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Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo / La producción de biosólidos en Chile ha aumentado significativamente en los últimos años y continuará aumentando en el futuro, debido a esto, se han buscado distintas vías de utilización de estos residuos. La aplicación de biosólidos a los suelos es el destino más viable, sin embargo, es necesario conocer cómo reaccionan los distintos suelos a su aplicación. El objetivo de este estudio fue evaluar, en un suelo tratado con biosólido, la mineralización in vitro del nitrógeno orgánico a nitrógeno amoniacal y nítrico y los cambios en el pH y la conductividad eléctrica (CE). Para ello, se incubaron muestras del suelo Serie Lonquén con tres dosis de biosólidos (equivalentes a 0-30-60 Mg/ha) obtenido desde la planta de tratamiento de aguas servidas El Trebal. La incubación fue a temperatura constante de 28±1 ºC por ocho semanas, a una humedad equivalente al 60% del contenido de agua a -33kPa, la cual se controló por pesada cada dos días. Los contenidos de nitrógeno inorgánico (N-NH4+ y N-NO3-), el pH y la CE se midieron cada siete días. Además, los elementos traza metálicos (Fe, Cu, Mn, Zn, Cr, Cd, Ni y Pb) extraíbles con DTPA se midieron al inicio y al final de la incubación. Según los resultados de la incubación, al aumentar la dosis de biosólido, el pH disminuyó y la conductividad eléctrica del suelo aumentó significativamente en los tres tratamientos. La concentración de nitrógeno inorgánico mostró tendencias contrarias: a medida que el amonio disminuía, por el proceso de nitrificación, aumentaba la concentración de nitratos. En cuanto a los elementos traza metálicos extraíbles con DTPA, hubo un aumento en la concentración de Fe y Pb, mientras que en los otros elementos su concentración disminuyó. La aplicación de biosólidos al suelo Lonquén, provocó cambios en las propiedades químicas observadas en este estudio, los que, en el caso del pH y nitrógeno pueden ser beneficiosos, aunque podrían existir problemas de lixiviación de nitratos hacia las aguas subterráneas con dosis altas de lodos. Además, el aumento en la conductividad eléctrica puede afectar la implementación de sistemas agrícolas con cultivos sensibles a la concentración de sales. Los resultados de este estudio indican que la mineralización in vitro sería una buena herramienta para avanzar en el conocimiento de las interacción suelo-biosólido en los distintos tipos de suelo existentes en el país. / The soil of Lonquén Serie was incubated with three doses of biosolid (0-30-60 Mg / ha) were applied to and incubated in vitro under controlled temperature and humidity. The objective of this study is to evaluate the mineralization of nitrogen to ammonia and nitrate forms, in parallel with changes in pH and electrical conductivity. The parameters were measured every seven days while trace metals were analyzed both at the beginning and at the end of the incubation (Fe, Cu, Mn, Zn, Cr, Cd, Ni and Pb). A reduction of the pH of soils under the three treatments were observed as the dose of sludge increased, while the electrical conductivity increased significantly during the incubation in all the treatments. The concentration of nitrogen showed an increment of nitrates in parallel with the detriment of ammonium linked with the nitrification process. Additionally, in all the treatments, an increased Fe concentration was founde while other metals concentration decreased. The application of sewage sludge to Lonquén Soils led to changes in the chemical properties studied. Although problems of nitrate leaching into groundwater with higher doses of biosolid and the increase of electrical conductivity may affect land use, the reported pH and nitrogen changes may play a role on the improvement of the soil chemical properties.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / La modificación al Código de Aguas realizada el año 2005 estableció la patente por no-utilización de los derechos de aprovechamiento de aguas, debido a que el sistema implementado en 1981 permitía obtener recursos hídricos sin obligación de utilizarlos, produciendo que derechos en desuso agotaran legalmente fuentes de agua e impidiendo que proyectos de uso efectivo accedieran al recurso. El propósito de este estudio es revelar los efectos de la aplicación de la patente. Su justificación nace de lo inusual e interesante que resulta un cobro por no-utilización del agua, en un contexto internacional donde predomina el cobro por tenencia del agua. Los objetivos específicos para examinar los efectos de la aplicación de