Ingeniero Civil / En la I Región, uno de los acuíferos más importantes es el de la Pampa del Tamarugal, y de él dependen el agua potable de la ciudad de Iquique, la minería no metálica, la agricultura y los recursos naturales protegidos. La recarga de este acuífero es alóctona (Viguier, 2013), pues viene dada por la circulación de agua desde la zona altiplánica y precordillerana y uno de los mayores aportes hídricos viene dado por la cuenca de la Quebrada de Tarapacá. El presente trabajo consiste en el estudio de esos aportes hídricos mediante la implementación del modelo hidrológico GSSHA, el cual permite realizar simulaciones hidrológicas tanto de procesos superficiales como subterráneos y corresponde a un modelo de carácter distribuido y base física. Para cumplir con el objetivo principal del trabajo, se construyó y adecuó el set de forzantes hidrometeorológicas a escala horaria requerido por el modelo para el periodo 2004-2015. Ahora bien, debido a la inexistencia de una estación fluviométrica a la salida de la cuenca Quebrada de Tarapacá se procedió a calibrar y validar la modelación en la estación Quebrada de Tarapacá en Sibaya, obteniendo métricas de eficiencia NSE=0,66 y NSElog=0,63 para la calibración y NSE=0,62 y NSElog= 0,61 para la validación a nivel mensual. Analizando los resultados de la modelación se estima un aporte de escurrimiento superficial promedio a la salida de la cuenca Quebrada de Tarapacá del orden de 586 (l/s) en que la mayoría de éste sucede durante eventos lluviosos del invierno Altiplánico, específicamente durante los meses de enero a marzo, mientras que el resto del año se aprecia una clara disminución de este flujo promediando el resto de los meses un monto de 127 (l/s). Por otro lado, también se estima la circulación profunda del sistema o bien flujo subterráneo permanente promedio de 99 (l/s), valor cercano a lo entregado por DGA (2014) cuyo valor es de 90 (l/s). Ambos aportes representarían los mecanismos mediante el cual se recarga la Pampa, el primero por la infiltración que ocurriría en el abanico aluvial de la cuenca y el otro por una circulación profunda.

En la actualidad, todos los países del mundo deben lidiar con una constante problemática: la mantención y conservación de los pavimentos de los caminos de sus redes viales. El problema se agudiza por el hecho de que se requiere ejecutar tratamientos de elevados costos y los recursos disponibles para ello son reducidos. Por esta razón, es indispensable tener sistemas de gestión vial eficientes. Mediante estudios financiados por el Banco Mundial en esta materia, se desarrollaron unos modelos probabilísticos capaces de predecir en el tiempo la evolución de los deterioros que comúnmente presentan los pavimentos. En una etapa posterior, fueron creados sistemas computacionales (como el HDM-III y el HDM-4) capaces de estimar el comportamiento de los pavimentos en el tiempo y de proponer planes de construcción óptimos que permitiesen mantener estas redes en el mejor estado posible con los recursos existentes. El proyecto del presente Trabajo de Título, busca utilizar los modelos de deterioro para pavimentos asfálticos del sistema HDM-III, implementándolos en un programa moderno de gestión vial denominado dTIMS. Este objetivo se sustenta en el hecho de que el dTIMS, posee modos de operación más prácticos y poderosos que los programas antes mencionados, junto con tener mejores herramientas para manipular los resultados. Una vez que los modelos fueron implementados y validados, se procedió a realizar una aplicación para una red vial del territorio nacional. La red seleccionada fue la de la I Región del país, la cual fue modelada por 207 tramos homogéneos que representan 16 caminos constituidos por pavimentos de concreto asfáltico. La aplicación consistió en realizar un análisis con el programa dTIMS para diferentes restricciones presupuestarias y para un escenario sin restricción. Los programas de construcción propuestos por los análisis fueron registrados y estudiados, así como, un conjunto de otros resultados que otorga el programa como son los costos de los tratamientos y la evolución de la condición de la red vial. Los resultados demuestran que los programas de gestión vial como el dTIMS son una excelente herramienta de apoyo en la conformación de eficientes planes de mantención y conservación para las redes viales existentes, recomendando así que en un futuro no tan lejano puedan emplearse permanente por los organismos pertinentes del país.

