Arqueólogo / El ushnu Inka se vinculó generalmente con grandes plataformas o pirámides truncas construidas al interior de plazas o espacios de carácter público en el Cuzco y en algunos de los principales centros administrativos del Tawantinsuyu, con funciones políticas, administrativas y religiosas. En este trabajo, se presentan los resultados obtenidos a partir del análisis de las variables astronómicas y topográficas del ushnu del centro metalúrgico Viña del Cerro (III región de Atacama, Chile). Estos resultados, sugieren que el ushnu además podría estar relacionado con la elaboración y ajuste de un calendario solar de horizonte y con determinadas montañas consideradas huacas en tiempos prehispánicos. Todo ello habría contribuido al control y subordinación ideológica sobre los grupos locales por el Tawantinsuyu, a fin de asegurar la capacidad minera del valle de Copiapó y la producción metalúrgica en Viña del Cerro.

Arqueóloga / La posibilidad de reconocer las causas de origen y forma de desarrollo del periodo formativo en los oasis y quebradas de San Pedro de Atacama, con miras a proponer finalmente una fina cronología para el formativo, incluía esencialmente poder aportar a esta problemática a través de la caracterización de los recursos vegetales que estaban siendo utilizados por las poblaciones del periodo en cuestión. En este sentido los estudios arqueobotánicos sistemáticos realizados hasta la fecha para la zona prácticamente nulos. Y aunque varios autores reconocen el importante papel que debieron jugar los vegetales en la conformación de los desarrollos formativos, las investigaciones en torno a la disciplina arqueobotánica están a un nivel descriptivo y poco propositivo en el manejo y efectos de los usos de los medios ambientales y vegetales. Sin embargo, a lo largo de esta investigación se reconoció que existe un amplio corpus de información en el registro arqueológico en torno a los vegetales usados por las poblaciones prehispánicas. Sin duda, esta gama de antecedentes está desarrollada para la región de los Valles Occidentales y la costa Primera y Segunda Región. En el caso de la cuenca de San Pedro de Atacama, encontramos que la evidencia pertinente era escasa, existiendo no obstante algunas nuevas investigaciones en curso. De tal forma se hacía primordial comenzar hacer estudios arqueobotánicos sistemáticos de la zona, los cuales pretendían aportar al entendimiento de los desarrollos sociales de las poblaciones formativas de San Pedro de Atacama. Específicamente nos enfocamos a conocer cuáles eran los recursos vegetales que estaban siendo usados en los diferentes momentos del período. Los objetivos se concentraban en poder proponer una secuencia en los patrones de usos vegetales, en complementación con comprender el grado de desarrollo agrícola de las diferentes poblaciones, enfocado a discutir la co-varianza entre las actividades agrícolas y las prácticas de recolección. Otro ámbito tomado en cuenta se relaciona con las investigaciones etnobotánicas desarrolladas para nuestra zona de estudio. Y que éstas no forman un eje central del trabajo, consideramos importante tenerlas presente al momentos de discutir los resultados. Sin duda las investigaciones etnobotánicas nos aportan en la tarea de entender los usos dados por las poblaciones actuales a las plantas, pero también nos permiten entender la forma en que las comunidades se vinculan con su medio ambiente. De acuerdo a lo anterior, se optó por desarrollar un enfoque teórico orientado a comprender al manejo del espacio por parte de las poblaciones, poniendo énfasis en el proceso gradual que implica el manejo del ambiente y las consecuencias esperables en el desarrollo de las conformaciones sociales. Para ello el desarrollo de esta tesis sigue de lo general a lo especifico comenzando por el desarrollo del concepto de formativo, continuando con una descripción del registro arqueobotánico a la fecha para finalizar con nuestros propios resultados y conclusiones. En suma esta investigación pretendía aportar desde una óptica arqueobotánica a la descripción y proceso vividos durante el formativo. Para ello, el objeto general de la muestra de investigación considero evaluar los distintos restos vegetales encontrados durante el período formativo en San Pedro de Atacama, con el fin de proponer un modelo de la utilización de los recursos vegetales para los distintos momentos del período en cuestión.

