Ingeniero Civil / Hoy en día la mayor incertidumbre en la estimación de caudales en cuencas de montaña en Chile corresponde a la escasez de información de las variables meteorológicas en altura. El procedimiento tradicional para estimar las forzantes meteorológicas se basa en la determinación de gradientes definidos a base de estaciones que se ubican a cotas que en general no superan los 1500 m.s.n.m. Actualmente, se dispone de antecedentes satelitales y modelos de reanálisis atmosférico que han permitido extrapolar los datos observados de precipitación diaria y temperatura máxima y mínima diaria para todo Chile, como datos grillados en celdas de 0.05° por 0.05°. De esta manera, se estima que es posible cuantificar con menor incertidumbre la serie temporal diaria de las variables señaladas. Este trabajo de título busca la actualización de un modelo hidrológico (WEAP) en la cuenca alta del río Cachapoal, utilizando un set de datos de forzantes meteorológicas distribuidas. La metodología consideró el análisis de las URH ya definidas y la modificación de las series de tiempo utilizadas para la calibración del modelo WEAP previamente implementado en la parte alta de la cuenca. De esta forma se comparan los valores simulados de las variables de salida del modelo, tanto con las observaciones disponibles como con las previamente simuladas. También se estudia la representatividad de los valores de la grilla usando el inverso de la distancia como método de escalamiento. La implementación del modelo supuso re-calibrar los parámetros según las diferencias de las series de precipitación y temperatura con las previamente estimadas, dándose los contrastes más marcados en los meses de invierno. Al evaluar la eficiencia de la calibración a nivel diario se obtuvieron índices de Nash-Sutcliffe y Nash-Sutcliffe logarítmico mayores a 0.71 y 0.73, respectivamente, para todos los sistemas modelados (Las Leñas, Cortaderal, Cachapoal en 5 km bajo Cortaderal). Al comparar la simulación con la calibración antigua se constata de una mejor representación de los caudales altos y bajos de la cuenca, al menos en Las Leñas y el sistema completo. La calibración del modelo en Cortaderal supuso mayores dificultades al presentar en promedio las temperaturas más bajas y precipitaciones más altas. Analizando los valores distribuidos se percató de un aumento de la incertidumbre al representar escalas espaciales muy pequeñas, lo cual sugiere una redefinición de las bandas de elevación acorde a la resolución del producto. Se concluye que el modelo WEAP, a pesar de ser un modelo poderoso y eficaz, presenta limitaciones al modelar cuencas altas en donde predomina la influencia nival al no tener incorporado en su balance salidas por sublimación, variable que según lo investigado puede alcanzar a nivel anual alrededor de un 30 % de la precipitación caída en la cuenca.

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Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico. Ingeniero Civil / El cambio climático es un tema que en las últimas décadas ha provocado permanente atención a nivel mundial. Algunos planteamientos sugieren que dicho cambio es atribuible al aumento de CO2 generado por la actividad humana, y otros indican que se debe a un proceso de cambio natural del clima del planeta. De acuerdo al tercer informe del año 2001 del IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), en el transcurso del siglo XX se han experimentado aumentos de 0.6 ± 0.2 [°C] de la temperatura media mundial, e incrementos de la precipitación promedio entre 7 a 12% para las zonas comprendidas entre 30°N a 85°N, y en un 2% entre 0°S a 55°S; entre otros cambios. El principal objetivo de este trabajo fue evaluar los efectos que el cambio climático podría generar, en la disponibilidad de los recursos hídricos superficiales y subterráneos de una cuenca chilena, y cómo afectarían éstos a actividades tales como la agricultura, la minería, la generación hidroeléctrica y el consumo de agua potable; que utilizan dicho recurso como insumo fundamental. La cuenca estudiada fue la del río Cachapoal, ubicada en la VI Región del país. Para dicha cuenca se construyó y calibró un modelo (el período de calibración fue 1999-2005) que permitió integrar la componente superficial y subterránea de los recursos hídricos. Para simular la escorrentía superficial se utilizó el Modelo Sacramento + SNOW-17, para el Modelo de Aguas Subterráneas se actualizó y mejoró un modelo previo de la DGA en Visual Modflow, y a base de los dos modelos anteriores se elaboró un Modelo de Simulación Operacional de la cuenca. Para evaluar los efectos del cambio climático, se consideraron dos escenarios incluidos en el tercer informe del IPCC, SRES A2 y B2, para los cuales existe información disponible para la zona de estudio, del modelo de circulación general de la atmósfera HadCM3. Para llevar a cabo el escalamiento de las variables meteorológicas, se utilizó el programa SDSM 4.2, mediante el cual se generaron 6 escenarios de cambio climático, con horizontes de 30 años (2005-2035) que fueron evaluados en el Modelo Integrado de la cuenca. En cuanto a los resultados obtenidos para los escenarios de cambio climático, para la temperatura en la estación Rengo se verificaron aumentos de los valores mensuales, estacionales y anuales promedio, mientras que para la estación Convento Viejo se verificaron disminuciones con respecto al período observado (1980-2005); para la precipitación, en las estaciones estudiadas se observó una tendencia al aumento en los valores mensuales, estacionales y anuales promedio con respecto al período observado (1971-2005). De acuerdo a esto, los caudales medios mensuales de salida de la cuenca del río Cachapoal, se verían afectados por el cambio climático, ya que con respecto al Período Base de calibración (1999-2005), se obtuvieron aumentos de los valores promedio en el período de deshielo y disminuciones en el período invernal. Para los recursos hídricos subterráneos, no se pudo concluir que existirían efectos asociados al cambio climático. Con respecto a las actividades asociadas, para los escenarios planteados, en el riego se observó una disminución de la satisfacción de la demanda con respecto al Período Base en toda la cuenca, excepto en la parte baja; para las extracciones superficiales de las plantas de agua potable y de las centrales hidroeléctricas, se obtuvo una disminución de los caudales asociados a las mayores seguridades de abastecimiento; la única actividad que no se vería afectada sería la minería.

