Los recursos hídricos y su disponibilidad son materia de variados estudios en todo el mundo, dada su importancia dentro de la economía de un país. En el marco de estos estudios, la posibilidad de modelar de la mejor manera posible los procesos hidrológicos que ocurren en las áreas de interés es de suma importancia. Para tal efecto, uno de los modelos utilizados en Chile actualmente corresponde al modelo conceptual WEAP. El principal objetivo del presente trabajo es simular mediante el modelo WEAP los procesos hidrológicos que ocurren en las cuencas cordilleranas en estudio, y más específicamente, la evolución en la superficie cubierta de nieve en el período de tiempo que va desde la situación observada, en los años 1977-2008, hasta la situación futura, en el período 2071-2100. Se analizaron además los cambios en la disponibilidad de caudal para cada uno de los cinco puntos de control utilizados, correspondientes a subcuencas pertenecientes a la zona cordillerana del Río Maipo, delimitadas por las estaciones fluviométricas Arrayán en La Montosa, Mapocho en Los Almendros, Maipo en San Alfonso, Maipo en Las Melosas, y Volcán en Queltehues. El modelo se calibró a escala mensual en un período que va desde el año 1976 hasta el año 1992, utilizando los antecedentes de caudales registrados en las mencionadas estaciones. El período de 1993 hasta el 2008 fue utilizado para realizar la validación del modelo implementado en cada caso. Los resultados muestran un buen ajuste de los datos observados y simulados en lo referente a caudales medios mensuales, utilizando como criterio de calibración el coeficiente de Nash-Sutcliffe, obteniendo valores iguales o superiores a 0,7 en cada punto de control. En lo referente a la simulación de la cobertura nival, la modelación subestima las alturas de nieve simuladas, mas no así la superficie efectivamente cubierta con nieve, la que muestra un buen ajuste con datos reales observados. Para simular las condiciones climáticas futuras se utilizó los resultados del modelo PRECIS para el escenario A2, generados por el Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile. Este escenario presenta temperaturas entre 2ºC y 4ºC más altas que en la situación actual, además de diferencias en las precipitaciones. Para la simulación del escenario futuro, se observa que las cuencas en estudio sufren cambios de regímenes, pasando de nivales a mixtos en algunos casos, incluso con dominio pluvial. Además los resultados muestran un retroceso prematuro de las capas nivales, así como una disminución en la cobertura máxima en los meses de invierno, con diferencias de hasta un 30% en las situaciones base y futura.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / Los recursos hídricos a nivel mundial son cada vez más escasos, afectando a todos los continentes y a más del 40% de la población del planeta. Dentro de los usos consuntivos, el sector agrícola es el que consume la mayor cantidad de agua dulce disponible a nivel mundial. En Chile y el mundo hay gran incertidumbre en relación a la disponibilidad futura del agua, como consecuencia de la variabilidad climática y el explosivo incremento de las poblaciones, lo que supone una intensificación de la competencia por este escaso recurso. Por este motivo es indispensable realizar una gestión eficiente de los recursos hídricos comprendiendo el funcionamiento hidrológico de las distintas cuencas y sus problemáticas. La cuenca del río Maipo presenta la más alta concentración poblacional e industrial del país, la cual ha tenido un aumento explosivo en las últimas décadas, esto ha generado demandas cada vez mayores sobre los recursos hídricos por parte de los diversos sectores, especialmente en los sectores de riego y generación hidroeléctrica. En el presente estudio se analizó la respuesta de la cuenca del Río Maipo frente al problema de la escasez del recurso hídrico, considerando los efectos de escenarios de cambio climático y de aumento de la demanda hidroeléctrica sobre la satisfacción de la demanda de riego. Esto se logró mediante la utilización de modelos de simulación hidrológicos operacionales que realizan un balance de agua a través de los elementos superficiales y subterráneos existentes en la cuenca. En este caso, el modelo MAGIC-Maipo fue especialmente diseñado y actualizado por la DGA, describiendo topológica y físicamente las principales características de la cuenca. Con este tipo de modelación es posible simular distintos escenarios para una misma cuenca variando los parámetros de entrada y de salida del modelo, logrando comparar la situacion actual con las situaciones futuras. Los resultados