Geóloga / La zona de estudio de este trabajo corresponde a la cuenca del río Aysén, ubicada en la XI región de Aysén, específicamente entre las latitudes 45°S y 46°S. Este trabajo corresponde a un estudio geoquímico y mineralógico en los sedimentos de drenaje en la cuenca del río Aysén, y que por medio de su caracterización, permite determinar la influencia de los factores naturales y antrópicos en el lugar. Para esto, se elaboró una línea de base geoquímica y mineralógica para los sedimentos de la cuenca de estudio, junto con esto se identificaron zonas de la cuenca con concentraciones elementales superiores a los estándares ambientales internacionales y se determinó el posible origen de estas. También se evaluaron las correlaciones que puedan existir entre concentración química y la granulometría de la fracción de sedimento que se analiza. En una primera etapa de este trabajo, se realizó el muestreo en terreno, donde se obtuvieron 234 muestras de sedimentos del río, que se recolectaron desde los principales cauces de la cuenca. Posteriormente, en laboratorio, se realizó la preparación de las muestras y posterior caracterización geoquímica y mineralógica de estas. La caracterización geoquímica se llevó a cabo mediante espectrometría de emisión para los óxidos mayores y mediante espectrometría de masas para los elementos traza. La mineralogía para un sub-set de muestras se obtuvo a partir de Difracción de Rayos X y fue complementada mediante el estudio de briquetas de sedimento. Después de aplicar un programa de control de calidad de los datos, establecida por la Unidad de Geoquímica del Sernageomin, se estudiaron los datos geoquímicos obtenidos, mediante diferentes herramientas. Dentro de estas, se incluyen diagramas de clasificación TAS (total alkali silica), Índice de meteorización química (CIA), Índice de Basicidad, entre otras. Además se generaron diferentes representaciones de los datos obtenidos, como: Mapas geoquímicos Univariables, en los que se ilustran las concentraciones químicas obtenidas en cada muestra, utilizando rangos de concentración, Mapa Multivariable, donde las muestras se agrupan en 5 clusters conformados por muestras con características químicas similares, utilizando un algoritmo de agrupación conocido como k-means, Diagramas de variación geográfica estandarizados, que corresponden a gráficos con las concentraciones químicas normalizadas, para cada río de la cuenca. Además de lo anterior, se evaluó cada muestra según el parámetro de toxicidad PEC, definido por MacDonald et al., 2000. Se obtuvo que la zona oeste de la cuenca, está caracteriza por los elementos químicos Cr, Ni, Ga, MgO, Sc, CaO y Co. La mineralogía de esta zona incluye ferromagnesianos y minerales asociados a rocas ultramáficas. Por otro lado, la zona este se caracteriza por mayores contenidos de SiO2, K2O, Ba, Rb y por las concentraciones elevadas de algunos metales en el río Toqui, y en algunos lugares puntuales. Los resultados de los análisis geoquímicos, mineralógicos y la información geológica para la cuenca muestran una relación consistente que permite dividir la cuenca del río Aysén en dos zonas. Una zona este, caracterizada por una litología predominante de unidades volcano-sedimentarias, y una zona oeste que se caracteriza por rocas intrusivas asociadas al batolito Norpatagónico. De la misma forma, los datos geoquímicos y mineralógicos obtenidos desde los sedimentos fluviales de la zona este se encontrarían asociados a composiciones químicas félsicas que además exhiben mayor meteorización química con respecto al resto de la cuenca, posiblemente por efecto de los glaciares en la zona, y a sedimentos con contenidos metálicos provenientes de zonas de alteración, y de la explotación de la mina El Toqui. Por otro lado, los sedimentos fluviales de la zona oeste se encontrarían asociados a composiciones químicas de carácter máfico de la fuente por donde drenan los ríos de esta zona. En la cuenca se identificaron dos sectores con valores del parámetro PEC en la cuenca que sobrepasan los valores establecidos, y que indican una potencial toxicidad. Uno corresponde al río Pangal, al oeste de la cuenca, que podrían atribuirse a concentraciones naturales de ciertos elementos. El otro sector, está en las cercanías de El Toqui que estaría relacionado a la existencia y explotación del yacimiento del mismo nombre. De las correlaciones entre química y granulometría se tiene que en general, al disminuir el tamaño del grano se observa un aumento en la concentración de ciertos elementos asociados a minerales pesados y a arcillas.

