Memoria para optar al Título Profesional de: Ingeniero Agrónomo / Los métodos desarrollados para la determinación de la hidrofobia de suelo necesitan disgregar las muestras, alterando así la condición natural en la que se encuentran. El presente estudio planteó el uso del minidisco infiltrómetro como una alternativa para evaluar hidrofobia en terreno a través del índice de repelencia R, correlacionándolo con el método de laboratorio. Las mediciones se realizaron en suelos pertenecientes a las Series Mapocho (MPC, Fluventic Haploxeroll) y Rinconada Lo Vial (RLV, Typic Xerochrept), definiendo tres tratamientos: T0: arado, T1: arado más ácido húmico y T2: nativo. De cada situación se extrajeron muestras (0-10 cm) para la evaluación de textura, densidad aparente, materia orgánica, porosidad y distribución de tamaño de poros; las mediciones del índice de repelencia, tanto en laboratorio como en campo, se realizaron en condiciones de suelo húmedo (-33 kPa) y seco (-3000 kPa); la medición in situ se realizó además bajo distintas tensiones de suministro (-1, -3 y -5 hPa) de los líquidos infiltrantes (agua y etanol). Los contenidos de arena promedio variaron entre 50% para la Serie MPC y 65% para la Serie RLV, con una clara diferenciación de la densidad aparente y de la velocidad de infiltración entre los sitios nativos con respecto a los arados, aunque sin diferencias significativas en la distribución de tamaño de poros. Se determinó un incremento del contenido de materia orgánica en función de los tratamientos (T0<T1<T2), lo que generó un aumento de R determinado en campo, especialmente en condición de suelo húmedo (-33 kPa) y tensiones de suministro de líquidos de -1 hPa. En condiciones de suelo seco tiende a acentuarse la repelencia al agua en ambos métodos, presentándose de forma más clara en las mediciones de laboratorio. Finalmente, el índice R de campo correlacionó con el de laboratorio en forma lineal en la Serie RLV con tensiones de suministro de líquidos de -1 y -3 hPa, indistintamente de la condición de humedad del suelo, siendo más sensible el método de laboratorio. A pesar de esto, la variabilidad de los resultados es alta, debiéndose aumentar el número de repeticiones para una adecuada caracterización. / The methods developed for determining the soil hydrophobia disturb the soil by sampling, altering the natural condition of the aggregates. This study proposed the use of minidisk infiltrometer as an alternative to evaluate on-site hydrophobia through the R repellency index, correlating with the laboratory method. The measurements were performed on soils belonging to the Mapocho series (MPC Fluventic Haploxeroll) and Rinconada Lo Vial series (RLV, Typic Xerochrept), defining three treatments: T0: plow, T1: plow plus humic acid, and T2: native. In each situation samples (0-10 cm) were extracted for the evaluation of texture, bulk density, organic matter, porosity and pore size distribution. The measurements of repellency in both laboratory and on-site were performed in wet soil conditions (-30 kPa) and dry soil conditions (-3000 kPa). Also, the on-site measurement was performed under different supply pressure (-1, -3 and -5 hPa) of the infiltrating liquids (water and ethanol). The average content of sand ranged from 50% to the MPC series and 65% to the RLV series, with a clear differentiation of the bulk density and the infiltration rate between the native sites with respect to the plowed sites, although without significant differences in pore size distribution. An increase in the content of organic matter was determined in terms of the treatments (T0<T1<T2), which resulted in an increase of R determined on-site, especially in wet soil conditions (-33 kPa) and liquid supply pressure of -1 hPa. In dry soil conditions water repellency in both methods tends to increase, especially in laboratory measurements. Finally, the field R index evaluated at -1 and -3 hPa liquid supply pressures correlated with the laboratory method linearly in the RLV Series, regardless of the condition of soil humidity, but the laboratory method was more sensitive. Despite this, the variability of the results is high and the number of replicates must be increased for an adequate characterization.