permiten reconocer para el escenario de cambio climático, una disminución de la satisfación de las demandas de agua para regadío en el 76% de los sectores de riego, haciendo más restrictivas las condiciones en comparación con la situación actual. Sin embargo, no ocurre lo mismo para el escenario de inclusión de centrales hidroeléctricas, principalmente debido a que las captaciones de agua se realizan en la parte alta de la cuenca, no afectando a las zonas de riego. / Maipo River’s watershed has the highest concentration of population and industry in the country, within an explosive increase these last decades. This has generated larger water requirements in different areas, specially those concerning irrigation and hydroelectric supply. The present study analyzes Maipo River’s watershed answer to the water scant problem, considering the effects of climatic changes and the raise of water demand for irrigation. This is developed through the use of hydrologic simulation models, which are based on water balance procedures through deep and shallow elements of the watershed. In this case MAGIC-Maipo model was designed and updated by the DGA, describing physically and topographically the main features of the watershed. With this type of model, it is possible to simulate several scenarios for a watershed, changing the parameters of the model, comparing the current situation, with the ones in that may occur in the future. The results showed for the climate change scenario, a 76% decrease in water demand satisfaction for irrigating, restricting the irrigating area conditions comparing with the current situation. However, for hydroelectric plants scenario it occurs a different situation, because they are installed in the high part of the watershed, and it doesn’t affect irrigating areas.

No disponible a texto completo / En este trabajo se desarrolló una metodología analítica empleando la cromatografía gaseosa acoplada a un detector masa-masa (GC-MS/MS) la cual permite la determinación simultánea de 68 contaminantes orgánicos para las familias de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), bifenilos policlorados (PCBs), difenil éter polibromados (PBDEs) y pesticidas (GC-MS/MS) en matrices acuosas y de sedimento. Además se desarrolló una metodología utilizando la cromatografía líquida acoplada detector de masa-masa que permite la determinación, en las mismas matrices, de 8 pesticidas y 5 alquifenoles junto a sus derivados etoxilados (LC-MS/MS). El tiempo de análisis cromatográfico para ambas técnicas es menor a 26 minutos aproximadamente. Además se desarrollaron técnicas de extracción de estos contaminantes orgánicos en las matrices ambientales. Para muestras acuosas se empleó la extracción líquido-líquido utilizando diclorometano como extractante a pH neutro (para analitos determinados por GC-MS/MS) obteniéndose recuperaciones entre 70-130% y límites de detección entre 0,75-19,8 ng L-1. Por otra parte para analitos determinados por LC-MS/MS se utilizó acetato de etilo a pH 2, obteniéndose recuperaciones entre 74-120% y límites de detección entre 1-63 ng L-1. Para muestras de sedimento se optimizaron las condiciones de extracción asistida por energía de ultrasonido. Para los compuestos determinados por GC, las condiciones óptimas fueron empleando tres ciclos de extracción, a un tiempo de 14 minutos cada uno, utilizando 17 g de muestra y un volumen de solvente de 40 mL de acetona-hexano 1:1 v/v, obteniéndose recuperaciones entre 72-116% y límites de detección entre 0,02-0,19 ng g-1. Para los compuestos determinados por LC-MS/MS, las condiciones óptimas fueron de tres ciclos de extracción de 10 minutos cada uno, utilizando 4 g de muestra y un volumen de solvente de 40 mL de acetonitrilo-agua 95:5 v/v a pH 3, obteniéndose recuperaciones entre 77-109% y límites de detección de 0,25-6,25 ng g-1. Por otra parte, estas metodologías fueron aplicadas en la determinación de los contaminantes orgánicos en la cuenca del río Maipo. Se estableció un conjunto de 29 sitios de muestreo en el río Maipo como en sus afluentes más importantes, que permitió evaluar su comportamiento en distintas épocas del año. La presencia de los diferentes pesticidas cuantificados en los 3 muestreos realizados, se atribuye a la actividad agrícola existente en las zonas y la aplicación de éstos en los cultivos adyacentes. Para la matriz acuosa se cuantificó su presencia entre 10-240 ng L-1 y en sedimento se cuantificó su presencia entre 0,82-2,65 ng g-1. Respecto de los PAHs en muestras acuosas, sólo en el monitoreo de otoño se encontraron valores (entre 180-245 ng L-1) por sobre lo establecido en normas