Las series del U y del Th son tres cadenas de decaimiento radioactivo que terminan en isótopos estables de plomo, pasando por varios nucleidos radioactivos intermedios. Cualquier sistema natural cerrado debería alcanzar después de un cierto tiempo lo que se denomina el equilibrio secular, que consiste en un estado estacionario donde las proporciones entre los nucleidos de la serie son iguales a constantes conocidas. Una desviación del equilibrio secular (desequilibrio) se debe a algún proceso de fraccionamiento químico o isotópico. El retorno al equilibrio de un cierto nucleido de la serie (respecto del padre) debería ocurrir en un tiempo proporcional a su vida media en un sistema cerrado, aunque en la naturaleza rara vez se cumple esta condición. La cuantificación de los desequilibrios en la serie del 238U en sistemas fluviales permite acotar la escala de tiempo en que ocurren los fenómenos responsables del fraccionamiento y el eventual retorno al equilibrio. Esta metodología se ha aplicado en ríos de larga trayectoria como el Ganges (Granet et al., 2007) y el Amazonas (Dosseto et al., 2006a), pero no todavía en ríos de trayectoria corta en un margen convergente como el chileno. Uno de los objetivos del proyecto SESPEED, en el cual se enmarca esta memoria, es realizar esto último. En esta memoria se abordó la cuantificación de tiempos de transporte de sedimentos en la cuenca del río Ñuble en Chile central. Para ello se midió las razones de actividad entre 238U, 234U, 230Th y 226Ra (serie del 238U), en 8 muestras de sedimentos del lecho del río estudiado. Para caracterizar la evolución de los sedimentos río abajo y poder interpretar los desequilibrios, se analizó en las muestras: (a) la composición química de elementos mayores y traza, (b) la mineralogía por difracción de rayos X y (c) las razones isotópicas de Sr y Nd. De forma complementaria se realizó análisis de elementos mayores y traza en siete muestras de agua del río Ñuble. Los datos químicos sugieren que la principal fuente sedimentaria son las rocas volcánicas andesíticas a basálticas de las Formaciones Cola de Zorro, Trapa-Trapa y Cura-Mallín, habiendo también aportes menores del batolito granítico del curso alto del río. Esta interpretación es apoyada por la composición de tierras raras e isotópica de Sr (87Sr/86Sr) y Nd (143Nd/144Nd) de los sedimentos, la cual es muy similar a la de rocas volcánicas de volcanes activos geográficamente cercanos. La composición isotópica de Sr y Nd se mantiene dentro de un rango pequeño si se compara con sedimentos del río Amazonas, lo que sugiere que el período de maduración de los sedimentos es mucho más corto en el río Ñuble que en el río Amazonas (hasta ~100 ka según Dosseto et al., 2006a). La evolución química e isotópica de los sedimentos se interpreta como el resultado de los fenómenos siguientes: aportes sedimentarios desde fuentes distintas a las rocas volcánicas (batolito granítico en la cordillera, formaciones sedimentarias en la Depresión Central), disolución preferencial de minerales ferro-magnesianos, deposición progresiva de partículas en suspensión al entrar en el valle central. El 234U está prácticamente en equilibrio secular respecto del 238U, aunque el 230Th presenta ligeras desviaciones del equilibrio respecto del 234U, especialmente río abajo. La razón U/Th en los sedimentos se mantiene casi constante a lo largo del río, y las concentraciones de U y Th en el agua del río son bajas (< 1 ppt y < 0,1 ppt respectivamente). Esto permite afirmar que tanto el uranio como el torio son prácticamente inmóviles en los sedimentos. La razón de actividad (226Ra/230Th) no difiere de 1,00 en más de 8%. Los desequilibrios son mucho menores que aquellos medidos en los ríos Ganges (Granet et al., 2007) o Amazonas (Dosseto et al., 2006a), lo que apoya la hipótesis de tiempos de residencia sustancialmente menores. Bajo el supuesto de aportes nulos (o pérdida) de Ra entre las cuarta y la quinta muestras (tramo de 20 km), se llegó a una tasa de transferencia sedimentaria mínima de ~14 m a-1 (20 km en ~1400 años).