la patente fueron determinar si ha sido un desincentivo eficaz para poseer derechos sin uso, y determinar externalidades socio-ambientales reales y potenciales asociadas. Para el primer objetivo, la metodología consistió en analizar descriptivamente dos comparaciones: i) montos cobrados versus pagados por concepto de patente, y ii) precios de mercado de derechos versus montos cobrados por la patente. Para el desarrollo del segundo objetivo, se aplicó una entrevista semi-estructurada a funcionarios de la Dirección General de Aguas y a expertos internacionales conocedores del modelo chileno de aguas. Los resultados muestran que en los sucesivos procesos ha ido aumentando el porcentaje de pago respecto al monto total afecto a patente, desde un 67% en 2007 hasta un 81,4% en 2009. Además, se determinó que son necesarios varios años de pago de patente para superar los precios de mercado de los derechos de agua. Aparte, se revelaron seis externalidades socio-ambientales. Las conclusiones muestran que la patente no está desincentivando eficazmente la no-utilización de derechos, puesto que en general los titulares pagan para no perder derechos cuyos precios superan los equivalentes en patentes. Adicionalmente, se concluye que las externalidades socio-ambientales negativas son temáticas complejas que incluso podrían motivar modificaciones legales. / The Water Code modification (2005) established the fee for non-use of water rights, given that the system implemented in 1981 allowed obtaining water rights without an obligation to use them. The objective of this work is to reveal the effects of fee application. Its justification stems from the unusual charge for non-use of water in an international context dominated by charge for water possession. The specific objectives to examine the effects of fee application were: 1. determining whether it has been an effective disincentive to own rights without use, and 2. determining real and potential associated socio-environmental externalities. The methodology was: 1. analyzing descriptively two comparisons: i) amounts billed versus amounts paid for fee concept, and ii) rights market prices versus amounts charged by the fee; and 2. applying a semi-structured interview to state officials and international experts. The results show that in the successive processes an increase of the payment percentage respect to the total amount subject to fee. Furthermore it was determined that it takes several years of fee payment to overcome market prices of water rights. Separately, six socio-environmental externalities were revealed. The conclusions show that the fee is not effectively discouraging the rights non-use. Additionally, the negative social-environmental externalities are complex and could motivate legal changes.

Tesis para optar al grado de Magíster en Finanzas / Aguas Andinas S.A. entrega a los habitantes de las regiones Metropolitana, de los Lagos y de los Ríos los servicios de captación de agua cruda, producción, transporte y distribución de agua potable, recolección, tratamiento y disposición final de aguas servidas. Según memoria 2014 de la compañía, se estima la prestación de servicios a más de dos millones de clientes, clasificados en residenciales, comerciales e industriales que representa una población cercana a los 8 millones de habitantes, lo que la convierte en el principal grupo sanitario del país y uno de los más grandes de América Latina. El objetivo del presente documento es obtener el valor económico de la Compañía Aguas Andinas S.A., al 30 de Septiembre de 2015, utilizando el método de flujos de caja descontados. Todo esto con la finalidad de contrastar el precio de mercado de la acción con su precio teórico, y de estos resultados obtener recomendaciones para un inversionista. Para obtener el valor económico de la empresa, se utiliza información financiera pública de los estados financieros bajo norma IFRS y memorias de la compañía, correspondiente al periodo comprendido entre el 31 de Diciembre de 2011 al 30 de Septiembre de 2015. Analizaremos las características del Financiamiento, Estructura de Capital Objetivo, Costo de Capital, proyección de Estados de Resultados y Flujo de Caja Libre, empleando la metodología de flujos de caja descontados para obtener el valor económico de la compañía. Finalmente, el resultado de la valorización de Aguas Andinas S.A. establece un precio, de referencia estimado, por acción de $440,94 al 30 de Septiembre de 2015, mientras que el mercado, para la misma fecha, valoriza la acción en $362,07. Con estos resultados, se recomendación comprar Aguas Andina S.A.