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Una completa caracterización de los condritos ordinarios (CO’s) del desierto de Atacama, II región, Chile, fue realizada en el marco de esta tesis doctoral, provenientes de 2 localidades: Pampa de Mejillones (PM), en la zona costera y San Juan (SJ), en la depresión central, más algunas muestras provenientes de otras localidades. El objetivo principal fue comprender y reconstituir los procesos de meteorización experimentado por estas muestras en Atacama, y definir hasta qué grado las signaturas terrestres adquiridas en su residencia en la Tierra modifican las señales primitivas de estos meteoritos no diferenciados. Las propiedades de los CO’s los hace ser materiales únicos para el estudio de la meteorización, al contar con una muy bien conocida mineralogía y química previa a su llegada a la Tierra. Además, como todos sus minerales primarios contienen Fe en estado Fe0 y Fe2+, la meteorización se puede cuantificar de la medición del Fe3+ transformado en la Tierra. La metodología incluyó petrografía a diversas escalas (microscopía óptica, SEM y EDS), geoquímica de elementos mayores, trazas y REE, %Fa en olivinos y %Fs en piroxenos para clasificación, propiedades físicas (masa, densidad, porosidad) y magnéticas (susceptibilidad magnética, log ), identificación de mineralogía primaria y secundaria con difracción de rayos X (DRX) y espectroscopia Mössbauer (EM), que permitió la obtención del % de Fe3+ del que obtuvimos el % de oxidación. La tesis además a través de colaboraciones logró la obtención de edades terrestres 14C para 45 muestras, parámetro fundamental para encontrar las tasas de meteorización y los patrones evolutivos de las muestras en sus distintas localidades. Una primera caracterización de las superficies de acumulación permitió descubrir que SJ corresponde al área de recolección de meteoritos más densa descrita a la fecha en el mundo (9-12 meteoritos/km2 versus 0,3 met/km2 en PM) dada la antigüedad (>Ma) y estabilidad de su superficie, y a la metodología utilizada de búsquedas sistemáticas a pie que llevaron a recolectar meteoritos < 40g. La mineralogía primaria de los CO’s (silicatos: olivinos y piroxenos + opacos: Fe-Ni metal y troilita) fue reconocida y se observó que las fases opacas eran las más susceptibles a ser reemplazadas por oxi-hidróxidos de Fe, aunque los silicatos también son afectados. A través de DRX y EM fueron identificados como las fases paramagnéticas akaganeita, goethita (más características en SJ, e indicando posibles periodos de mayor aridez en la población de PM) y posible lepidocrocita y las magnéticamente ordenadas magnetita, maghemita y hematita. Los porcentajes de oxidación varían entre ~14% y ~74% para PM y entre ~10% y ~57% para SJ, con máximos en sus histogramas de frecuencia bimodales a los 20% y 50% en PM, y a los 25% y 55% en SJ. Este comportamiento está dado por su estado de choque S, el cual lo relacionamos al porcentaje de porosidad inicial que poseían, con altas porosidades iniciales asociadas a estados de choque bajos y viceversa. Las edades terrestres 14C muestran que los CO’s de Atacama son poblaciones antiguas: en SJ el ~52% de los meteoritos son >20 ka, mientras que en PM, el ~47% > 20 ka. PM muestra, a diferencia de SJ, una distribución bimodal en la frecuencia de edades cuyos máximos fueron interpretados como periodos de mayor aridez en esa zona a los 10-15 ka y a los 25-30 ka. Los diagramas de oxidación versus edad terrestre permitieron ver que no existe correlación para los CO’s de Atacama, al igual que los otros proxies de meteorización usados, como grado de meteorización W y log . Esto se debe a que la meteorización está relacionada fundamentalmente con la porosidad inicial, la que define una primera etapa con altas tasas de meteorización que cesa al ocluirse la porosidad primaria. Por lo tanto, dependiendo de ese parámetro intrínseco a los meteoritos, dados en general por su estado de choque, se define en primera instancia la tasa de meteorización, la que en segunda instancia dependerá de las condiciones ambientales imperantes al momento de la caída. La meteorización química está caracterizada por la pérdida de los elementos Ni, y en menor grado Co y Cr, enriquecimiento de Na, Sr, Ba, U, Pb, Tl y Th, y en menor grado K y LREE, en muestra total, pero variaciones minerales locales de Fe, Si, Mg, Mn, Al y S pudieron ser observadas con SEM/EDS, con el Si presente de manera ubicua en los productos de meteorización, indicando algún componente de arcillas y/o filosilicatos como parte de éstos, presentes a escala micro-nanométrica. Una conclusión importante de este estudio es que en desiertos con aridez como la que exhibe Atacama, la meteorización la controla la porosidad inicial mientras que la naturaleza de la mineralogía de alteración es controlada por las condiciones ambientales al momento de la caída, por lo que CO’s con grados de choque ≥S3 son los mejores candidatos para estudios de procesos en cuerpos parentales asteroidales, prefiriéndose los análisis puntuales a los totales, para restringir la interferencia de los patrones de meteorización. Los CO’s de SJ son buenos candidatos para estudios en esta línea, así como también para el estudio del flujo de meteoritos a la Tierra, por su buena preservación y distribución plana de edades hasta >35 ka. Más superficies de acumulación similares a ésta deben existir en la depresión central en Atacama, por lo que nuevos meteoritos es muy factible de seguir encontrando en el futuro, aunque restringidos a los tipos ya encontrados.

