Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / Quillay (Quillaja saponaria Mol.) y Litre (Lithraea caustica Mol.), corresponden a especies endémicas, que crecen en la zona de clima mediterráneo de Chile. Este clima, genera altos niveles de estrés hídrico en los períodos estivales en las especies, lo que provoca modificaciones en las tasas de crecimiento y respuestas fisiológicas. El objetivo del estudio fue caracterizar las respuestas morfofisiológicas de plantaciones frente a la eliminación paulatina del riego, en dos sectores de Cerro El Roble durante tres períodos estivales. El primer sector (S1) posee una exposición noreste y el segundo sector (S2) una exposición suroeste. Para ello se utilizaron especímenes del bosque esclerófilo (Quillaja saponaria Mol. y Lithraea caustica Mol.), a las que se les evaluó principalmente el efecto de la eliminación paulatina del riego en períodos de restricción de agua a través de mediciones de potencial hídrico (ΨPD) y contenido hídrico relativo (CHR%) a pre-alba. El crecimiento de las especies fue evaluado a través del diámetro a la altura del cuello (DAC) y la altura de las plantas, tanto al inicio como término de cada período estival. Además, se evaluó la sobrevivencia de las especies durante todo el período de déficit hídrico.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / Quillay (Quillaja saponaria Mol.) y Litre (Lithraea caustica Mol.), corresponden a especies endémicas, que crecen en la zona de clima mediterráneo de Chile. Este clima, genera altos niveles de estrés hídrico en los períodos estivales en las especies, lo que provoca modificaciones en las tasas de crecimiento y respuestas fisiológicas. El objetivo del estudio fue caracterizar las respuestas morfofisiológicas de plantaciones frente a la eliminación paulatina del riego, en dos sectores de Cerro El Roble durante tres períodos estivales. El primer sector (S1) posee una exposición noreste y el segundo sector (S2) una exposición suroeste. Para ello se utilizaron especímenes del bosque esclerófilo (Quillaja saponaria Mol. y Lithraea caustica Mol.), a las que se les evaluó principalmente el efecto de la eliminación paulatina del riego en períodos de restricción de agua a través de mediciones de potencial hídrico (ΨPD) y contenido hídrico relativo (CHR%) a pre-alba. El crecimiento de las especies fue evaluado a través del diámetro a la altura del cuello (DAC) y la altura de las plantas, tanto al inicio como término de cada período estival. Además, se evaluó la sobrevivencia de las especies durante todo el período de déficit hídrico.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo Mención: Manejo de Suelos y Aguas

Tesis para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo y al Grado de Magíster en Ciencias Agropecuarias / El agua es un recurso limitado y por tal razón debe ser cuidado. La agricultura consume aproximadamente un 85% del agua dulce disponible en el mundo y 66% de ella se pierde en esta actividad (Rodda y Shiklomanov, 2003). En el futuro, se espera que esta situación se agrave, debido al aumento de la superficie de cultivo, incremento de la población y mayor demanda de alimentos (Fereres y González, 2009). En Chile, al término de este siglo se proyecta que existirá un avance progresivo del desierto desde las regiones de Atacama a los Lagos, lo que afectará notablemente a la agricultura frutícola, sobre todo en áreas donde todavía no se cuenta con obras hidráulicas (CONAMA, 2010). De acuerdo a lo anterior, todo indica que en un futuro próximo existirá la urgencia en mejorar la eficiencia en el manejo del riego.