Arquitecto / Hoy en día varios territorios altoandinos incluyen el Salar del Huasco viven un progresivo despoblamiento debido principalmente a la falta de oportunidades y al decaimiento de la antigua economía que los sustentaban. El Salar del Huasco necesita de la presencia de un proyecto capaz de articular en el territorio las características naturales de un ecosistema rico en biodiversidad y una cultura pristina, con una oferta programática que favorezca el desarrollo de un turismo sustentable, la educación ambiental e histórico-cultural del lugar y el traspaso de conocimientos desde y hacia la comunidad en general. El Centro de Visitantes Salar del Huasco, se tomará como punto de partida la definición de su tipología arquitectónica y su implicancia en la interpretación del patrimonio natural y cultural que se pretende poner en valor y preservar.

Nuevas formas de generación basadas en recursos energéticos distribuidos asociados a cargas locales se han estado desarrollando. Sin embargo, su masificación puede tener un alto impacto en el control del flujo de potencias y frecuencia del sistema. Por lo tanto, se requiere de una arquitectura de control y gestión que permita la inclusión de los generadores distribuidos y el manejo de las potencias activas en el sistema. Una forma de aprovechar el potencial emergente de los generadores distribuidos es tomar un enfoque sistémico que considera a la generación y las cargas como un sub-sistema: una microrred. En este marco y con el objetivo de crear un innovador sistema de coordinación que permita aprovechar en forma económica los abundantes recursos energéticos en Chile, el Centro de Energía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, ha desarrollado una microrred aislada en el poblado de Huatacondo. En esta memoria de título se desarrolla la modelación de dos de las unidades que conforman la microrred aislada instalada de Huatacondo y que son elementos usuales de las microrredes: la unidad de generación fotovoltaica y la unidad banco de baterías de plomo ácido. El propósito es generar un aporte futuro para el desarrollo de un simulador integrado de una microrred. Además, debido a las necesidades del proyecto del Centro de Energía, se propone un estimador del estado de carga de las baterías de plomo ácido basado en el modelo no lineal de Copetti y en la metodología de estimación de estados usando filtro de Kalman extendido. El primer tema abordado es la estimación de los parámetros de 3 modelos de baterías: Thevenin, Randeles y Copetti. En el último caso se propone una metodología para que la relación entre el voltaje de circuito abierto y el estado de carga sea igual a la determinada por el fabricante. El segundo tema abordado es la estimación de los parámetros de un modelo de celda fotovoltaica que incluya el efecto de la temperatura, la dinámica del sol y la orientación de la montura. Por último, se implementa un estimador del estado de carga de las baterías usando el modelo de Copetti adaptado a un filtro de Kalman extendido. Se obtienen resultados auspiciosos con respecto a las ventajas potenciales que podría tener un estimador de estas características. Como trabajo futuro se propone el desarrollo de un simulador de una microrred que incorpore los modelos desarrollados en esta memoria. El objetivo del simulador es ser una herramienta para: la planificación de futuras plantas, el diseño de estrategias de control a nivel supervisor, el desarrollo de un administrador de contingencias, el análisis de la respuesta transitoria del sistema y la estimación de estados del sistema.

