Ingeniero Civil / El cambio climático es un proceso que afecta y seguirá afectando diversos fenómenos naturales, entre los que se encuentra el ciclo hidrológico de vital importancia para la generación hidroeléctrica. Para evaluar el impacto sobre esta actividad, en la cuenca del Alto Cachoapal, en esta memoria se desarrollan modelos hidrológicos de los ríos Pangal, Cachapoal y Cipreses y modelos operacionales de las centrales Chacayes, Coya y Pangal, los cuales en conjunto con proyecciones meteorológicas, bajo escenarios de cambio climático, permiten realizar pronósticos, en este caso, para el período comprendido entre los años 2040 a 2070 en ese lugar. El trabajo para hacer la evaluación señalada, se desarrolla en tres secciones. Estas secciones son: a. Creación de bases de datos por medio de proyecciones para el periodo futuro sobre variables meteorológicas, en particular de precipitaciones y temperaturas, utilizando los modelos climáticos de circulación global ECHAM5 y MK3.6, bajo escenarios SRES-A1B y RCP6.0, respectivamente, debidamente procesados para representar el contexto local. b. Calibración de modelos hidrológicos para los ríos de interés, los que una vez planteados permiten pronosticar sus caudales en periodos futuros, utilizando como información de entrada los pronósticos de las variables meteorológicas. c. Diseño de modelos operacionales de las centrales hidroeléctricas de interés, que, al utilizar las series de caudales proyectadas, permiten estimar los cambios esperados con respecto a un periodo de línea base. Como consecuencia de los procedimientos anteriores, se obtuvieron los siguientes resultados: a. Ambos modelos de circulación global predicen una disminución cercana a un 20% de las precipitaciones en la cuenca y un aumento de 2°C a 4°C en las temperaturas, tanto a nivel mensual como anual. b. Se pronostican cambios en los regímenes hidrológicos de las cuencas: la ocurrencia del caudal máximo se adelanta, así como también el inicio del periodo de deshielo; el caudal medio anual disminuye entre un 20% y un 40%, según qué modelo climático e hidrológico se utiliza. c. La generación hidroeléctrica de la central Chacayes disminuye entre un 11% y un 22% y el de la central Coya entre un 2% y un 7%. En la central Pangal se presenta un comportamiento disímil según sea el modelo, haciendo variar la distribución mensual de producción, pero sin generar una disminución de la potencia. Además, se observa un cambio en la distribución temporal de los meses con mayor generación.

Ingeniero Civil / En la región de Antofagasta, ubicada en el extremo norte de Chile, se encuentra una de las zonas más áridas de Sudamérica. La cantidad de ríos y lagos que se ubican en la zona son escasos, y es por esto que la recolección y utilización de aguas no saladas es dificultosa, a la vez que cualquier tipo de proyecto que tenga que ver con hidráulica el recurso hídrico. Sumado a lo anterior, la información hidrológica de la zona es escasa, debido a la baja cantidad de estaciones de medición disponible, con un extenso período continuo de tiempo, ya los pocos estudios actualizados realizados en la zona, siendo el Atlas de "Precipitaciones máximas 1, 2 y 3 días" (DGA 1991) el más actualizado en curvas IDF, lo cual no es adecuado para el diseño de obras hidráulicas en el año 2016, debido a que no incorpora los últimos 25 años de la historia climática de la zona. Por ello, los objetivos del trabajo de título aquí presente serán actualizar los coeficientes de duración y frecuencia, curvas IDF (Intensidad-Duración-Frecuencia) de Antofagasta y presentar isoyetas actualizadas de la II región de Chile. Se realizaron todos los procesos normales en el análisis de datos hidrológicos para distribuciones extremas, conducentes a obtener proyecciones acertadas de la precipitación en escalas de tiempo de 1 a 72 horas, para períodos de retorno entre 2 a 100 años. El proceso realizado se divide en 3 grandes secciones. Primero, la obtención de datos, la cual se realizó a partir de la información de precipitaciones diarias disponible en el Banco Nacional de Aguas y la Dirección Meteorológica de Chile (DMC) y, se incorpora la información