Ingeniera Civil / El intercambio de oxígeno disuelto (OD) en la capa de contacto entre el agua y los sedimentos en el fondo de sistemas lénticos responde principalmente al consumo de OD hecho por los sedimentos (SOD), debido a la acción microbiana y procesos químicos, y al mecanismo de transporte de oxígeno entre el agua y los sedimentos. Como parte del proyecto FONDECYT 11100306 Couplingwater- and sediment-sides perspectives for quantifying disolved oxygen exchanges across the water-sediment interface in an extremely shallow flow energized by the wind , se diseñó y construyó una cámara béntica que permite medir el consumo de OD por parte del sedimento del fondo de sistemas acuáticos, y su relación con la velocidad del fluido en contacto con éste. Además, se definió una metodología experimental y de análisis de datos, que primero estima el valor del flujo de oxígeno desde el agua a los sedimentos a partir de cambios temporales de OD (|Js|), y posteriormente calcula el valor del coeficiente de transferencia de masa (kt) y coeficiente de caracterización del sedimento (S). S agrupa los valores de la tasa de consumo bioquímico de OD en los sedimentos (r), el coeficiente de difusión molecular de oxígeno en sedimento (Ds) y la porosidad del sedimento (ϕ). La cámara diseñada es de tipo batch, con recirculación de agua, impulsada por una bomba sellada. La velocidad del flujo de agua es regulable mediante válvulas, y el caudal se mide directamente con un flujómetro. Para las muestras se utilizan testigos de sedimento tomados por medio de un contenedor especialmente diseñado para conectarse a la cámara béntica. Y se implementó un estanque de refrigeración que amortigua los cambios de temperatura del agua producto de variaciones de la temperatura ambiente. Se realizaron ensayos de medición del OD en dos tipos de sedimentos provenientes de la laguna Carén y laguna de Aculeo ubicadas en la Región Metropolitana, para revisar el funcionamiento de la cámara béntica. Se analizó el funcionamiento de la cámara para: i) distintas velocidades promedio del agua de la cámara béntica, ii) distintas tiempos de acondicionamiento de las muestras, iii) condición de luz y oscuridad del sistema, iv) disminución de la temperatura, y v) condición de entrada de oxígeno atmosférico a la cámara. Se identificó que para obtener resultados correctos se debe: evitar filtración de oxígeno y utilizar una velocidad del flujo que evite resuspensión de las muestras de sedimento. La metodología de cálculo de los parámetros kt y S permitió obtener valores de r dentro de lo esperado en relación con otros estudios (30 a 70 g/m3/día) y el error cuadrático medio entre las curvas |Js| obtenidas con los datos de OD medidos dentro de la cámara y las curvas obtenidas con el ajuste de los parámetros kt y S, fue del orden de 4 g/m2/día. No se obtuvo relación una entre el tiempo de acondicionamiento y |Js|, pero si se encontró una relación lineal entre kt y la velocidad de flujo del fluido.

El presente trabajo tiene como objetivo evaluar ambiental y económicamente el sistema fluvial del río Lluta (Región de Arica y Parinacota), mediante el estudio de la composición química y mineralógica de la fracción <180 µm de 109 muestras de sedimentos activos y pre-industriales, recolectadas desde cauces de primer y segundo orden. Los datos químicos fueron proyectados sobre diagramas de variación geográfica y procesados estadísticamente utilizando redes neuronales artificiales, a fin de identificar los patrones químicos de primer orden. Los resultados permiten la caracterización geoquímica y mineralógica de los sedimentos de este sistema fluvial y la evaluación de la influencia de factores naturales y antropogénicos. Los factores naturales corresponden principalmente a: 1) la composición litológica del basamento rocoso; 2) a la presencia de bofedales, depósitos de azufre y zonas mineralizadas; 3) los efectos de dilución y cambios de pH generado en la confluencia con afluentes; 4) variaciones en el régimen hidrodinámico; 5) la alta tasa de evaporización de la zona. Los factores antropogénicos corresponden principalmente al efecto de la actividad minera y agroindustrial y al impacto de los centros poblados tales como Putre, Socoroma, Molinos, Taipimarca, Poconchile, Churiña, Guancarane y El Tambo. En particular, los sedimentos activos y pre-industriales presentan elevadas concentraciones de arsénico, probablemente nocivas para la biota, las cuales estarían asociadas a factores geológicos tales como zonas de alteración hidrotermal, depósitos de azufre, actividad geotérmica y depósitos de ceniza. La composición química y mineralógica de los sedimentos de la parte alta de la cuenca (ríos Caracarani, Qda. Huaylillas, Qda. Allane, Qda. Putre y Qda. Socoroma) refleja la presencia de zonas con alteración hidrotermal o mineralizadas. En este contexto, destaca el área de Alteración Hidrotermal Putre-Vilañuñumani, la cual estaría aportando detritos ricos en minerales de mena y de alteración. Esto se refleja en su conspicuo patrón químico con elementos tales como Ba, Cu, Hg, Au, Bi, Se, Sn, Sc, Sb, W, Mo, Stotal y As fuertemente correlacionados, lo que indica una marcada característica de esta zona de alteración y constituye una guía de exploración para acercarse a nuevos blancos prospectivos. La presencia de minerales de uranio en la parte alta y baja de la cuenca, unido a las altas concentraciones de elementos fuertemente correlacionados como U y Th, refleja la presencia de zonas mineralizadas con uranio y constituye una guía de exploración para zonas con uranio primario y/o secundario en las áreas asociadas al cauce principal del río Lluta y las Qdas. Putre y Socoroma.