Normalmente, el estudio de filtraciones en presas ha sido llevado a cabo utilizando soluciones analíticas que consideran geometría y propiedades hidrogeológicas simples, así como programas de modelación numérica que sólo consideran la zona saturada del flujo. Sin embargo, recientemente se han desarrollado nuevas herramientas computacionales que permiten simular tanto la zona saturada como no saturada del flujo lo que hace más completo, y por ende más confiable, este tipo de análisis. El principal objetivo de este trabajo consiste en evaluar filtraciones en presas, comparando los esquemas tradicionales de solución con las nuevas metodologías numéricas que permiten considerar el flujo en la zona saturada y no saturada. Se utilizan 3 modelos numéricos en el desarrollo de este trabajo: MODFLOW, SEEP/W y HYDRUS-2D. En cuanto a las consideraciones de flujo, MODFLOW considera sólo la zona saturada y tanto SEEP/W como HYDRUS-2D consideran la zona saturada y no saturada.Sin embargo, para estudiar el efecto de incorporar la zona no saturada en el análisis sólo se ha utilizado el programa SEEP/W, debido a que la versión utilizada de HYDRUS-2D no permite la generación de mallas generales, por lo que no pudo ser aplicado en todos los casos de estudio. Se estudiaron dos casos simples de flujo en presas: el flujo bajo una presa impermeable y el flujo a través de una presa de tierra con dren al pie. El análisis se centra en el cálculo de caudales pasantes, donde se varían la finura de las mallas utilizadas, geometrías consideradas y las propiedades hidrogeológicas de los suelos utilizados. Además, se estudió un caso real de flujo a través de los muros de un tranque de relaves, en el cual se analiza el efecto en los caudales de incluir la zona no saturada en el análisis y de las propiedades hidrogeológicas no saturadas de los suelos utilizados. En general, los caudales obtenidos con MODFLOW y SEEP/W resultan ser bastante similares, salvo para algunos casos particulares donde pueden presentarse diferencias sustanciales, debido a que MODFLOW no es capaz de incorporar parte de la física del problema. Por esto, como conclusión final, se recomienda la utilización de SEEP/W por sobre MODFLOW para la evaluación de filtraciones en presas, aunque debe notarse que como SEEP/W simula una física más compleja puede ser más difícil interpretar sus resultados, en cuyo caso una revisión previa del problema con MODFLOW puede ser útil. Por último, con el fin de validar los resultados con datos reales, se recomienda la construcción de un modelo físico. Se recomienda también la utilización de nuevos modelos, tales como la versión HYDRUS-2D Standard, la que permite la creación de mallas generales y MODFLOW-SURFACT, un nuevo paquete de MODFLOW que permite simular la zona no saturada del flujo, con lo cual se lograría un trabajo más completo.

Geóloga / El presente documento corresponde a la caracterización hidrogeológica ejecutada en la subcuenca de Rungue emplazada en la hoya del estero Tiltil. Dicho estudio forma parte de la línea base constitutiva de la Evaluación de Impacto Ambiental asociado a un proyecto de disposición de residuos tóxicos y peligrosos, que monitorea la empresa Ciclo S.A. La subcuenca de Rungue se ubica a 51 km al norte de la ciudad de Santiago y cubre un área de 37,9 km2.Presenta un clima semi-árido, con un promedio de precipitación anual de 371,2 mm y una recarga del acuífero que fluctúa entre los10 y los17 l/s. En la zona, se reconocieron 3 unidades hidrogeológicas. La primera de ellas está compuesta de rocas volcánicas y sedimentarias de la Formación Las Chilcas, que se encuentran fracturadas en sus 20 m superiores. Esta unidad corresponde al único acuífero del área y, de acuerdo a los antecedentes de 3 ensayos de bombeo realizados, tiene una permeabilidad muy baja. Las unidades hidrogeológicas 2 y 3 corresponden a depósitos coluviales y aluviales, respectivamente. Éstos son de poco espesor, modesta expresión areal y no se presentan saturados. En las captaciones presentes en la subcuenca, se realizaron mediciones periódicas de niveles freáticos con lo cual se pudo estructurar un mapa de la superficie equipotencial. Según éste, la dirección de escurrimiento del flujo subterráneo, en la zona del predio, es nor-noreste. Luego, hacia aguas abajo, adopta un sentido nor-noroeste en la zona cercana al embalse Rungue. Con los gradientes hidráulicos definidos y la transmisividad determinada se calculó una velocidad de escurrimiento de 13,46 m/año. Asumiendo dicha velocidad media, el tiempo requerido para que el agua subterránea se desplace desde el predio hasta el área del tranque Rungue sería de unos 300 años aproximadamente. Considerando que el coeficiente de almacenamiento se ubica en un rango entre 1 y 3% se obtienen valores para el volumen de agua subterránea embalsada entre 3.300.000 y 9.900.000 m3. Éstas, expresadas como caudal continuo para 50 años, corresponden a 2 y 6 l/s, respectivamente. Por último, se realizaron 4 campañas de muestreo químico con los cuales se concluye que las aguas subterráneas son de tipo cálcicas bicarbonatadas con leve incremento del anión sulfato en sectores que presentan cierto grado de alteración. Si los resultados se comparan con las normas chilenas de Riego y de Agua Potable, se puede asegurar que éstas no cumplen con dichas normativas. Conforme a lo señalado, se puede aseverar que, desde la perspectiva hidrogeológica, el área es apropiada para construir un vertedero de residuos tóxicos y peligrosos.

