No description available.

La necesidad de regular la emisión de residuos a diferentes ambientes hídricos ha motivado el desarrollo de diversas normativas entre las que se destacan las desarrolladas para aguas subterráneas, particularmente el D.S. N° 46 de 2002 “Norma de Emisión de Residuos Líquidos a Aguas Subterráneas” en la cual se establece la necesidad de determinar la calidad natural ante la eventualidad de que se tenga una vulnerabilidad alta en la zona de infiltración. La falta de una metodología para dicho fin motiva el desarrollo de este trabajo de Tesis. Para desarrollar la metodología fue necesario conocer el contexto bajo el cual se determina la vulnerabilidad, así como también se estudió la metodología aplicada en Chile para su determinación, comprendiendo así el contexto general bajo el que se debe definir la calidad natural de un determinado lugar. Entendido esto último se definió el concepto de calidad natural, el cual corresponde a las características físicas y químicas que las aguas subterráneas adquieren producto de la interacción, tanto química como física, con el medio con el cual está en contacto, sin que las concentraciones de los más importantes cationes y aniones originados por las actividades antrópicas generen influencias perceptibles a los provenientes de las rocas o el suelo. A partir de lo anterior se desarrolló la metodología para determinar calidad natural, la cual se basó en diferentes esquemas internacionales estudiados y adaptados a las condiciones nacionales en relación a los niveles de información existentes, y que a partir de una serie de parámetros mínimos a monitorear y la recopilación de la información hidroquímica histórica, geológica e hidrogeológica y junto al catastro de las actividades antrópicas desarrolladas en el sitio de estudio definido para el caso, permite, utilizando una serie de criterios entre los cuales se destacan la preselección de muestras, valores límites para parámetros asociados a contaminación antrópica, entre otros, definir la calidad natural de un determinado lugar, lo cual se complementa con la incorporación de información más detallada, en términos geológicos, hidrogeológicos e hidroquímicos. Así mismo esta metodología tiene como objetivo adicional identificar los procesos involucrados en la hidroquímica natural del agua subterránea, lo cual se efectúa a partir de la medición de parámetros como Nitrato, Hierro, Oxígeno Disuelto, Potencial Redox, entre otros. Para analizar los alcances de la aplicación de la metodología a diferentes escalas y niveles de información, ésta fue aplicada en dos casos: el primero a nivel nacional, en el cual se hizo latente la inaplicabilidad de la metodología producto de que la información existente a estas escalas no es detallada o no existe, así como también se hizo presente la distribución espacial no homogénea de la red de monitoreo de calidad en ciertas regiones; no obstante lo anterior, sí fue posible analizar la distribución, por zonas, de los parámetros más importantes, comparándose con los valores normativos existentes, dando como resultado una tendencia general al cumplimiento de éstas. En el segundo caso, la metodología fue aplicada a un nivel de escala menor, particularmente en el acuífero de la cuenca del río Aconcagua, caso en el cual la metodología pudo ser aplicada con relativo éxito, dado que los niveles de información eran suficientes para determinar de forma cuantitativa los rangos máximos y mínimos de las concentraciones de una serie de parámetros, sin embargo, la falta de información más detallada no permitió identificar los probables procesos y las condiciones existentes en el acuífero, como tampoco identificar el origen real de la contaminación. A modo de síntesis, se puede afirmar que, a partir de las discusiones generadas en la aplicación de la metodología, se pudo establecer que la aplicabilidad de ésta depende de factores críticos como el nivel de información disponible para las escalas a las cuales se desee trabajar, ya sea geológica o hidrogeológica, contar con datos hidroquímicos históricos, monitoreo de parámetros asociados a los procesos que modifican la calidad de las aguas así como también de aquellos parámetros que permitan evaluar el grado de impacto antrópico existente en un determinado sitio. Finalmente, se realiza una serie de recomendaciones, las que apuntan fundamentalmente a una mejora de la red de monitoreo de calidad de aguas subterráneas existente y la incorporación de parámetros a los análisis que se realicen a las muestras de la red de calidad, entre otros.