En el presente trabajo se analiza la composición mineralógica y química de los sedimentos activos y preindustriales de los principales ríos que conforman la cuenca del Río Limarí (Región de Coquimbo, Chile). El objetivo es determinar la influencia que tiene tanto la geología como la actividad antropogénica sobre los sedimentos fluviales que componen la cuenca. Luego, en base a la abundancia de metales pesados, establecer su calidad ambiental. Se estima que los resultados de este trabajo son de particular interés en esta zona debido a la estrecha interacción que existe entre sus principales actividades económicas, correspondientes a agricultura y minería. Se analizó la fracción fina (<180 µm) de los sedimentos, la cual se estima representativa de la carga en suspensión. La composición química fue determinada mediante espectrometría de masa y la composición mineralógica mediante difracción de Rayos-X. Los datos fueron procesados utilizando herramientas tales como diagramas de variación geográfica y redes neuronales artificiales. Estos diagramas permitieron realizar una caracterización geoquímica y mineralógica de la cuenca y definir cuáles son los factores más influyentes sobre la composición de los sedimentos. Los resultados obtenidos indican que los factores naturales con mayor influencia sobre la composición química y mineralógica de los sedimentos son: la composición química del basamento rocoso, la presencia de zonas mineralizadas, el efecto de dilución (o concentración) asociado a la confluencia con ríos tributarios y la geomorfología de los valles. Por otro lado, entre los factores antropogénicos se destacó la influencia asociada a la agricultura (uso de fertilizantes), a la minería (lixiviación del material de descarte hacia los ríos) y a la urbanización (descargas urbanas). Los resultados también sugieren que el sistema de embalses ha afectado el régimen hidrodinámico natural modificando tanto la carga en suspensión como los patrones de sedimentación. En particular, los sedimentos activos de algunos cursos fluviales presentan concentraciones de elementos muy superiores al promedio de la cuenca, evidenciando anomalías geoquímicas. Los casos más representativos corresponden a: 1) curso superior del Río Hurtado, presenta altas concentraciones de Cu, Cd, As, Zn, Y, Co, Ni, Se, Bi, Tl, Be, U, MnO, Mo, Sn y HREE asociados a una zona de alteración hidrotermal en la Cordillera de los Andes; 2) curso medio del Estero Ingenio, presenta elevadas concentraciones de Cu, Hg, Au, Fe2O3, Bi, Co, Ni, Sb, Ag y Au asociados a las descargas de la planta La Cocinera (planta de flotación de Cu, Au y Ag); 3) curso superior del Estero Punitaqui (aguas abajo de la Quebrada Los Mantos), presenta elevadas concentraciones de Cu, Hg, Au y Total S asociados a la mina Mantos de Punitaqui. Por lo tanto, los resultados permiten concluir que la ocurrencia anómala de metales pesados en los sedimentos tienen un origen natural, antrópico o mixto, correspondientes a los procesos de lixiviación tanto de cuerpos mineralizados, como lixiviación de materiales de descarte asociados a yacimientos metálicos y plantas de beneficio que son explotados por la pequeña y mediana minería. La toxicidad de los sedimentos se determinó comparando los resultados con parámetros internacionales. Los resultados mostraron que en diversas localidades de la cuenca, las concentraciones de Cu, Cd, Hg, As, Zn y Cr, son superiores a los máximos recomendados, razón por la cual existe una alta probabilidad de que en algunos sectores de la cuenca, los ecosistemas asociados se vean afectados en forma negativa.