Extreme precipitation events that occurred between March 24 and March 26 of 2015 in the region of the Atacama Desert (26-29 degrees S) left around 30000 victims, being one of the biggest events over the past 50 years, with total a cost of reconstruction of about 1.5 billion dollars. The mudflows which increased during the flashflood inundated much of the city of Copiapo and Tierra Amarilla. This manuscript aims to model the mudflow of March 2015 in the Rio Copiapo, specifically in the towns of Copiapo and Tierra Amarilla. The modeling process is performed using the Rapid Mass Movement Simulation Model (RAMMS) that allows modeling the dynamics of the mudflow in two dimensions, only using the topographic features of the modeling domain. Calibration of the model was carried out successfully using data from inundation heights captured around the city after the 2015 event. A detailed analysis of the hydrometeorological event is carried out using satellite images obtained from Multi-satellite Precipitation Analysis (TMPA), and pluviometric and hydrographic data available in the Copiapo River basin. The simulation of the flood is reproduced with maps of inundation heights associated with two modeling scenarios. The maximum flood heights are ultimately used for developing risk maps at both sites. According to our results, the RAMMS model is an appropriate tool for modeling mudflow and mapping flood risk to improve hydrological risk management in arid and semiarid basins of Chile.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / La modelación numérica aplicada al estudio del funcionamiento hidrogeológico e hidrogeoquímico en aguas subterráneas es una herramienta de apoyo fundamental para gestionar y explotar efectiva y eficientemente un acuífero, dado que permite predecir el comportamiento del sistema cuando éste es sometido a diferentes políticas de explotación. En este contexto, se desarrolla la presente tesis, en la cual se construyen modelos de flujo y transporte de soluto para estudiar el Sector SW del acuífero del núcleo del Salar de Atacama. El presente trabajo es desarrollado en su totalidad con información estratégica de la empresa SQM Salar S.A., por lo tanto, los datos utilizados han sido manipulados para cumplir con los convenios de confidencialidad exigidos por parte de la empresa. El acuífero del núcleo del Salar de Atacama ubicado en la II Región de Antofagasta (norte de Chile), posee una gran importancia económica para el país, representada principalmente en los grandes volúmenes de salmuera que almacena en su subsuperficie y las altas leyes químicas asociadas, siendo explotadas en la actualidad por empresas como SQM Salar S.A., y la Sociedad Chilena del Litio (SCL). Esta situación ha incentivado el desarrollo de investigaciones encaminadas a entender el funcionamiento del sistema acuífero, destacándose la construcción de modelos numéricos, los cuales abordan el análisis del acuífero a escala regional y cuyo objetivo principal ha sido la caracterización del comportamiento del flujo subterráneo y los fenómenos asociados al transporte de soluto de las zonas centro y este del acuífero, fundamentales en el desarrollo de las actividades comerciales de las compañías asentadas en la zona. En los últimos años SQM ha realizado investigaciones en el Sector SW del acuífero del núcleo del Salar de Atacama, demostrándose que las salmueras depositadas allí presentan características químicas especiales que hacen factible su explotación, convirtiendo a esta zona en un polo de desarrollo minero muy importante, haciendo necesario la realización de estudios para conocer el funcionamiento del yacimiento. En este sentido, se desarrolla la presente tesis, cuyo objetivo principal es la caracterización del comportamiento del flujo y el transporte de soluto de esta parte del acuífero, mediante la construcción de dos modelos numéricos; el primero, corresponde a un modelo monocapa de 30 m de espesor, y el segundo, a un modelo multicapa constituido por tres capas que representa la geometría del acuífero. Los principales desafíos de esta tesis están relacionados con la heterogeneidad del sistema, representada en la alta variabilidad espacial de los parámetros elásticos del acuífero, especialmente la transmisividad que muestra valores que fluctúan entre 100 y 3,300 m2/d y la porosidad que varía exponencialmente con la profundidad; la recarga subterránea del sistema y su distribución en cada estrato; la representación de la conexión hidráulica con el resto del acuífero en los bordes norte y noreste (Península de Chépica); la predicción de escenarios futuros de extracción de salmuera a corto plazo, y la modelación del transporte del Ión A y los parámetros que lo controlan. Los resultados obtenidos corresponden a dos modelos numéricos que son una buena representación del sistema real, tanto para el flujo como para el transporte del Ión A, pudiéndose usar cualquiera de los dos indistintamente como modelo de gestión del yacimiento. Estos modelos constituyen importantes herramientas para avanzar en el estudio del comportamiento hidrogeológico e hidrogeoquímico del acuífero, en beneficio de una explotación óptima de las reservas del yacimiento.