simulación hidrodinámica y de calidad de aguas para el lago Villarrica, de manera de aportar, desde los modelos matemáticos, un sustento para la elaboración del Plan de Descontaminación del lago Villarrica. Se identificaron las fuentes de contaminación de origen antrópico que aportan nutrientes -nitrógeno (N) y fósforo (P)- al lago, determinándose que las principales son: RILes de pisciculturas, Planta de Tratamiento de Pucón, aguas domésticas residuales de Curarrehue, fosas sépticas de la ribera sur del lago y uso de fertilizantes en suelos de la cuenca. De éstas, las que entregan un mayor flujo másico de nutrientes al lago, son las pisciculturas. Se realizó una simulación hidrodinámica del lago Villarrica mediante el software Delft 3D, que permite resolver las ecuaciones de transporte de momentum, masa y calor, obteniendo el campo de velocidades y la temperatura asociada a las condiciones meteorológicas. Luego, se ejecutó una simulación de calidad de aguas, que considera las principales reacciones de los ciclos de N y P, para determinar la concentración de los nutrientes asociados a la eutrofización: amonio, nitrato y ortofosfato en diferentes zonas del lago. Se obtuvieron concentraciones menores a los datos tomados en el lago en el caso del amonio y ortofosfato, y mayores en el caso del nitrato, pero con distribuciones espaciales esperadas. Las medidas que compondrían el plan fueron evaluadas desde los puntos de vista: ambiental, gracias al modelo de calidad de aguas; técnico, mediante el estudio de factibilidad; y económico, comparando los costos de implementación entre ellas. Simulando las medidas en el modelo, se obtuvo que la más eficiente en la remoción de contaminantes es la reducción del flujo másico de RILes de pisciculturas (reduciendo en un 97% la concentración de amonio y en un 7% de ortofosfato). Posteriormente, se realizó un análisis multicriterio incluyendo los aspectos técnico y económico, logrando jerarquizar las medidas y concluyendo que las más efectivas bajo estos tres criterios son la restauración de vegetación ripariana y la reducción del flujo másico de RILes de piscicultura. Mediante este trabajo, se logró una primera etapa en el desarrollo de un modelo de calidad de aguas para el lago Villarrica en el contexto del Plan de Descontaminación, aportando al fortalecimiento de toma de decisiones de las políticas públicas desde una base científica.

Geóloga / El presente trabajo tiene por objetivo determinar las características fisicoquímicas del agua potable en la Provincia de Santiago, con el fin de evaluar la calidad de ésta. Para ello se llevó a cabo un muestreo compuesto en la zona de estudio, recolectando muestras de las tres principales empresas de Servicios Sanitarios: Aguas Andinas, Aguas Cordillera y SMAPA, que en conjunto representan un 96,19% de la población urbana abastecida de agua potable. La caracterización de las aguas muestra un carácter sulfatado (clorurado) cálcico predominante, aunque SMAPA presenta mayores proporciones de calcio y bicarbonato que Aguas Andinas y Aguas Cordillera, llamados de aquí en adelante Grupo AC. Las concentraciones iónicas son mayores en el Grupo AC, lo cual se refleja en mayor dureza, conductividad eléctrica, cantidad de sólidos disueltos y, también, en una mayor capacidad de generar residuos en tuberías, hervidores, teteras u otros artefactos. Se realizó una comparación de los valores obtenidos con diversas regulaciones nacionales como internacionales: NCh409 (2005), OMS (2017), EPA (2009), Directiva 98/83/CE. El análisis de elementos mayores permite observar que el Grupo AC posee una concentración moderadamente alta de sulfato que altera aspectos organolépticos (sabor, color, olor), pudiendo afectar la aceptabilidad por parte de consumidores. El flúor se encuentra en bajas concentraciones: SMAPA se considera no fluorizada y Grupo AC mínimamente fluorizada. El sodio se encontró en concentraciones moderadamente altas; el aporte en adultos, tras consumir 2 litros de agua por día, llegaría al 14% de la recomendación diaria para este elemento. Por otro lado, los constituyentes menores o trazas fueron medidos en órdenes de magnitud menores que los máximos permitidos, por lo que, de acuerdo con la información toxicológica disponible hasta este momento, el agua no presentaría riesgos a la salud humana. La comparación de agua potable con agua embotellada disponible en el mercado chileno muestra que el agua potable es más segura, dado que varias de las aguas embotelladas sobrepasan límites establecidos para ciertos parámetros (As, NO3, B, pH). Sin embargo, no posee componentes que afecten su sabor, color u olor; favoreciendo su aceptabilidad por los consumidores, a pesar de tener un costo entre 521 hasta 3886 más alto que el agua domiciliaria. Se recomienda una revisión de la normativa chilena de calidad de agua potable: los elementos que no han sido regulados aún y aquellos con límites mayores a los máximos establecidos internacionalmente. También se sugiere revisar la norma relativa a la calidad de aguas embotelladas Decreto106 (MINSAL, 1997) y sus incongruencias con la norma de calidad de agua potable NCH409 (2005).