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico. Ingeniero Civil / El presente trabajo de tesis consiste en el estudio de la morfodinámica del río Ibáñez, perteneciente a la hoya del río Baker, región de Aysén, posterior a la erupción del volcán Hudson ocurrida en 1991, la cual generó un enorme aporte de un nuevo tipo de material de menor tamaño y densidad, denominadas piedras pómez. Por efectos del arrastre del río y otros mecanismos de transporte como viento, se produjeron enormes transformaciones en la cuenca. Dada la precariedad de antecedentes, para este estudio se propuso una campaña de muestreo de sedimentos en la cual se ha medido el transporte de sedimento y el análisis del mismo, tanto en sus características granulométricas como en densidad. Con esta caracterización se procedió a una validación de una ley de gasto sólido que incorpore los efectos de densidad, resultando adecuada para estos efectos la relación de Meyer-Peter & Müller. Adicionalmente se han considerado los antecedentes hidrológicos, los cuales fueron analizados para obtener claves de comportamiento desde el punto de vista del rol formativo de las crecidas e hidrogramas reales de crecidas de estudio. Se implementaron 3 escenarios, cada uno con 3 casos de estudio que difieren en gasto sólido de entrada implementados en el software iRIC, que utiliza el solver Nays2DH, el cual integra la velocidad en la vertical y permite la simulación de tres elementos: modelo del flujo, transporte de sedimentos y variación del lecho. Dichos escenarios comprenden la modelación de hidrogramas de caudal medio, caudal formativo y caudal de crecida de periodo de retorno 25 años. La hipótesis planteada en base a la evidencia de los registros de aforo realizados por la DGA y que se plantea subyacente a los objetivos del estudio, corresponde a la verificación del comportamiento del lecho del río, el cual se caracteriza por ciclos de erosión generalizada y depositación del material, donde cada ciclo se encuentra fuertemente asociado a la hidrología del río. Los resultados muestran que la hipótesis se cumple parcialmente pues el concepto de generalizado no se cumple y más bien ocurre una transformación del lecho que desemboca en canales principales de escurrimiento o erosión local y la formación barras, fuertemente asociado a la hidrología del río, descartándose por tanto la sospecha de un embancamiento generalizado del tramo, lo cual hubiese ocasionado enormes problemas en obras aledañas y podrían haber puesto en peligro al pueblo bajo riesgo de inundación.

Ingeniero Civil / El equilibrio del transporte de sedimento de un río de grava puede ser afectado, por ejemplo, por la construcción de una presa que modifica la condición natural del flujo, permitiendo la acumulación de sedimento fino en torno al muro. Procesos asociados a extender la vida útil de un embalse, como descargas de sedimento fino a través de compuertas en una operación controlada, pueden contaminar el lecho de grava aguas abajo incorporándose en sus intersticios, alcanzando diferente distribución y cantidad de sedimentos en su interior. Esto puede generar impactos ecológicos, interfiriendo el intercambio de agua y sustancias disueltas entre la columna de agua y los poros del lecho, modificando el estado natural del mismo. El objetivo de este estudio experimental es permitir una mejor compresión del transporte de sedimento fino, entorno a un lecho de grava. Eso es importante debido a que forma parte de un proyecto de investigación Fondecyt, que permitirá asistir y evaluar el impacto de sedimento fino aguas abajo de una presa o derrames mineros que pueden afectar severamente la sustentabilidad del medio ambiente. Con el objetivo de estudiar el problema se desarrollan experimentos en el laboratorio de Hidráulica Francisco J. Domínguez, ubicado en el Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile, en un sistema cerrado de tuberías, o loop , por el cual escurre una muestra sólido-líquida sobre un lecho de grava móvil dispuesto en su interior. El tamaño de la grava y el sedimento fino incorporado corresponde a D_50Grava=1 cm y D_50Arena=120 µm. La generación de registros de la distribución y concentración del sedimento y su velocidad se realiza mediante un tomógrafo resistivo y la técnica Particle Image Velocimetry (PIV). Se registra la interfaz de la arena-grava y se realizan curvas granulométricas del sedimento depositado. Como resultado, el ajuste propuesto para la predicción del gasto sólido de fondo presenta la misma tendencia que las curvas de gasto sólido clásicas. El gasto experimental, de acuerdo a ellas, es sobrestimado y se acopla de manera satisfactoria con los estudios realizados por Kuhnle et al. (2013) y Niño et al. (2017). El uso del tomografo resistivo como sistema de medicion de concentraciónes resulto ser satisfactorio para la cuantificación del gasto sólido de fondo. De las mediciones de velocidad se desprende que la intensidad de la turbulencia se ajusta a las predicciones realizadas por otros autores como Niño (2017), Nezu y Nakagawa (1993) y Kironoto y Graf (1994). / Esta memoria cuenta con el financiamiento del Proyecto Fondecyt 1140767