A raíz del fuerte crecimiento poblacional, el consecuente aumento de la demanda del sector agrícola, el incremento del desarrollo industrial y la intensificación de la contaminación ambiental, el agua se ha convertido en un recurso escaso en varios sectores del mundo. Por este motivo, resulta esencial llevar a cabo estudios de técnicas que conduzcan a una utilización más racional del agua, que aumenten la eficiencia de su gestión y almacenamiento, que posibiliten la construcción de infraestructura adecuada y que fomenten la investigación de nuevas fuentes. Dentro del sector agrícola, un porcentaje elevado del agua demandada, se pierde en los sistemas de irrigación. Estas pérdidas son producto, por un lado, de la infiltración y evaporación que se produce en los canales, y por otro, de la realización de operaciones de control ineficientes. En la mayoría de los sistemas de irrigación la entrega de caudales hacia los cultivos se lleva a cabo mediante gravedad. El caudal derivado por las salidas laterales depende de los niveles de flujo en el canal principal. A su vez, estos niveles son modificados a través de las variaciones de las estructuras de control transversales. En consecuencia, los movimientos de compuertas o vertederos provocan nuevos regímenes hidráulicos que generalmente son desconocidos. Sin embargo, si se desea establecer una entrega precisa de agua, resulta necesario conocer el comportamiento de estos estados transitorios del canal. La comprensión del comportamiento hidráulico facilita el diseño de protocolos para la operación de canales de irrigación. Mediante estos protocolos, se pretende establecer estrategias óptimas de operaciones de compuertas con el objetivo de cumplir con determinadas demandas de caudal en las salidas laterales. Para esto, en esta tesis, se propusieron tres niveles de protocolos de operación de compuertas en canales. Cada uno de éstos puede ser aplicado en forma separada o en combinación con uno o ambos protocolos restantes. La primer estrategia consiste en la determinación de las posiciones de las compuertas que provocan la derivación de determinados caudales laterales deseados. El segundo procedimiento tiene como objetivo establecer las sucesiones temporales de movimientos que deben llevarse a cabo para conducir el canal de un estado estacionario inicial a un estado estacionario final tratando de minimizar las fluctuaciones producidas durante los estados transitorios surgidos de las maniobras en las estructuras. Por último, se propone un procedimiento para llevar a cabo el control de las profundidades de agua en determinados puntos del canal. En la actualidad, para mantener los niveles constantes ante variaciones no previstas del flujo, se utilizan controladores automáticos. El trabajo de estos dispositivos consiste en la evaluación de la desviación de cierta variable de un valor de referencia y en la determinación de la acción correctiva a llevar a cabo con el objetivo de minimizar esta diferencia. En este trabajo se propone la implementación de un controlador tipo ’Proporcional- Integrador’ (PI) cuyo desempeño depende de su adecuada calibración. Mediante la simulación computacional de un modelo matemático que describe la dinámica de flujo no permanente en canales abiertos, es posible llevar a cabo el análisis de los regímenes transitorios que se producen debido a las distintas variaciones de las aperturas de compuertas. Sin embargo, cuando los canales poseen varios tramos y numerosas salidas laterales, la determinación de las aperturas de compuertas que provocan las erogaciones deseadas y de los movimientos necesarios para minimizar las fluctuaciones, resulta una tarea muy compleja. Por este motivo, se propone una metodología de diseño óptimo de estrategias de operaciones de compuertas, con el objetivo de evitar las pérdidas de agua y minimizar los excesos y/o déficits por fluctuaciones del flujo. A través de la técnica de optimización es posible obtener entonces, el mejor protocolo de maniobras para el cumplimiento de ciertos objetivos preestablecidos. Estos objetivos dependen de las necesidades de los usuarios y de la forma en que se opere el canal. Las variables a determinar en este caso, son las aperturas de las compuertas y los parámetros de los controladores automáticos implementados. Por otra parte, el éxito de las simulaciones computacionales depende de cuán bien esté representada la dinámica real del flujo a través del modelo matemático. Esto está directamente relacionado con los valores que adopten ciertos parámetros del modelo que no son siempre conocidos de antemano y que no puedenmedirse de forma directa. Entre algunos de estos parámetros se pueden nombrar los coeficientes de rugosidad del lecho del canal (o coeficientes de Manning) y los coeficientes de infiltración. En consecuencia, para poder utilizar el modelo computacional en el análisis de operaciones en compuertas, es necesario obtener los parámetros desconocidos involucrados. Para esto, es posible aplicar una metodología denominada calibración que consiste en determinar los valores desconocidos mediante la medición de algunas variables del sistema. En este trabajo se plantea un procedimiento de cálculo que combina la simulación hidrodinámica del flujo no permanente con una técnica de optimización matemática. La simulación se lleva a cabo a través de la resolución de las ecuaciones gobernantes de flujo en canales mediante el método numérico de diferencias finitas. Los problemas de optimización se resuelven mediante una técnica heurística de optimización combinatoria denominada Método de recocido simulado. Este método se basa en la generación aleatoria de soluciones factibles y su principal característica es evitar la convergencia local en problemas de gran escala. Ambas rutinas de cálculo se programaron en ambiente MATLAB. / As a result of the intense demographic growth, the resulting increase of the agricultural sector demand, the intensification of the industrial development and the enhancement of the environment’s contamination, water has become a scarce resource in several regions of the world. For this reason, the development of technical research which leads to