Geólogo / Este trabajo contempla la recopilación bibliográfica, aplicación y evaluación del método de medición del CO2 difuso desde el suelo (CO2-DDS), como técnica de exploración geoquímica en la prospección geotérmica en Chile. Esto debido a que este gas es uno de los más abundantes en sistemas geotermales asociados a volcanismo. Este estudio fue pionero en exploración geotérmica en el país, y fue realizado en conjunto con la empresa Energía Andina (EASA) y el CEGA en los campos geotermales de Juncalito y Colpitas, dos concesiones de exploración de EASA. El sistema de la cámara de acumulación (SCA), consiste en medir la tasa de acumulación de CO2 que emana desde el suelo dentro de una cámara dispuesta sobre éste, a través de un detector infrarojo. Con estos datos se estiman flujos puntuales de CO2-DDS. Las mediciones siguen una planificación espacial (perfiles o grillas), dada por información geológica, geoquímica o geofísica. Los resultados fueron distintos para cada zona. En Colpitas se registraron altos valores de flujo de CO2-DDS, asociados muchas veces a rasgos geológicos muy particulares, por lo que no se considera un flujo difuso en la zona, sino más bien dado por estructuras de desgasificación con orientaciones preferenciales. Por otra parte, en Juncalito, los valores de flujo medidos fueron muy bajos, difíciles de correlacionar geológicamente. Estos resultados motivaron un estudio sistemático acerca de las fuentes posibles de CO2-DDS, y probables factores que pueden modificar las concentraciones y flujos del gas, desde su fuente hasta la superficie en campos geotermales. Dentro de las fuentes destacan la de nivel profundo, hidrotermal o magmático; y de nivel somero, biológico. Dentro de los factores, se encuentran los inherentes al sistema hidrotermal, profundos y de largo plazo, como las condiciones geológicas y estructurales de la zona (grado de permeabilidad), procesos físico-químicos de condensación del gas en agua. Así también se consideraron los llamados factores externos, parámetros atmosféricos que pueden generar variaciones en las concentraciones y flujos de CO2-DDS. En Colpitas, al correlacionar los resultados de CO2-DDS con los datos de geología, no se observó una litología que favoreciera el flujo de CO2-DDS. En cambio, sí se encontraron estructuras inferidas que lo facilitan. De este mismo modo, se reconoció una correlación con los datos de química de aguas, puesto que un aumento de HCO3 en las aguas termales puede deberse a procesos de condensación de CO2. Según el método estadístico del flujo de CO2, se identifican 2 orígenes; somero y profundo, la diferencia entre estos valores es de 1 hasta 4 órdenes de magnitud. Además, se cuenta con valores de δ13C desde gases libres en manantiales termales que sugieren el origen profundo del CO2. Por lo tanto, la conclusión para Colpitas es que existe una fuente en profundidad desgasificándose, con estructuras que controlan y permiten su ascenso; y aguas subterráneas someras que están condensando estos gases hidrotermales. Todo esto en conjunto sirve para establecer que la zona de Colpitas presenta un sistema hidrotermal activo con potencial geotérmico. Por otro lado, en Juncalito no se observa ninguna correlación entre los valores de CO2-DDS y alguno de los antecedentes: geológicos, estructurales o geoquímicos. Con el método estadístico sólo se reconoce una posible fuente para el CO2, pero no se logra establecer si es somera o profunda, debido a que la señal de CO2 puede estar influenciada por los factores y procesos geológicos durante su ascenso, pero tampoco existen agentes biogénicos evidentes en la zona para asignarle un origen biológico. Así es que el sistema hidrotermal de Juncalito presenta aun incertidumbres respecto del origen y comportamiento del CO2-DDS. Los valores y correlaciones de CO2-DDS contribuyeron a la elaboración de un modelo conceptual esquemático para cada zona de estudio. La evaluación del método es positiva, ya que es capaz de mostrar desgasificación profunda, pero su interpretación requiere más investigación, ya que la complejidad geológica estratigráfica-estructural Chilena no permite ser comparada de manera directa las interpretaciones efectuadas en otros países. Se sugiere que el estudio sea acompañado con mediciones de isotopos de δ13C, que pueden ser capaces de develar el origen del CO2 y que sean efectuadas en zonas con permeabilidad estructural media o alta, al menos inferida.