Geóloga / El objetivo general del presente trabajo es determinar las concentraciones químicas presentes en aguas y sedimentos posteriores al aluvión de marzo de 2015 en la cuenca del río Salado, y en niveles de una columna estratigráfica prestando particular atención a la existencia de componentes potencialmente nocivos para la salud humana. La conexión existente entre la cuenca del salar de Pedernales y la del río Salado permitió que salmuera fuera vertida al caudal del río, por lo que la mayor parte de la concentración de los elementos que se hallaron en las muestras de agua provendrían del salar, explicando los altos valores encontrados: Cl , SO4 2, Na+, K+, Ca+2, HCO3 , B, Li y As, además de otros elementos traza. Otra fuente importante para algunos elementos en las aguas es el desarrollo de la actividad minera (El Salvador-Potrerillos) que históricamente depositó desechos de relave en la cuenca del río Salado: Mn, Cu, Mo, Se, Fe, Mn y parte del As que, además, se encuentran enriquecidos por la mineralización metálica en la zona de estudio. La distribución de concentración de los elementos en los sedimentos bastante errática por lo que fue difícil determinar un origen. Sin embargo, el alto contenido de Fe, Cu, Mn y S en la muestra de relave induce a creer que sería una fuente importante de esos elementos para las otras muestras. El resto de los elementos provendría de la meteorización, interacción de agua con rocas y sedimentos, y del arrastre de material del salar de Pedernales (principalmente Cl, Ca, K y Mg). Una matriz de correlación entre los elementos encontrados en las muestras de agua y sedimento apoyó la relación existente entre los elementos provenientes del salar de pedernales y los de depósitos de relave, en el caso de aguas, y que no hay relación clara en el caso de sedimentos. El potencial iónico de los aniones y cationes permitió justificar que, en general, las concentraciones encontradas estaban ligadas a su solubilidad. La comparación de los resultados obtenidos de las muestras de agua con los de un trabajo previo al aluvión permitió notar que aumentó la concentración de Li y As por el aporte del salar de Pedernales, y de Cu por la interacción de depósitos de relave. Los resultados de las aguas fueron comparados con los estándares de calidad de aguas de la normativa chilena (NCh409 y NCh1333), y los sedimentos (incluyendo los de la columna estratigráfica) con los valores de referencia de calidad de suelo de Canadá y Brasil. Se concluye que ninguna muestra de agua analizada estaría apta para su consumo ni para su uso como agua de riego, mientras que las muestras de sedimento no estarían aptas para el desarrollo de actividades agrícolas, residenciales, comerciales ni industriales. Por lo tanto, la peculiaridad geológica más las actividades antrópicas hacen del medio ambiente de la cuenca del río Salado un área con concentraciones elevadas de elementos químicos potencialmente nocivos para la salud. / Este trabajo ha sido financiado por el Diplomado de Hidrogeología del Departamento de Geología de la Universidad de Chile y por el Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA)