europeas y estadounidenses. La presencia de estos analitos, sin embargo, es difícil de atribuirla a una fuente específica. Para el caso de sedimentos, las concentraciones encontradas de PAHs entre 0,65-6,71 ng g-1 fueron similares a las obtenidas en trabajos efectuados en distintos países, y se atribuye su presencia presumiblemente a la acción de incendios en zonas cercanas a los puntos positivos. La presencia de nonilfenol y sus derivados dietoxilados se atribuye a los desechos de tipo doméstico, debido al uso de lavalozas. No se detectó nonilfenol en la matriz acuosa y los valores obtenidos de los etoxilatos son comparables a los informados en la literatura, destacando el valor encontrado (1-7 μg L-1) en el punto Mapocho, los cuales si se expresan en función de nonilfenol (0,7-4,7 μg L-1) se estaría sobrepasando la normativa europea de calidad de agua para este analito, cuyo valor máximo es de 0,3 μg L-1, lo cual deja en claro la necesidad de normar las concentraciones de este disruptor endocrino. Para la muestra de sedimento se cuantificaron valores para nonilfenol entre 4,2-56,1 ng g-1 y para nonilfenol dietoxilado entre 4,2-10,3 ng g-1. Es importante destacar el hecho que no se detectó la presencia de PCBs ni de PBDEs en las muestras de agua y sedimento del río Maipo.

Ingeniero Civil / Debido al Calentamiento Global se proyectan en el mundo variaciones tanto en las precipitaciones como en las temperaturas. En general en la zona central de Chile los Modelos de Circulación Global de la atmósfera coinciden en que se tendrá un aumento de la temperatura y muchos de ellos proyectan un incremento en la intensidad de la precipitación diaria, aunque con una disminución de la precipitación total anual. En consecuencia, el efecto de estos cambios debe analizarse localmente para estudiar los efectos que puedan ocasionar sobre las crecidas. Como consecuencia de este cambio, podrían generarse problemas, entre otros, asociados a caudales de crecidas, aumentando la frecuencia con las que éstas ocurren así como también su magnitud. Por ello, con el objetivo de aportar información para una futura planificación del manejo de cauces, en este estudio se analiza el impacto que se puede ocasionar sobre las zonas de inundación en un lugar específico de Chile, la comuna de Isla de Maipo, que a la fecha no cuenta con ningún plan de manejo. Usando el programa WEAP, se modela hidrológicamente a nivel diario la cuenca Maipo en San Alfonso, ubicada en la cordillera de la Región Metropolitana de Chile, caudal que se usa para determinar los caudales en un punto de control aguas abajo de la cuenca, ubicado en la comuna de Isla de Maipo en la misma región. Estos caudales son proyectados en el mediano plazo (2040-2070) al escenario futuro A1B el cual se basa en un equilibrio socio-económico a nivel mundial, donde se incorporan balanceadamente matrices energéticas de distinta fuente. Usando correlaciones establecidas entre caudales a nivel diario y el caudal máximo instantáneo en las estaciones Maipo en San Alfonso y Maipo en el Manzano, se derivan estos últimos en el punto de control a la entrada de la comuna. A base de resultados disponibles en estudios anteriores se comparan los caudales con períodos de retorno entre 2 y 200 años con los caudales generados para el escenario futuro. Estos caudales son los valores de entrada en la modelación hidráulica del cauce, que se realizó con el programa HEC-RAS. La superficie de inundación obtenida para cada crecida fue georefenciada y con la cartografía de la zona se generan mapas de inundación. En este informe se presentan 8 mapas, correspondientes a los períodos de retorno 2 y 200 años, para régimen pluvial y nival, en línea base y escenario futuro. Los mapas obtenidos muestran que la zona de estudio presenta una inundación frecuente, definida por crecidas con períodos de retorno menores a 5 años. Asimismo, se aprecia que la zona posee pocas defensas fluviales y que son prácticamente inservibles para crecidas mayores. Las proyecciones realizadas en este estudio reafirman las conclusiones obtenidas en otros estudios. En particular, las precipitaciones disminuyen alrededor de un 30% lo que da origen a una disminución del caudal medio diario en la cuenca Maipo en San Alfonso en un 24% en su valor promedio anual. Del análisis de frecuencia realizado tanto para los caudales futuros como los de línea base se observó que existe, efectivamente, un aumento en el caudal asociado al período de retorno de 200 años, donde en el escenario futuro el caudal es mayor que en la línea base, mientras que los caudales asociados a períodos de retorno menores disminuyen.