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniera Civil Eléctrica / El desierto de Atacama anida abundantes recursos naturales en sus 105.000 km2. Éste contiene las reservas más grandes de cobre y productos no metálicos del mundo, y los niveles mundiales de irradiancia más altos con un promedio anual de 2.500 kWh/m2 de Irradiancia Horizontal Global (GHI), 3.500 kWh/m2 de Irradiancia Directa Normal (DNI) y de 4.000 horas de sol. A pesar de tener muchas ventajas, también presenta desafíos importantes. A modo de ejemplo, se sabe que las dosis anuales de UV-B en el desierto de Atacama son cerca de un 40% más altas que las típicas del norte de África. Esta parte del espectro no genera más electricidad y podría perjudicar los materiales utilizados en los módulos fotovoltaicos (FV), reduciendo su vida útil. Por ende, un módulo vidrio/vidrio (bifacial) especialmente diseñado para nuestro desierto es parte de la I+D+i FV en el programa solar nacional. Para materiales y diseños de módulos FV ya existentes, datos acerca de observaciones sobre su degradación son variables en su nivel de detalle, consistencia, calidad y significancia estadística. Además, la información disponible acerca de fallas típicas de módulos FV instalados en el desierto de Atacama es escasa o inexistente. A partir del contexto señalado, el objetivo principal de esta tesis es diseñar e implementar una herramienta de inspección para recolectar datos (IDCTool, por sus siglas en inglés), con el fin de evaluar módulos FV que operan en condiciones climáticas desérticas y caracterizarlos. La propuesta se basa en el estado-del-arte de prácticas en terreno junto con la definición de un conglomerado de criterios para su uso en soluciones FV de baja escala. Su implementación incluye el desarrollo de una encuesta, equipos y herramientas; y procedimientos para pruebas en terreno y análisis. IDCTool fue usada para una campaña en la región de Arica y Parinacota, la que es representativa de climas desérticos. Los resultados obtenidos fueron analizados de acuerdo con el procedimiento propuesto. La propuesta metodológica de esta tesis se validó mediante la campaña de Arica. Los 15 sitios visitados (comuna de Arica) fueron clasificados en 4 zonas: la costa, el centro de la ciudad, el valle y el desierto. Durante la campaña se inspeccionó 95 módulos FV, de los cuales se encontraron 9 fabricantes distintos. Los módulos operando por más tiempo llevaban 13 años instalados, los más nuevos llevaban 2 años. Todos los módulos inspeccionados estaban compuestos por un vidrio frontal, una lámina polimérica trasera y marco de aluminio. Según los resultados, no se presentaron fallas en cables, conectores ni celdas solares. La falla más típica fue el efecto soiling con 52 casos de soiling ligero y 39 de soiling fuerte. Otras fallas típicas fueron corrosión menor de la puesta a tierra (18 casos) y corrosión del marco (12 casos). En relación a los parámetros eléctricos, la mayor degradación se observó en la potencia nominal con una caída máxima de 39,08% y una caída promedio de 13,19±6,22%. En relación a la diferencia de temperatura de operación de los módulos FV con respecto a la temperatura ambiente, la mayor diferencia fue 24,45°C con un promedio de 11,67°C. Se encontró que la celda más caliente de todo el universo inspeccionado operaba a 99,4°C, mientras que en promedio las celdas más calientes operaban a 64,0°C. Con respecto a las anormalidades térmicas, se encontraron 2 módulos FV con patrón PID y 12 módulos mostraron celdas homogéneamente muy calientes. El trabajo realizado indica que la herramienta desarrollada, incluyendo la metodología para el análisis, entrega datos en formato estándar capaces de caracterizar módulos FV. Los datos analizados fueron estudiados mediante sus tendencias con el uso de herramientas estadísticas. Por ende, fue posible realizar conclusiones y recomendaciones. A pesar de esto, y debido a la falta de módulos inspeccionados, los fenómenos encontrados durante la campaña no pueden ser generalizados. En efecto, nuestro análisis no está validado por evidencia estadística sólida. En este contexto, el desarrollo de una base de datos significativa, mediante el uso de la IDCTool, será el mejor conjunto de datos como punto de partida para comenzar a hacer recomendaciones concluyentes para desarrollos en el ámbito FV.