Los rellenos sanitarios son el método de disposición final de residuos sólidos más utilizado en la actualidad en Chile. Por tal razón el presente estudio pretende generar información y metodologías para abordar los efectos de éstos sobre el medio ambiente y en especial sobre los recursos hídricos subterráneos. El trabajo se enfocó en la migración y atenuación de lixiviados en el suelo, con énfasis en la componente hidráulica. El esquema desarrollado se dividió en una fase experimental y otra numérica. La fase experimental estuvo compuesta por el diseño, construcción y operación de 16 columnas de suelo, con ocho diferentes tipos de suelos naturales. Dichas columnas fueron construidas reproduciendo las condiciones de terreno de un relleno sanitario, es decir: carga de percolado, capa de arcilla y suelo natural. Por otro lado, todos los suelos fueron completamente caracterizados desde un punto de vista hidráulico, físico, químico y bacteriológico. Estos datos en conjunto con un modelo conceptual, fueron utilizados para la calibración y validación de un modelo numérico de flujo en la zona no saturada. Con los parámetros ya calibrados, se realizó una proyección del flujo de lixiviados. Las principales conclusiones desde el punto de vista hidráulico fueron dos. La primera, correspondió a la elaboración de un modelo conceptual que integró el flujo de lixiviados generados en rellenos sanitarios y una serie de evaporaciones no controladas en la instalación experimental. La segunda, esta relacionada con la clara tendencia a la colmatación del medio poroso, por el paso de los lixiviados, en la mayoría de los suelos estudiados, lo cual quedó de manifiesto al observar que las tasas de infiltración promedio en el tiempo, disminuían con una clara tendencia exponencial. También, en base a información experimental y de literatura, se pudo constatar la descomposición de las arcillas por efecto del contacto con el lixiviado. Por tal razón, se debería siempre utilizar dichos elementos en conjunto con materiales sintéticos, que permitan generar una carpeta lo más estanca posible. Otros análisis permitieron generar una serie de perfiles de concentración de para compuestos presentes en la fracción soluble del suelo. Se pudo observar que algunos perfiles de DBO5 y DQO de ciertas columnas, presentaban la existencia de una zona, donde probablemente se encontrarían microorganismos adaptados a condiciones anaeróbicas, que estarían degradando la materia orgánica de la fracción soluble del suelo. Esta zona se denominó Zona de Actividad Microbiana. Debido a que las hipótesis planteadas no son del todo concluyentes, será necesario proyectar nuevas investigaciones en el campo de la atenuación química y toxicológica por el paso de lixiviados. Finalmente hay que señalar que los procesos de atenuación natural y en particular los hidráulicos se desarrollan en gran parte de los suelos estudiados, y dicha capacidad esta directamente relacionada con el tiempo y volumen de líquido percolado pasante, características físicas y químicas, tanto como del líquido percolado y del suelo inmediatamente bajo él.

Uno de los principales problemas que enfrentan las autoridades gubernamentales, particularmente organismos de emergencia, para adoptar medidas de mitigación adecuadas durante la ocurrencia de un temporal es la carencia de información precisa. En este sentido, es útil contar con sistemas de alerta de crecidas, los cuales son un complemento de las medidas estructurales de prevención de inundaciones (espigones, gaviones, etc.). La Tesis trata sobre la confección de un Sistema Alerta Temprana por Inundaciones o falla de Obras Hidráulicas a nivel Regional, y tiene como propósito el uso de dos técnicas de incipiente empleo en el área de la Hidrología; Lógica Difusa y Algoritmo Genético, las cuales se enmarcan en el campo de los Sistemas Expertos o también denominado Inteligencia Artificial. Se realizó una revisión del marco teórico y estado del arte de las técnicas empleadas. En particular, Lógica Difusa, Algoritmo Genético, Generación de índices de Riesgo y modelos lineales de Función Transferencia. Bajo este esquema se materializó la metodología de análisis y definición de los conceptos propuestos. El diseño del Sistema en su conjunto involucró entre otros aspectos, el pronóstico de caudales, definición de Índices de Riesgo y modo de implementación, efectuándose la recolección de antecedentes correspondiente y caracterización de la Zona de Estudio. Mediante el tratamiento en profundidad de estos tópicos se define y analizan tanto los alcances del uso de Lógica