Geólogo / La zona de estudio se enmarca entre los 19ºS y 21ºS; desde la línea de la costa chilena hasta los 69ºW, I región de Tarapacá y parte de XV región de Arica y Parinacota, Chile. Cubre un área aproximada de 27.500 km2. El objetivo principal es evaluar y definir la existencia de patrones geoquímicos en sedimentos de drenajes a escala regional, desarrollando interpretaciones que expliquen cuáles son los controles determinantes de cada patrón, considerando la diversidad y coexistencia de factores geológicos, climáticos y antrópicos. Las muestras de sedimentos de drenajes utilizadas fueron extraídas en terreno, preparadas en laboratorio y enviadas a análisis geoquímico por los profesionales de la unidad de geoquímica de SERNAGEOMIN durante los años 2010-2012. A los sedimentos de drenaje se les realizó un análisis de composición geoquímica de la fracción fina <180 µm por medio de ICP-MS e ICP-ES, obteniendo las concentraciones para un set de 59 elementos, incluyendo óxidos mayores y elementos trazas. En total, las 1311 muestras utilizadas, conforman una malla de baja densidad con una representación aproximada de 20 Km2 por muestra. La base de datos obtenida no será publicada en este trabajo debido a la calidad inédita de parte importante de los datos (véase Lacassie et al., 2012b). Tras obtener los análisis químicos, en este trabajo, se realizaron cálculos estadísticos básicos y mapas univariables para cada elemento. Adicionalmente se realizó un proceso de clustering y visualización multivariable por medio de la implementación de redes neuronales artificiales, obteniéndose 6 clusters con distintivas características químicas, que posteriormente fueron objeto de interpretaciones. Los resultados muestran una evidente segmentación geoquímica entre las principales unidades geomorfológicas, encontrando una fuerte diferencia entre la Cordillera de la Costa (CC) y el resto de las unidades. Las principales anomalías de la CC corresponden a Ca, S, P, y Se. Los controles determinantes en la geoquímica de la CC corresponden a factores geológicos y climáticos entre los que destacan: el periódico aporte de iones desde el océano pacífico hacia el continente por medio de la camanchaca, la abundancia relativa de los iones transportados, la capacidad de absorción iónica superficial de arcillas, óxidos e hidróxidos; la afinidad química entre elementos y condición climática de hiperaridez prolongada. Los controles determinantes en los patrones presentes en la Depresión intermedia (DI) y Precordillera (PR) corresponden a procesos relacionados con la meteorización y transporte de detritos desde la Cordillera Occidental (CO); y la constante deflación eólica a la que es sometida la DI. Esto conlleva a la generación de patrones antagónicos, que representarían, por un lado, fases mineralógicas abundantes en rocas con mayor diferenciación para aquel patrón dominante en quebradas, y por otro lado, fases densas para aquel patrón que domina en pampas. Se obtiene un patrón asociado a las cotas altas de la CO que refleja la mineralogía de la roca fresca de edificios y secuencias volcánicas; y otro patrón asociado principalmente a sectores con alteración hidrotermal y/o actividad de la industria mineral, distribuido en las distintas unidades geomorfológicas. Adicionalmente se reconocieron 2 quebradas con evidente anomalías, que se sugiere como consecuencia de la intervención humana y la industria minera; esta alteración se expresa fuertemente en la anomalía de Cobre (Cu) río abajo de la faena de HMC ubicada en la Qda. Sagasca y la histórica alteración en la concentración de molibdeno (Mo) que posee la Qda. Guatacondo. Se requiere estudio de detalle para confirmar estas sugerencias. Finalmente, fueron comparadas las concentraciones de metales pesados con estándares internacionales a fin de distinguir posibles zonas con concentraciones riesgosas para organismos vivos; en general los sectores donde ciertos elementos como el arsénico (As), cromo (Cr) y cobre (Cu) tienen valores nocivos para la biota, no se encuentran poblados y tampoco se desarrollan grandes ecosistemas de organismos superiores. Se reconocen factores naturales, como la concentración anómala de As en Qda. Camarones, y factores antrópicos como alteraciones puntuales por la industria minera.