En los distritos de Puente Piedra, San Martín de Porres y Miraflores se evaluó el nivel de cobre y de pH en 30 muestras de agua potable obtenidas del grifo de cada lugar analizado, con el fin de verificar si se encontraba dentro de los límites permisibles dados por el Reglamento de la Calidad del agua para Consumo Humano, la NTP (Norma Técnica Peruana) N° 214.003 y por la OMS (Organización Mundial de Salud), se eligió al cobre por tratarse de un metal que tiene un escaso o nulo control sanitario en el agua de consumo humano. Para llevar a cabo este estudio se tomaron 30 muestras de agua potable de consumo humano de la siguiente manera: 10 muestras provenían del distrito de Puente Piedra, 10 muestras del distrito de San Martín de Porres y 10 muestras del distrito de Miraflores; se cuantifico por el método espectrofotométrico de absorción atómica de flama, y se midió el pH por el método potenciométrico. Se encontró que la concentración del ion cobre no fue detectable en las muestras de los tres distritos, lo que indica que no exceden la concentración máxima permisible dada por el Reglamento de la Calidad del agua para Consumo Humano (2 mg Cu/L) la Norma Técnica Peruana N° 214.003 (1 mg Cu/L) y la Organización Mundial de la Salud (2 mg Cu/L). El promedio aritmético de pH de las muestras provenientes de Puente Piedra fue de 7,730, el promedio aritmético de pH de las muestras provenientes de San Martín de Porres fue de 7,543 y el promedio aritmético de pH del total de muestras provenientes de Miraflores fue de 7,453; valores que están comprendidas en el rango de valor máximo recomendable dado por el Reglamento de la Calidad del agua para Consumo Humano (pH 6,5 – 8,5), y por la Norma Técnica Peruana 214.003 (pH 6,5 – 8,5). Palabras clave: Agua potable, agua de consumo humano, concentración de cobre. / --- In Puente Piedra, San Martín de Porres and Miraflores districts the level of copper and pH was evaluated in 30 water samples obtained from the tap from each place analyzed in order to verify whether copper was within the permissible limits given by Regulation of Water Quality for Human Consumption, the NTP (Standard Technical Peruvian) N° 214.003 and WHO (World Health Organization), it was decided to select copper because of its little or no sanitary control in water for human consumption. This study was carry out taking 30 samples of water for human consumption as follows: 10 samples from Puente Piedra, 10 samples from San Martín de Porres and 10 samples from Miraflores; it was quantified by atomic absorption spectrophotometry flame, and the pH was measured by the potentiometric method. It was found that the concentration of copper ion was not detectable in samples from the three districts, indicating that no exceed permissible levels given by the Regulation of Water Quality for Human Consumption (2 mg Cu / L), the Standard Technical Peruvian N° 214.003 (1 mg Cu / L) and the World Health Organization (2 mg Cu / L). The pH arithmetic average of samples from Puente Piedra, San Martín de Porres and Miraflores were 7,730, 7,543 and 7,453, respectively. It values are within the maximum range recommended by the Regulations of the Water Quality for Human Consumption (pH 6,5 – 8,5), and the Standard Technical Peruvian N° 214.003 (pH 6,5 – 8,5). Keywords: water for human consumption, copper concentration.