a rational use of water, to an increase of management and storage efficiencies, to the building of suitable infrastructure and to encourage the research of further sources, is crucial. Within the agricultural sector, a high percent of the demanded water, is lost in irrigation systems. These losses are caused, on one hand, by infiltration and evaporation which occur in the channels and, on the other hand, by the performance of inefficient control operations. In most irrigation systems, discharge deliveries towards the crops is carried out by gravity. Discharges through lateral outputs depend on the flow depth in the main channel. At the same time, these depths change because of the variations in the lateral control structures. Therefore, the adjustment of gates or spillways originates different hydraulic conditions, which are usually unknown. However, if an accurate distribution of water is desired to be achieved, it is necessary to know the behaviour of these transient flow states. The comprehension of the hydraulic behaviour helps design operation rules of irrigation channels. These procedures are intended to identify optimal operation strategies whose objective is to meet specific discharge requests in lateral outputs. Because of this, three levels of operation protocols for channel gates are proposed. Each of these, can be applied independently or in combination with one or two of the remaining protocols. The first strategy lies on determining the gates positions which drive the bypass of certain desired lateral discharges. The second one has the intention to set the temporal movements sequences which have to be carried out to lead the channel from a initial stationary state to a final stationary state. In turn, trying thus minimizing the fluctuations caused during the transient states made by the hydraulic structures handling. Lastly, a procedure to carry out flow depth control in certain points of the channel, is proposed. Nowadays, to keep uniform water levels in presence of unpredicted changes of flow conditions automatic controllers are used. The aim of these devices is to evaluate the deviation of some parameters from a target value and to determine the action required to be applied in the channel with the purpose of minimizing these differences. In this paper, the implementation of a ’Proportional-Integral’ controller (PI controller) whose performance depends on an suitable calibration, is presented. Through the computational simulation of a mathematic model which describes the nonpermanent flow dynamic in open channels, it is possible to perform analysis of transient conditions induced by different variations of the gates openings. However, when the channels are composed by several sections and a large number of lateral outputs, the definition of the gate openings which drive the required discharges and of the needed movements to minimize the fluctuations, becomes a complicated task. Because of this, amethodology of optimal design of gates operations strategies is proposed. These schemes have the intention of avoiding water losses and reducing overflow and shortage caused by flow perturbations. Then, by means of an optimization technique, it is possible to get the best movements protocol to achieve pre existing aims. These goals depend on the user’s needs and on the way the canal is operated. The values to be found out in this case, are the gate openings and the parameters of the implemented automatic controllers. On the other hand, the success of computational simulations relies upon how well the real flow dynamics is represented by the mathematical model. This is straight related by the values which take several model parameters that normally are not known beforehand and which cannot be measured directly. Among some of these values the channel bed roughness coefficients (or Manning’s coefficients) and the infiltration coefficients can be mentioned. Consequently, to be able to use the computational model to study gates operations, it is necessary to set the unknown involved parameters. To this end, it’s possible to apply a methodology called calibration which consists in identifying the unknown values by means of the measurement of some system variables. In this work, a calculation procedure which combines a non permanent flow hydrodynamic simulation with a mathematic optimization technic, is presented. The simulation is carried out by using the difference finite numeric method. The optimization problems are solved by means of an heuristic combinatory optimization technique named Simulated Annealing Method. This approach relies on the random generation of feasible solutions and its main feature is to avoid local convergence in large-scale problems. Both calculation routines are programmed inMATLAB software.

La presente tesis doctoral tiene como objetivo la creación de un modelo de comportamiento hidráulico que permita analizar subunidades de riego localizado. Para ello, se ha realizado una exhaustiva revisión bibliográfica a partir de la cual se ha establecido un conjunto de expresiones, fórmulas, métodos y procedimientos a aplicar al citado modelo. Con esto se pretende que los análisis efectuadossean lo másrealistas posible al considerarse la mayor parte de las variables que intervienen en el funcionamiento de las subunidades. Uno de los factores más importantes es el comportamiento de los emisores por lo que se han realizado una serie de ensayos de emisores comerciales en el laboratorio de riego localizado del departamento de Ingeniería Rural. A partir de estos se han deducido expresiones que permiten predecir tanto el caudal arrojado por cada uno de ellos como el coeficiente de variación de fabricación del conjunto. La clave está en considerar todos los emisores de forma independiente, estudiando las distribuciones de los coeficientes de ajuste, tanto en la versión potencial como en la parabólica. Otro de los aspectos cruciales es la consideración de la aleatoriedad de los emisores, para lo cual, utilizando las distribuciones de los coeficientes de ajuste, que se supone que son normales, se genera una población virtual de emisores. De dicha población se extrae una muestra aleatoria cuyo tamaño coincide con el número total de emisores de la subunidad estudiada y se distribuye también aleatoriamente por todas las posiciones posibles. Así se consigue simular una situación real.    