Tesis entregada a la Universidad De Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al grado de Magíster en Ciencias Biológicas. / Los ecosistemas de agua dulce cercanos a ciudades están más expuestos a las perturbaciones antrópicas, en particular a la contaminación, afectando la estructura de las poblaciones naturales y disminuyendo la supervivencia de los organismos. En Chile, el río Maipo se encuentra altamente intervenido por el hombre, afectando a la fauna nativa que habita en él, como es el caso del pejerrey Basilichthys microlepidotus. Considerando que B. microlepidotus se encuentra tanto en zonas contaminadas y menos contaminadas del Maipo, y además habita en canales y en el cauce central del río, se evaluó el efecto de los factores contaminación y tipo de cauce, sobre aspectos tróficos del ecosistema del Maipo, utilizando a la comunidad de macroinvertebrados bentónicos y al pejerrey B. microlepidotus. Para ello se determinó: i) la riqueza y diversidad de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos ii) el contenido calórico y lipídico de los macroinvertebrados como un indicador de su calidad como alimento, iii) el comportamiento alimenticio del pejerrey, iv) la razón RNA/DNA, como indicador de la condición fisiológica, y v) la posición trófica del pejerrey. Los resultados mostraron una riqueza y diversidad de macroinvertebrados mayor en los sitios menos contaminados y además un contenido calórico y lipídico de los macroinvertebrados mayor en comparación a los sitios contaminados, esto indica que los pejerreyes que habitan en los sitios menos contaminados del Maipo tienen una oferta ambiental de alimento más diversa y de mayor calidad en comparación a los sitios contaminados. Por otra parte, hubo mayor contenido calórico y lipídico de los macroinvertebrados en los cauces de tipo central, pero con una comunidad menos diversa y equitativa en comparación a los sitios de cauce tipo canal. La posición trófica de los pejerreyes del sitio menos contaminado fue mayor en comparación a los sitios más contaminados, indicando posibles cambios en la dieta de los pejerreyes entre los sitios con distinto grado de contaminación. Finalmente, en cuanto a la razón RNA/DNA no hubo diferencias significativas entre los sitios de estudio del Maipo, por lo cual los pejerreyes presentan condiciones fisiológicas similares.

Memoria para optar al título de Geólogo / El presente trabajo se enmarca en el estudio de la disponibilidad de recursos hídricos en una de las cuencas de cabecera del río Maipo, cuyas aguas tributan al embalse El Yeso. Mediante la medición de trazadores naturales y propiedades hidrogeoquímicas del agua, específicamente isótopos estables, iones y conductividad eléctrica, se pretende estudiar los aportes hídricos de glaciares a la escorrentía, así como también de otros reservorios, durante una temporada de deshielo, y, de esta manera, aumentar el conocimiento de las dinámicas hidrológicas que ocurren en un sistema de alta montaña. La cuenca estudiada tiene punto de salida en el sector de Termas del Plomo en el río Yeso (lat. 33°36 , long. 69°54 ), y alberga 4 glaciares de distinto tipo: los glaciares Bello y Yeso, que corresponden a glaciares descubiertos o blancos, el glaciar Pirámide que es un glaciar cubierto de detritos y el glaciar D-073 que es un glaciar rocoso. Se estudiaron las variaciones espaciales y temporales de los trazadores considerados y se implementaron modelos de mezcla basados en miembros extremos usando distintos trazadores. A partir de lo anterior, se realizó la separación del hidrograma registrado en una estación fluviométrica instalada en el punto de salida de la cuenca, según los aportes directos de glaciares, los aportes directos de nieve y los aportes de agua con procesos interacción con las unidades geológicas. Los resultados indican que en la cuenca dominan las aguas que han sufrido procesos de interacción agua-roca, las cuales comprenden en gran parte los aportes de la cuenca del glaciar Pirámide y los aportes de aguas provenientes de depósitos morrénicos del valle de los glaciares Bello y Yeso. Son seguidos por las contribuciones directas de glaciares, las cuales corresponden en gran medida a los aportes de glaciares descubiertos. Finalmente, la fracción menor, corresponde a aportes directos de derretimiento de nieve, es decir, que se incorpora rápidamente a la escorrentía, sin interactuar con las unidades geológicas. El glaciar D-073 no presentó aportes de escorrentía superficial en las fechas en que fue monitoreado.