Difusa, como del resto de los métodos empleados. Se utilizó Lógica Difusa para dos implementaciones tipo, la primera consiste el uso del Esquema general planteado por Sugeno (Sugeno, 1985) aplicado al pronóstico de caudales, este tipo de modelos fue calibrado con un Algoritmo Genético. Para analizar, mediante comparación, los modelos de Lógica Difusa se identifican modelos de pronóstico de caudales del tipo Función de Transferencia. La segunda implementación de los modelos de Lógica Difusa tuvo por objeto la generación de Índices de Riesgo Agregados por zonas geográficas (comunas), empleando en este caso el esquema conceptual base planteado por Mandami (Mandami et al., 1975). Se concluye la validez y conveniencia del uso de Lógica Difusa para la generación de Índices de Riesgo Agregados, esta metodología permite interpretar los Índices de Riesgo de manera global, los cuales tienen como propiedad ser continuos o discretos, según se requiera, y con una escala fija. Los modelos de Lógica Difusa para el pronóstico de caudales no aportan una mejora significativa con respecto a los modelos de función de transferencia. La calibración mediante el uso del Algoritmo Genético no asegura la obtención de parámetros “óptimos” de los modelos de Lógica Difusa ajustados. Se constata que el desempeño del Algoritmo Genético está altamente sujeto al operador evolutivo “Mutación”.

El alto riesgo aluvional existente en el país debido a la presencia de grandes montañas sujetas a las inclemencias del tiempo, sumado a la creciente presión urbana por utilizar sectores cada vez más expuestos a este tipo de eventos, justifican estudios sobre el comportamiento de flujos detríticos y la posibilidad de mitigar sus efectos mediante la construcción de obras de protección y control. En esta tesis se desarrolló un estudio experimental sobre la dinámica de flujos detríticos y su interacción con distintos obstáculos interpuestos al paso del flujo que simulan obras de protección. La instalación experimental consiste en una canal de alta pendiente de 20 cm de ancho por 6,5 m de largo disponible en el laboratorio de Hidráulica de la Universidad de Chile. Una cámara de carga, la que se conecta con el canal a través de una compuerta, es alimentada con una mezcla de agua y sedimentos constituidos por fracciones de arena, grava y bentonita. El flujo se genera tras la apertura repentina de la compuerta. La altura de la apertura varia entre 1 ó 2 cm. Las obras fueron materializadas como barreras de geometría simple, ubicadas lo suficientemente aguas abajo de la entrada al canal como para permitir el desarrollo completo del flujo. Tanto las características del flujo como la interacción de éste con las barreras fueron obtenidas a través del procesamiento de imágenes capturadas mediante el uso de tres cámaras de video. En el estudio de la dinámica de los flujos detríticos generados, se buscó cuantificar los principales procesos físicos que controlan el movimiento: colisiones entre partículas, fricción entre partículas (esfuerzos de Coulomb) y la interacción entre las partículas y el fluido ambiente. La cuantificación de estos procesos se realizó a través de los parámetros adimensionales: número de Bagnold (Ba), número de Savage (Sa) y número de fricción (Nf). Los resultados muestran que los flujos detríticos se sitúan en el régimen de transición macroviscoso-inercial o en el inercial, según la clasificación de Bagnold, mostrando un predominio de las colisiones por sobre la fricción. La viscosidad del fluido intersticial se vuelve importante a medida que se aumenta la concentración de sedimento fino en la mezcla. En cuanto al efecto de las barreras en el flujo detrítico, se concluye que dependiendo de la estrategia de control aluvional, además de las condiciones de flujo y del terreno, este tipo de obras pueden resultar efectivas para la mitigación del riesgo aluvional. Barreras impermeables pueden actuar como importantes trampas de sedimento en pendientes no muy pronunciadas, mientras que barreras permeables son capaces de retener, temporalmente, considerables volúmenes de sedimento, retardando así el caudal máximo de descarga de sedimentos. El espaciamiento entre barreras constituye un elemento importante en el diseño, ya que en gran medida controla el comportamiento y efectividad de ellas. Nuevos estudios tendrán que definir el espaciamiento óptimo en función de la estrategia de control deseada, como también profundizar en la caracterización mecánica de flujos de agua-sedimentos de granulometrías extendidas.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.