También se han tratado con profusión los aspectos hidráulicos de las subunidades, especialmente en lo que respecta al cálculo de las pérdidas de carga tanto continuas como localizadas. Estas pérdidas, junto con las diferencias de cota y las alturas cinéticas, definen las presiones de funcionamiento de todos los emisores que introducidas en las ecuaciones de ajuste individuales, permiten predecir el caudal arrojado por cada uno de ellos. Una vez definidas las distribuciones de presiones y caudales es preciso determinar la uniformidad de distribución del agua de riego, lo que se hace mediante diversos coeficientes de uniformidad tanto a efectos de análisis como a efectos de diseño. De esta forma se puede comprobar si una subunidad de riego cumple los criterios de uniformidad establecidos. El modelo generado recoge todos estos aspectos por lo que es bastante complejo de ahí que se ha elaborado una aplicación informática en entorno Windows® utilizando el lenguaje de programación Visual Basic 6.0®. Esta aplicación, denominada ANASUB, permite realizar simulaciones de subunidades reales de forma rápida y sencilla. / Turégano Pastor, JV. (2014). Modelización del comportamiento hidráulico de una subunidad de riego localizado [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39354

Determina las respuestas fisiológicas del camote (Ipomoea batatas (L.) Lam. para tolerar el déficit de agua, el crecimiento foliar y llenado de las raíces reservantes, y la etapa fenológica más apropiada para aplicar agua al cultivo. El experimento se llevó a cabo en un área de 3000 m2 , en el Centro Internacional de la Papa, en Lima, de Febrero a Julio de 1995. El material vegetal consistió en esquejes de 17 cultivares de camote, de alrededor de 30 cm de longitud, siempre con la yema apical, seleccionados del Banco de Germoplasma in vivo del CIP, teniendo como característica principal ser tolerantes a la sequía. Los tratamientos de riego fueron los siguientes: un riego a los 45 ddp, un riego a los 90 ddp, sin riego durante todo el experimento y riego cada 15 días. Se tomaron datos de porcentaje de cobertura vegetal, resistencia estomática, potencial hídrico foliar, y a la cosecha se tomaron los siguientes datos: índice de cosecha, porcentaje de materia seca de la raíz y follaje, peso seco y fresco de las raíces y el follaje, rendimientos en base al peso fresco y seco. Los resultados muestran que las respuestas fisiológicas varían marcadamente con cada cultivar. Se puede observar el efecto del déficit de agua, sobre el follaje, ya que siempre disminuye el porcentaje de cobertura en el tratamiento sin riego y los tratamientos con un solo riego. A pesar que algunos cultivares presentan altas resistencias estomáticas, el porcentaje de materia seca en las raíces reservantes no es significativa entre los tratamientos lo que nos indicaría que la fotosíntesis no es afectada en su totalidad. Además, los datos de potencial hídrico foliar no son significativos entre los tratamientos, incluso en los cultivares con altas resistencias estomáticas, por lo que no se recomienda usar este parámetro para medir estrés hídrico en camote. De acuerdo a los resultados tomados a la cosecha se puede hacer una separación de las tendencias de cada cultivar al momento de aplicar el riego, obteniéndose que a la mayoría de ellos les conviene un riego a los 45 días después de plantado los esquejes.

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Las batallas por el control del agua de riego entre dos pueblos del valle del Colea, Yanque y Coporaque, ilustran la importancia de la irrigación para la agricultura en los valles andinos del vertiente occidental, donde la temporada de lluvias es corta e irregular. También ilustran la rivalidad que surge como consecuencia del recorte de una cuenca o subcuenca entre dos o más unidades administrativas. Esta ponencia está basada en documentos coloniales y republicanos que permiten seguir la trayectoria del fraccionamiento de población y territorio. La autora propone la hipótesis que en la época prehispánica y en las primeras décadas de la colonia, las autoridades autóctonas controlaban el riego a nivel cuenca y subcuenca. Las instituciones coloniales (encomiendas y pueblos), y republicanas  (distritos y comunidades indígenas o campesinas) crearon las divisiones sociales y territoriales· que son motivo de conflictos difíciles de resolver. The battles that have occurred between two villages of the Colea Valley, Yanque and Coporaque, for the control of water sources, reflect the importance of irrigation in this semiarid environment typical of the westem Andean escarpment. They also reflect the problems caused by the division of population and catchment basins into two or more administrative units as of the colonial period. This paper traces the history of population and territorial fragmentation as they transpire from colonial and republican documents pertaining to the Province of Collaguas, now called Caylloma. The author argues that in the prehispanic and early colonial period, native authorities controlled population and irrigation sources over extensive territories; and that colonial institutions such as villages, and republican administrative units such as distritos and indigenous or peasant comunidades (a legal construct associating groups of peasants) tend to create opposition and conflict over territorial boundaries and access to irrigation water.

Memoria para optar al título Profesional de Ingeniera Agrónoma / El desarrollo de la vitivinicultura en el país se destaca por permitir la producción de vinos de alta gama. Uno de los manejos más comunes en esta actividad es el déficit hídrico controlado, el cual consiste en llevar a las vides a una condición de estrés con el fin de obtener distintas características deseadas para una producción de calidad. Sin embargo, estas prácticas pueden ocasionar problemas en el desarrollo de las vides e incluso provocar daño permanente.