Geóloga / El estudio de los mecanismos de generación de lahares secundarios por infiltración de lluvias busca favorecer el desarrollo de herramientas que delimiten zonas de alto riesgo asociadas a un evento eruptivo. Los eventos ocurridos luego de la erupción del Volcán Chaitén (2008) provocaron la removilización de hasta 8 × 106 m3 de sedimento en forma de lahar secundario hiperconcentrado, gatillado por las lluvias intensas que siguieron a la erupción. En contraste con este escenario, la erupción del Complejo Fisural Puyehue-Cordón Caulle (2011), luego de las lluvias acontecidas en el sector siguiendo a la erupción, no ocurrieron flujos de tipo lahar secundario, lo que abrió una interrogante respecto a cuales fueron los mecanismos gatilladores, o las características físicas de los depósitos que determinaron la generación o no de este fenómeno en cada sector; dadas características eruptivas y climáticas muy similares. Para evaluar la generación de los deslizamientos necesarios para gatillar el fenómeno, basándose en los trabajos de Volentik et al. (2009) y Amigo (2013), se propone el modelo de Iverson (2000) de fallamiento gravitacional para depósitos saturados, que se expresa una ecuación de Factor de Seguridad [FS] que contempla la saturación de los depósitos por infiltración de lluvia. Los parámetros necesarios para utilizar esta ecuación, en lugar de obtenerse a través de estimaciones, serán calculados directamente a partir de muestras obtenidas de los depósitos en cuestión. La metodología escogida para medir los parámetros de ángulo de fricción interna [β] y cohesión [c] fue mediante ensayos de corte directo, donde los resultados fueron de 51.19° y 1300 [kg/m2], y de 40.2° y 1517 [kg/m2], para los casos Cordón Caulle y Volcán Chaitén, respectivamente. También fueron medidas otras características físicas, tales como la densidad, contenido de humedad, peso específico, granulometría y composición de las muestras. De manera paralela, se cruzaron los mapas de isópacas y de las pendientes de los sectores, para de esta manera, haciendo uso de los parámetros medidos, evaluar la ecuación del FS dentro del área asociada a los depósitos. Los resultados obtenidos en cuanto a mapas de susceptibilidad de deslizamiento, predicen las zonas de peligro para casos documentados de ocurrencia de deslizamiento, y posteriores flujos emplazados en las cuencas de drenaje aledañas a los centros volcánicos. Sin embargo, también muestran zonas de susceptibilidad para las cuales no ocurrieron deslizamientos ni flujos asociados. La utilidad de la herramienta para el caso de un episodio volcánico incipiente se restringe a delimitar áreas de susceptibilidad de generación de lahares secundarios por infiltración de lluvia, en caso de generarse el factor gatillante, que sería una intensidad determinada de precipitaciones en el sector, suficientes para producir la saturación parcial o total del depósito. Es importante mantener presentes las limitaciones del método, referidas principalmente a la estimación de las isópacas, y la obtención de parámetros físicos β, c e γs representativos. La permeabilidad y capacidad de infiltración de los depósitos, así como la presencia de vegetación e intensidad de las lluvias en las zonas de estudio son factores que igualmente determinan la generación de lahares secundarios, y que no están contemplados dentro del método. A pesar de las limitaciones asociadas, el estudio de los parámetros físicos en el marco de este estudio permite acercarse a una caracterización más certera del comportamiento de depósitos piroclásticos saturados en cuanto a la generación de deslizamientos y flujos.

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.

Geólogo / El presente trabajo corresponde a un análisis de la factibilidad de realizar un proyecto de recarga gestionada en la cuenca del río Cachapoal, con el objetivo de definir el sector ideal para su implementación, y si el proyecto es económicamente rentable. En la primera parte de este estudio, se detallan las características geológicas e hídricas de la cuenca del río Cachapoal y del acuífero Cachapoal. Las características analizadas fueron las siguientes: las cotas del terreno, los niveles estáticos, el espesor del acuífero, el espesor no saturado, la dirección del flujo subterráneo, las constantes elásticas, los caudales de los flujos superficiales, las recargas y descargas del acuífero (balance de masas) y la calidad del agua. En una segunda instancia, se definió un sector idóneo para implementar el proyecto de recarga gestionada, el cual corresponde a los alrededores de la ciudad de Rancagua. Este sector se determinó en función de las características de la cuenca y del acuífero del río Cachapoal, anteriormente definidas. En el caso de los niveles estáticos, en este sector se ubican las mayores profundidades, alcanzando los 100 m.b.n.s, lo que permite que este sector pueda almacenar grandes volúmenes de agua. A su vez, esta zona presenta el mayor espesor no saturado, además de constantes elásticas ideales para la implementación de un proyecto de esta índole. Posteriormente se evaluó económicamente el proyecto. Esta se realizó en función de tres opciones de implementación del proyecto de recarga gestionada, los cuales presentan variaciones principalmente en las cantidades de pozos y zanjas de infiltración a ocupar en cada una de ellas. Estas evaluaciones económicas constan de las inversiones requeridas y de los costos e ingresos anuales que se generan. En base a esto, se calculó el a VAN a 5 años para cada una de estas opciones. Finalmente se analizan las consecuencias de implementar este proyecto en esta zona. Y se indican algunas recomendaciones a tomar si se desea realizar el proyecto.