The scarcity of carbonate on Mars has been difficult to reconcile with the morphologic evidence for a wet epoch in Martian history, and has weakened early interpretations of a water-rich Noachian. Limited soil carbonate from pre-Silurian Earth has created a similar conundrum, and in both instances this paradox has likely led to overreaching interpretations about past climates. To better understand the formation of carbonate on Mars, early Earth, and in present day hyperarid climates, we examined the distribution of carbonate in the Atacama Desert—a region that spans multiple climate regimes and allows us to isolate the effects of precipitation and plant cover on soil mineralogy. To better quantify the influences of vegetation on carbonate we utilized a simple one-dimensional precipitation model and simulated carbonate formation with or without plant cover under a range of relevant climatic conditions and soil morphologies. In the Atacama we found two distinct zones with only trace (<5%) carbonate: the "absolute desert" with precipitation too low to sustain plant life, and the high Andes where precipitation was significantly higher, but where the low mean annual temperature (MAT) inhibits plants. The fog-supported, low-elevation coastal "lomas" below approximately 800 meters above sea level (masl) and the higher elevations between approximately 2500-4500 masl are variably vegetated and contain abundant carbonate within the soils. Plants increase total evapotranspiration and its distribution with depth, weathering rates, and total pCO₂. Our model results show that all of these factors increase the formation of pedogenic soil carbonate. Without the influence of vegetation the diminished carbonate that is produced is flushed through the shallow soil, where it eventually precipitates in the deep vadose zone or is entrained by groundwater.

The Chilean Water Code of 1981 has been presented as a successful case of free-market water reforms. In the northern Atacama Desert, the Atacameño people have developed their indigeneity in the context of the forceful implementation of this radical free market system. This situation invites an examination of the connections between the Chilean state's free-market restructuring of water governance and the process through which indigenous groups claim their identity through water politics. This dissertation addresses the following questions: (Q1) Why and how have the Atacameño people claimed indigeneity within the context of the pro-market water reforms? (Q2) How have Atacameño identity and the water reforms been conceived, articulated, and reproduced in relation to each other? This question is broken down into sub-questions: (Q2a) How do pro-market water reforms and related conflicts inspire indigeneity and water practices among the Atacameños? and (Q2b) How do the articulation of indigeneity and water practices among the Atacameños, in turn, reshape the pro-market water reforms? During fieldwork it became clear that the water market was not as active as I expected and that Atacameños are not selling water rights, but buying them, leading to a third question: (Q3) Why are the Atacameños not selling their water rights to mining companies and urban water supply, despite the extremely high purchasing power of the former, and why have indigenous communities recently become the main buyers of water rights? In answering these questions, this dissertation explores how water management is not just about the management of the management of H20, but is also related to the production of new subjectivities. In the case of the Chilean Water Code of 1981, rather than being a threat to a certain genuine or fixed Atacameño tradition, community, or identity, it is seen as a key catalyst that has allowed a group of people to publically articulate a legitimate indigenous positionality upon particular historical sediments and political economic conditions. Here the Atacameños appear to be articulating their history with contemporary issues, knowledge, and multiple practices in relation to specific current claims about the control of water resources. This fact has questions the water reforms in terms that they were reshaped by the process of identity formation. Indeed, the Atacameños successfully mobilized their identity to partially reject the privatization process, thereby subverting the neoclassical expectations that, within a free market, water should flow toward its highest economic value uses. Finally, this dissertation shows how the Chilean model, rather than being a free market approach to water management that supposes the withdrawal of the state, relies heavily on the state's centralized actions. As such, this dissertation (1) questions the existence of a truly free water market for the allocation of water rights in the Atacameño area (2) highlights the role of the state as the main central and hierarchical source of water allocation for both mining and urban supply companies, and (3) argues that the implementation of the Water Code is another chapter in the history of the state's the internal colonialism of the Atacama Desert.

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1967. / Typescript. Vita. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 173-176).