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Magíster en Ciencias, Mención Geología / La cuenca del Salar de Atacama, ubicada en la Región de Antofagasta, es un lugar primordial para el estudio de la tectónica de los Andes Centrales, esto por el completo registro estratigráfico y estructural desde el Cretácico hasta el presente que ahí se encuentra, además de las condiciones de hiperaridez que imperan en la región lo que permite la preservación de esta información. Con estos antecedentes, elementos como su estructura interna siguen siendo aún materia de debate. Con el fin de comprender la estructura interna de la cuenca del Salar de Atacama, además de las condiciones que dieron paso a la formación de la Cordillera de la Sal, rasgo estructural de primer orden dentro del área de estudio, se realizó un estudio que implicó la integración de datos estructurales junto con datos de reflexión sísmica, con los que fue posible desarrollar un modelo 3D de las principales estructuras del Salar de Atacama. Se realizó un detallado análisis de la amplia grilla de perfiles sísmicos dentro de la cuenca, especialmente en su vertiente occidental, con especial énfasis en el estudio de la Formación San Pedro, unidad principal que constituye la Cordillera de la Sal. Se trabajó, además, en la elaboración de una serie de perfiles estructurales en el área de la Cordillera de la Sal, los que fueron elaborados y compilados en el software Move (© Midland Valley Exploration Ltd) para la generación del modelo 3D, el que fue posteriormente restaurado también en 3D. El análisis de datos sísmicos muestra que en largos depocentros se acumularon durante el Oligoceno facies aluviales y miembros evaporíticos de la Formación San Pedro, relacionados con procesos de extensión. Esta extensión estuvo controlada por una falla normal de primer orden, ubicada en el flanco occidental de la cuenca. Esta falla aparenta ser un rasgo clave de la estructura interna del Salar de Atacama. Durante el Mioceno medio a superior, el alzamiento de la Cordillera de la Sal involucró compresión y movimientos de rumbo sinestrales en su dominio sur, en combinación con diapirismo salino en su dominio norte. Esta transición está relacionada a cambios en la profundidad del nivel de despegue de 4.000 a 6.000 metros de sur a norte, la asociación de este nivel de despegue con los niveles evaporíticos de la Formación San Pedro permite entender el control que ejercen las series evaporíticas sobre los procesos de deformación Neógena registrados en la cuenca del Salar de Atacama, así como también ocurre en otros cordones orogénicos como los Pirineos y los Cárpatos.

No autorizado por el autor para ser publicada a texto completo / Uno de los grandes problemas de Chile, debido principalmente a su orografía e hidrología, consiste en las catástrofes que con cierta frecuencia ocurren en los valles debido a las crecidas. El problema tiene diversas aristas, porque se puede tratar de crecidas pluviales o nivales, en valles que pueden ser estrechos como los del norte, o cubrir grandes extensiones como los del sur. Por lo tanto, las soluciones pueden ser también de diverso tipo y su evaluación económica también puede realizarse de diferentes formas, dependiendo de la información disponible. La presente memoria se realiza para el valle de Camiña, en el cual se pretende mitigar el efecto de las crecidas mediante un embalse que las controle. El embalse serviría también para el control de sedimentos, para regular el riego y para generar energía, pero su principal uso, u objetivo, es el control de crecidas, sobre el cual se realiza la evaluación económica. Después de una amplia revisión bibliográfica y periodística, se derivó a una metodología que permite obtener la función de daños en aquellos casos en que se cuenta con poca información. Esta metodología, en términos de sus procedimientos ha quedado postulada como de aplicación general. Mediante la aplicación de diversas técnicas de la ingeniería, se ha calculado las crecidas en el valle para diferentes períodos de retorno, el efecto regulador del embalse, las áreas inundadas en el valle, se ha determinado los tipos de daños que ocurren durante las crecidas y se ha valorado los que fue posible hacerlo, utilizando la información disponible al máximo. Se pudo comprobar que los más relevantes corresponden a las pérdidas de vidas humanas. Se propuso una curva adimensional de daños en función de los caudales de crecidas, de manera de estimar el daño anual esperado en diferentes escenarios, situación actual, futura sin proyecto y futura con proyecto de embalse para varias capacidades. Mediante la utilización de información proveniente de los diseños del embalse, se determinaron los costos de las obras para diferentes tamaños, lo que permitió realizar la evaluación económica y seleccionar el mejor tamaño del proyecto. Los resultados de la evaluación económica indicaron que la construcción de un embalse es rentable y el volumen óptimo de regulación de 35 millones de m3. No obstante, la imprecisión que existe para la cuantificación de una serie de daños, permite ratificar que los resultados no pueden considerarse categóricos para decidir la construcción de las obras, sino que son una herramienta más de decisión.