Doctora en Ciencias, Mención Geología / En esta tesis de doctorado se aborda el estudio de la erosión integrada de cuenca (~140-24000 km^2) en Chile Centro-Sur, particularmente en la Cuenca del Río Biobío, sus subcuencas principales y la zona de ruptura del terremoto del Maule. Las metodologías utilizadas son el análisis de series de tiempo de sedimentos suspendidos (Qs) y Caudal (Q) de la Direción General de Aguas y la tasa de erosión de cuenca derivada de concentraciones de 10Be en sedimentos fluviales. Comprender los factores que controlan la erosión y sus variaciones espaciales a las escalas utilizadas (decenas a miles de años) permite incorporar una mejor perspectiva de los procesos superficiales asociados a la movilización de sedimentos y la velocidad de respuesta del sistema geomorfológico ante perturbaciones en el clima, la sismicidad y la vegetación. A través del análisis de Qs y Q y sus variaciones espaciales, en esta tesis se obtuvieron tres resultados principales: (1) Se demostró que en un sistema Montaña-Piedemonte es imprescindible separar Q entre la fracción que tiene una corta residencia en la cuenca, llamada Caudal Directo (Qd) y la fracción que es retenida en diversos compartimientos hidrológicos, llamada Flujo Basal (Qb) para poder comprender la dinámica de movilización de sedimentos y sus variaciones espaciales. En el río Biobío esta separación mostró que Qs es proporcional a Qd tanto en la montaña como en el piedemonte. (2) Se mostró que a tres años del terremoto del Maule no hay una respuesta erosiva de gran envergadura que permita cuantificar una tasa de denudación mayor que la variabilidad habitual del flujo de sedimentos suspendidos en los ríos de la zona de ruptura y (3) al abordar la variabilidad inter e intra anual del porcentaje de vegetación verde en las cuencas y compararla con la variabilidad de Qs, se observó que cada año los máximos de Qs coinciden con los mínimos de vegetación verde, pero que el aumento interanual observado en el porcentaje de vegetación verde no ha significado una disminución de la erosión. A través de las tasas de erosión de cuenca de largo plazo (miles de años) y su comparación con las de corto plazo, que pueden obtenerse desde Qs (decadales), se obtuvieron dos resultados principales: (1) Las tasas de erosión de largo (0.01 a 0.17 mm/a) y corto (0.005 a 0.04 mm/a) plazo crecen con la pendiente y (2) las tasas de erosión de corto plazo (décadas) son ca. tres veces menores que las de largo plazo.

Geólogo / El presente trabajo tiene por objetivo determinar la calidad ambiental y efectuar una caracterización geoquímica de los sedimentos de la cuenca hidrográfica del río Huasco. Para ello se contó con 131 muestras de sedimentos fluviales tomadas a lo largo de toda la cuenca, desde su desembocadura hasta la precordillera. Se compararon los resultados analíticos de muestras de sedimento fluvial de la cuenca con las normas ambientales internacionales. Se encontró valores elevados, en comparación con las normas, en las concentraciones de arsénico, cobre, cromo, níquel y zinc. Por otro lado, se realizaron mapas de concentraciones químicas de acuerdo a su variación geográfica. Esto reflejó dos franjas de rumbo norte sur, una que refleja una composición rica en SiO2 y K2O y que representa una franja de unidades intrusivas predominantemente graníticas, y otra que evidencia una franja rica en CaO, P2O5 y MnO al oeste de la Junta del Carmen, explicada por la predominancia de rocas mesozoicas volcanosedimentarias y sedimentarias clásticas y marinas. Dado a lo anterior, se consideró que la litología es determinante en la composición de los sedimentos fluviales. Otros factores de segundo orden son las estructuras geológicas como fallas y diques y la mineralización, que explican anomalías en ciertas zonas. No fue posible establecer contaminación antrópica, excepto, en la desembocadura del río Huasco, en donde varios metales pesados presentan valores anómalos posiblemente asociados a la intensa actividad industrial de la zona y el cambio químico en las aguas (asociado a desembocaduras). Por otro lado, en el río Estrecho se encontraron concentraciones relativamente altas, superiores a la norma PEC, para los elementos Ni, As y Zn, las cuales se consideran de origen natural, asociadas a la presencia de larga data de zonas de alteración hidrotermal en la cabecera del río Estrecho. Para poder evaluar mejor el riesgo asociado a las concentraciones de metales pesados, se consideró la interacción de los elementos de los sedimentos fluviales con sus concentraciones en las aguas del río. Si bien en algunos casos parece existir intercambio catiónico entre ambos sistemas (agua - sedimentos), al parecer el riesgo de que los sedimentos contaminados naturalmente tengan efectos aguas abajo es bajo.