de datos horarios de reanálisis de la NASA, y CISL RDA. . Segundo, Análisis de Frecuencia, donde se encontraron las distribuciones que mejor representaban a los datos obtenidos y a partir de estas, se obtuvieron los coeficientes de duración y frecuencia para cada estación. Tercero, la generación de isoyetas correspondientes a la precipitación de período de retorno de 10 años y duración de 1 día, y las curvas Intensidad-Duración-Frecuencia para cada localidad. Los resultados demuestran la utilidad del uso de datos de reanálisis, y que las tormentas en el extremo norte del país han variado entre un 3 a un 15% (tanto para coeficientes de duración como de frecuencia) para algunas zonas, e, incluso, hasta variaciones superiores al 30% (positivas o negativas) para otras en su intensidad promedio para sus diferentes duraciones y períodos de retorno, al igual que en sus valores de cantidad total precipitada por tormenta extrema. Se concluye que los resultados antiguos ya no son adecuados para el diseño de obras hidráulicas actuales Las curvas IDF y las isoyetas presentadas son suficientes por tanto para proyectos que utilicen de las precipitaciones en la región de Antofagasta.

Ingeniero Civil / Este trabajo consiste en el análisis del comportamiento hidráulico del Puente Llacolén, ubicado sobre el río Biobío, en la ciudad de Concepción, durante la crecida máxima registrada por la estación fluviométrica río Biobío en desembocadura, considerando los requerimientos mínimos de diseño presentes en la normativa vigente. En primer lugar se identifica la crecida máxima registrada por la estación fluviométrica río Biobío en desembocadura y se construye el hidrograma que describe dicha crecida. En segundo lugar se realiza un análisis hidráulico para determinar si la marea máxima en la desembocadura del río, afecta el eje hidráulico de este, en el sector de ubicación del puente Llacolén. A continuación se elaboran modelos del comportamiento hidráulico del río durante la crecida, utilizando los softwares HEC-RAS y RiverFLO-2D. Luego se hace una comparación y análisis de los resultados. Posteriormente se procede al cálculo de las socavaciones del lecho del río en el sector de ubicación del puente, y finalmente, contando con la socavación y altura máxima de aguas, se verifica si el diseño hidráulico del puente es apto, considerando los criterios de la normativa vigente, para un evento como el de la crecida máxima registrada. Inicialmente se comprueba que, según los datos registrados por la estación fluviométrica, la crecida máxima registrada corresponde a la ocurrida entre los días 9 y 16 de julio de 2006, además, después de realizar el análisis estadístico de dichos datos, se concluye que esta crecida cuenta con un periodo de retorno de 41 años. A continuación, mediante la confección de modelos hidráulicos, se demuestra que cuando el río presenta su caudal base, la influencia de la variación de la cota de marea llega aproximadamente hasta 7 km aguas arriba desde la desembocadura del río, por lo que se determina que no alcanza a influir en el nivel máximo del agua en el sector de ubicación del puente Llacolén. Del análisis de los resultados y la comparación entre los modelos HEC-RAS y RiverFLO-2D, se concluye que ambos modelos dan resultados similares, sin apreciarse diferencias significativas entre ellos ni con los antecedentes de terreno disponibles. Por lo que ambos modelos son considerados una buena aproximación al comportamiento real del río durante la crecida de julio de 2006, según los antecedentes de que se dispone. Finalmente, como resultado de la modelación hidráulica, se obtiene una revancha durante la crecida máxima registrada, que varía entre 1.18 m y 0.8 m dependiendo del modelo, siendo 1 m la revancha mínima exigida por la normativa vigente, por lo que se concluye que el puente Llacolén, en la situación más desfavorable, no cumple con la revancha mínima necesaria como para ser considerado seguro desde el punto de vista hidráulico. Lo que se debe a que el puente fue diseñado y construido antes de que se produjera la crecida de julio de 2006, cuyo registro aumentó los caudales para todos los periodos de retorno.