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Magíster en Bioquímica, área de especialización Bioquímica Ambiental / Memoria de título de bioquímico / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El sulfato es un contaminante presente en aguas residuales de la industria minera y en drenajes ácidos de minas. En altos niveles genera problemas ambientales, como aumentar la producción de ácido sulfhídrico, un gas tóxico, en las etapas anaerobias del tratamiento de aguas. Existen alternativas fisicoquímicas para reducir los niveles de sulfato en agua, siendo ninguna de éstas lo suficientemente rentable y eficiente. El sulfato puede reducirse a ácido sulfhídrico utilizando bacterias reductoras de sulfato (BRS). Los nutrientes directos para las BRS son de bajo peso molecular como lactato, piruvato o etanol; todos de alto costo, lo que impide que un sistema biológico para la reducción de sulfato sea rentable. En esta investigación, se cultivó un consorcio microbiano reductor de sulfato halotolerante usando fuentes de carbono de alto peso molecular, lo que permite disminuir los costos para el tratamiento de aguas con altos niveles de sulfato. En la literatura se ha reportado que bacterias reductoras de sulfato halófitas presentan una alta tasa de reducción de sulfato, por lo que este consorcio microbiano es una buena alternativa para el desarrollo de un sistema de tratamiento de aguas con altos niveles de sulfato. Los resultados obtenidos indican que este consorcio microbiano reductor de sulfato puede utilizar sustratos orgánicos complejos como espirulina, almidón, celulosa y almidón industrial. Además, este consorcio microbiano, al ser cultivado en medios con espirulina, almidón o celulosa, es capaz de remover el sulfato presente en el medio de cultivo. Por medio de hibridación in situ, se determinó que el consorcio microbiano reductor de sulfato está compuesto por microorganismos pertenecientes a distintos grupos filogenéticos, siendo el más importante el de las Proteobacteria delta, grupo al cual pertenecen la mayoría de las BRS. El pH y la concentración de NaCl son factores determinantes de la capacidad del consorcio microbiano de reducir sulfato, de manera que pH menores que 6 o la ausencia de NaCl inhiben la capacidad de reducción de sulfato. Por otro lado, la presencia de zinc y cobre en el medio de cultivo disminuyen la capacidad del consorcio microbiano de reducir sulfato. El consorcio microbiano se escaló a biorreactores con tres configuraciones distintas: sin material de soporte, con piedras de acuario como soporte y Celite R-635 como soporte. Con los tres biorreactores se observó reducción de la concentración de sulfato durante su operación como lote y semicontínuo. Por último, se logró reducir la concentración de sulfato de un drenaje ácido de mina usando un biorreactor basado en la capacidad de este consorcio microbiano de reducir sulfato y utilizar sustratos complejos, como el almidón industrial. El drenaje ácido de mina utilizado se pretrató con cal y biosorción para disminuir la concentración de metales pesados y aumentar el pH. Por lo tanto en esta tesis se propone una alternativa más rentable para la eliminación del sulfato presente en aguas, en comparación a aquellas que utilizan moléculas de bajo peso molecular. / Sulfate is a pollutant present in the mining waste water and acid mine drainage. High levels of sulfate can generate environmental problems like the increase of the production of sulfhidric acid during the anaerobic waste water treatment. There are physicochemical treatments for reducing the levels of sulfate in the water. However, these treatments are too expensive to be applied at large scale. The sulfate can be reduced to sulfhidric acid using sulfate reducing bacteria (SRB). The substrates used by the SRB are low molecular weight as lactate, piruvate and ethanol; all of them are highly expensive. In this investigation a salt tolerant sulfate reducing consortium has been cultured using high molecular weight substrates. The use of these high molecular weight substrates reduces the cost of the treatment of waters with high sulfate concentration. In the literature, it has been reported that halophilic sulfate reducing bacteria present a high sulfate reduction activity. For this reason this sulfate reducing consortium is a good alternative for the treatment of water with high sulfate concentration. The results show that the sulfate reducing consortium can be cultured using complex organic substrates like spirulina, starch, cellulose and industrial starch. Indeed, when this microbial consortium is cultured with spirulina, starch or cellulose, it is able to reduce the sulfate present in the medium. Using fluorescent in situ hybridization it was determinated that the sulfate reducing consortium was composed by phylogentically different microorganisms. However, the most important group is the delta Proteobacteria, which the majority of the SRB belong to. The pH value and the NaCl concentration are determinant factors of the sulfate reducing ability of the consortium. Media with pH values lower than 6 or in the absence of NaCl inhibited the ability of the sulfate reducing consortium to remove sulfate. On the other hand, the sulfate reducing ability was lower in presence of zinc and copper in the culture medium. The sulfate reducing consortium was cultured on three bioreactors with different configurations: without support material, with acuarium stones and with Celite R-635 as support material. Using the three bioreactors it was possible to reduce the sulfate concentration in the culture medium with a batch and semicontinuous operation. Finally, the sulfate concentration present on a acid mine drainage was reduced using a bioreactor with a sulfate reducing consortium able of reduce sulfate and using complex substrates like industrial starch. The acid mine drainage used was pretreated by lime remotion and biosortion in order to reduce the heavy metals concentration and increase the pH This represents a more economic alternative for the remotion of sulfate present on waters rather than the alternatives that use low molecular weight substrate.

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