El cambio climático generará impactos tanto en la disponibilidad como en el aprovechamiento del recurso hídrico. Chile es vulnerable a estos impactos y es previsible que esta situación tenga consecuencias negativas tanto para las actividades productivas como para el medio ambiente. Para ello, la gestión hídrica deberá adaptarse a nuevas, inciertas y cambiantes condiciones climáticas. Los impactos serán distintos en cada cuenca e incluso podrán diferir entre zonas al interior de éstas, también variarán según el sector de uso. Esto justifica que los análisis se enfoquen en casos delimitados a una cuenca o sección de ésta y a un sector usuario determinado, y que consideren las proyecciones climáticas, vulnerabilidad, características de aprovechamiento y percepciones de los actores involucrados. De esta forma, el objetivo planteado en el presente estudio es analizar los desafíos de la adaptación en el marco de la gestión hídrica frente al cambio climático, usando como caso de estudio el sector agricultura de riego en la tercera sección de la cuenca del río Maipo, comuna de Melipilla. Se utilizó una metodología de investigación cualitativa con un enfoque exploratorio-analítico, desde la mirada de sistemas complejos, en la cual se distinguen dos etapas. La primera, se alimentó con información secundaria de una revisión bibliográfica y datos primarios de entrevistas indagatorias a expertos. En la segunda fase, se levantó información en un trabajo de campo, con entrevistas semiestructuradas a usuarios de agua y funcionarios públicos. Con estos elementos, se analizó la vulnerabilidad del sector con el fin de identificar barreras existentes para la adaptación. Luego se planteó y evaluó una lista de opciones de adaptación, para finalmente desarrollar en forma tentativa una propuesta de política pública que consideró experiencias comparadas de otros países. El río Maipo es la principal fuente de agua de la región Metropolitana y la gran cantidad de usos no agrícolas presentes lo diferencia de otras cuencas del país. Este hecho, unido al surgimiento de competencias y conflictos entre los diferentes usos y usuarios, complejiza aún más la gestión para el sector riego. En la tercera sección, los principales problemas detectados en las organizaciones de usuarios se asocian a deficiencias en aspectos legales, baja participación interna, pocas capacidades técnicas, insuficiente conocimiento del entorno institucional y legal, infraestructura precaria y contaminación del agua. En esta sección, los derechos de agua dependen de flujos de retorno originados en la parte superior de la cuenca que, según se espera, disminuirán en el futuro. Este inminente problema no está contemplado en el marco legal vigente y no tiene vías claras de solución, algo que se ve agravado por la ausencia de una acción estatal de planificación hídrica. Las opciones de adaptación analizadas están dirigidas a fortalecer las organizaciones de usuarios; crear herramientas de capacitación y sensibilización a los impactos de cambio climático para usuarios y funcionarios públicos; incorporar la adaptación a los instrumentos de fomento y focalizar los fondos destinados a estos objetivos; mejorar canales de información meteorológica, de recomendación de cultivos por temporada y de programas de apoyo estatal; establecer mejoras en las labores de vigilancia, control y resolución de conflictos, y en los instrumentos para enfrentar eventos extremos como sequías; elaborar planes para mejoramiento de la infraestructura y aumento de la seguridad hídrica; perfeccionar los mecanismos de participación de usuarios dentro de sus organizaciones y en el sistema estatal de planificación; y crear una institucionalidad en el ámbito de cuencas con funciones de coordinación interinstitucional, sectorial y de planificación hídrica. La propuesta final de política pública, va orientada a mejorar los mecanismos de representación interna de las organizaciones de usuarios, para generar un entorno legal e institucional que incentive a los titulares de derechos de aprovechamiento a una mayor participación. Esto permitirá mejorar la representatividad de los acuerdos internos y otorgarle una mayor legitimidad a la toma de decisiones que llevan a cabo. Esta propuesta incorpora como criterios regidores, la flexibilidad en las reglas y la autonomía organizacional, pero también resalta el rol planificador insustituible que deberá reformular el Estado.