Ingeniero Civil / El lago Villarrica, durante las últimas décadas ha sufrido un acelerado aumento de nivel trófico, pasando de oligotrófico a mesotrófico. El aumento de las actividades productivas en la cuenca ha significado el incremento de los nutrientes que ingresan al lago, lo cual, en conjunto con la legislación actual, han permitido alcanzar el estado en el que se encuentra hoy en día. En este contexto, el objetivo principal de este trabajo es aportar al debate y analizar nuevas opciones de regulación, de tal manera que las metas de calidad ambiental estipuladas en la norma secundaria del lago Villarrica no sean sobrepasadas. Para esto se realizó una revisión bibliográfica sobre casos similares a la cuenca del lago Villarrica, en donde se han utilizado instrumentos económicos, incluidos en un plan de descontaminación. Para el análisis, fue necesario elaborar un modelo sencillo de calidad del agua del lago, el cual relaciona las emisiones de nutrientes con las concentraciones que se encontrarían en el lago. A partir de este modelo, con el fin de acoplar los resultados a un modelo de optimización, se derivó una función impulso-respuesta. Se analizan tres sistemas de regulación que permitirían el cumplimiento de la norma secundaria. Dos corresponden a esquemas en comando y control: Reducción homogénea y descarga máxima. El tercer sistema corresponde al basado en instrumentos económicos, el cual es modelado mediante un problema de optimización de minimización de costos. Finalmente, se entrega una serie de recomendaciones para el diseño de instrumentos económicos, basadas en la experiencia internacional y los resultados de este trabajo. Como resultados de este estudio, se cuenta con las curvas de costo de las diferentes opciones de regulación a descargas puntuales estudiadas, en función del porcentaje de tratamiento de contaminación difusa. Se realiza un análisis comparativo de estas en términos de costos y emisiones. Finalmente, se presenta la solución óptima en términos de costos totales para toda la cuenca.

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.

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

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Se determina la calidad microbiológica de la bahía con dos monitoreos, los meses escogidos son mayo y octubre del 2014, con la finalidad de determinar si los indicadores microbiológicos se encuentran dentro de los estándares de calidad ambiental para aguas, en especial aquellas destinadas para la producción de moluscos bivalvos. Se seleccionan un total de 33 estaciones por mar y línea costera en mayo y 44 estaciones en octubre. Se determina la cantidad de coliformes mediante la técnica de diluciones en tubo múltiple (NMP). Se encuentran valores de coliformes que sobrepasan los estándares sólo en el mes de mayo, registrándose valores de 8,0 x 10 NMP/100mL y 2,4 x 103 NMP/100mL de Coliformes totales por agua de mar y por línea de costa, respectivamente. En octubre los valores obtenidos de coliformes no exceden los límites correspondientes. Se determinan parámetros físico-químicos como temperatura, pH, salinidad, oxígeno disuelto, nutrientes, DBO5, sulfuros de hidrógeno y sólidos suspendidos totales. Se observa un pequeño descenso de la temperatura de mayo (22.3°C) a octubre (17.3°C), a nivel superficial, la salinidad varia de 34,839 a 35,128 ups; los valores de pH fluctuaron de 7,52 a 8 en mayo y de 7,16 a 8,25 en octubre. Los valores de DBO5 hallados se encuentran dentro de los estándares de calidad (10mg/L), al igual que los valores de oxígeno disuelto (4 mg/L). Los niveles de sulfuro de hidrógeno varían desde no detectado a 0,01 mg/L, por contraparte, los resultados de sólidos suspendidos totales superan ampliamente los estándares (30 mg/L) encontrándose en mayo el valor máximo de 119,90 mg/L y para octubre el máximo valor es de 71,29 mg/L. La información obtenida del presente trabajo es comparada con la del Estudio de Línea Base Ambiental del año 2007, observándose que la calidad ambiental de la Bahía de Sechura ha tenido una mejora significativa desde el 2007 hasta la actualidad, lo que favorece a una acuicultura sostenible, siempre y cuando las autoridades implementen normativas que ayuden a mantener la calidad higiénico-sanitaria de dicha bahía. / Tesis