Geólogo / En el norte de Chile, a lo largo del flanco occidental del Altiplano, se encuentran depositadas una serie de mega-remociones en masa distribuidas en el interior de los valles transversales, desde la latitud de Arica hasta los Altos de Pica. De esta evidencia surge el interés por generar un mapeo detallado de dichas remociones, así como también por establecer la influencia de los factores condicionantes y gatillantes (tanto geológicos como geomorfológicos) que podrían haber contribuido en el desencadenamiento de las mismas. La zona de estudio se ubica entre el límite oriental de la Depresión Central y la Precordillera, al interior de la cuenca de la quebrada de Aroma (19º50 S - 19º65`S). Las mega-remociones en masa de la zona de estudio, se dividen en 2 dominios: remociones de quebrada, ubicadas principalmente entre las flexuras Calacala y Aroma, y remociones frontales, ubicadas exclusivamente entre la flexura Soga y los Cerros de Sotoca. El primer dominio consta de 24 ejemplares mapeados, y se define porque sus remociones caen en dirección ~ N-S, hacia el fondo de las quebradas; el segundo, consta de 2 ejemplares mapeados, y se define porque los escarpes de sus remociones se ubican al este de los depósitos. En términos de la clasificación tradicional, se identificaron 19 deslizamientos rotacionales (slumps) de roca, 1 deslizamiento compuesto de roca y 6 avalanchas de roca. El área y volumen total removidos consta de 76,15 km2 y 8,37 km3 respectivamente. Las dos remociones mayores (las avalanchas de Chiapa y Sotoca), aportan con el 55,8% de dicho volumen. Estas dos remociones son de dimensiones comparables a los deslizamientos de Miñimiñi y Latagualla (región de Camiña), pero menores a los de Lluta (región de Belén). En términos morfométricos, las avalanchas de roca alcanzan en promedio dimensiones más grandes que el deslizamiento compuesto de roca, el que a su vez es mayor que el tamaño promedio de los slumps de roca. Se reporta una posible evidencia de ground water sapping (GWS) en las quebradas de Aroma y Sotoca, y se proponen los contactos entre el Miembro Superior e Inferior de la Formación El Diablo, y entre las formaciones El Diablo y Altos de Pica, como los niveles semi permeables que habrían permitido el flujo de aguas subterráneas para generar la socavación. En la zona de estudio no se observa un vínculo genético claro entre la cabecera de los canales de erosión por GWS y las remociones en masa del sector oriental. Con ciertas observaciones geomorfológicas y mediante la aplicación del modelo de incisión por knickzone retreat (se trabajó con el supuesto de que las remociones se desencadenaron solo posteriormente al paso de la onda erosiva), se estimó la edad máxima de las remociones del sector occidental en ~ 3 Ma (Plioceno tardío). La edad de las remociones del sector oriental no pudo ser acotada a través del mismo análisis, aunque se estima que son recientes. Se sugiere un vínculo entre el mecanismo de erosión por GWS con el modelo de incisión por knickzone retreat, en el sentido de que los canales de erosión del GWS acompañarían la propagación de una franja de knickzones , irradiando lateralmente la incisión, y aportando en el ensanchamiento de las quebradas. La influencia directa de las flexuras Soga, Aroma, Calacala, otras flexuras menores y del Anticlinal de Guasquiña sobre la calidad geotécnica de la roca in situ, si bien existe, se considera de carácter local, y se descarta como un factor condicionante en la generación de las remociones en masa de la zona de estudio. Se avala la hipótesis de la sismicidad cortical como gatillante de las remociones, con Mw > 6,3 para slumps, Ms > 6,5 para avalanchas de roca. Considerando un rango de PGA entre 0,6 g y 1,2 g para generar las remociones, se propone que tal input sísmico pudo haber sido suministrado por cualquiera de las fallas asociadas a las flexuras, aunque con mayor probabilidad por las de Aroma y Calacala. De estas fallas, cada una por sí sola pudo haber desencadenado la totalidad de las remociones, destacándose la posibilidad de una contribución de ambas. Los sismos corticales no generarían remociones como las de la zona de estudio más allá de ~ 20 km de distancia epicentral.