Ingeniero Civil / El cambio climático es un proceso que afecta y seguirá afectando diversos fenómenos naturales, entre los que se encuentra el ciclo hidrológico de vital importancia para la generación hidroeléctrica. Para evaluar el impacto sobre esta actividad, en la cuenca del Alto Cachoapal, en esta memoria se desarrollan modelos hidrológicos de los ríos Pangal, Cachapoal y Cipreses y modelos operacionales de las centrales Chacayes, Coya y Pangal, los cuales en conjunto con proyecciones meteorológicas, bajo escenarios de cambio climático, permiten realizar pronósticos, en este caso, para el período comprendido entre los años 2040 a 2070 en ese lugar. El trabajo para hacer la evaluación señalada, se desarrolla en tres secciones. Estas secciones son: a. Creación de bases de datos por medio de proyecciones para el periodo futuro sobre variables meteorológicas, en particular de precipitaciones y temperaturas, utilizando los modelos climáticos de circulación global ECHAM5 y MK3.6, bajo escenarios SRES-A1B y RCP6.0, respectivamente, debidamente procesados para representar el contexto local. b. Calibración de modelos hidrológicos para los ríos de interés, los que una vez planteados permiten pronosticar sus caudales en periodos futuros, utilizando como información de entrada los pronósticos de las variables meteorológicas. c. Diseño de modelos operacionales de las centrales hidroeléctricas de interés, que, al utilizar las series de caudales proyectadas, permiten estimar los cambios esperados con respecto a un periodo de línea base. Como consecuencia de los procedimientos anteriores, se obtuvieron los siguientes resultados: a. Ambos modelos de circulación global predicen una disminución cercana a un 20% de las precipitaciones en la cuenca y un aumento de 2°C a 4°C en las temperaturas, tanto a nivel mensual como anual. b. Se pronostican cambios en los regímenes hidrológicos de las cuencas: la ocurrencia del caudal máximo se adelanta, así como también el inicio del periodo de deshielo; el caudal medio anual disminuye entre un 20% y un 40%, según qué modelo climático e hidrológico se utiliza. c. La generación hidroeléctrica de la central Chacayes disminuye entre un 11% y un 22% y el de la central Coya entre un 2% y un 7%. En la central Pangal se presenta un comportamiento disímil según sea el modelo, haciendo variar la distribución mensual de producción, pero sin generar una disminución de la potencia. Además, se observa un cambio en la distribución temporal de los meses con mayor generación.

Geólogo / El presente trabajo corresponde a un análisis de la factibilidad de realizar un proyecto de recarga gestionada en la cuenca del río Cachapoal, con el objetivo de definir el sector ideal para su implementación, y si el proyecto es económicamente rentable. En la primera parte de este estudio, se detallan las características geológicas e hídricas de la cuenca del río Cachapoal y del acuífero Cachapoal. Las características analizadas fueron las siguientes: las cotas del terreno, los niveles estáticos, el espesor del acuífero, el espesor no saturado, la dirección del flujo subterráneo, las constantes elásticas, los caudales de los flujos superficiales, las recargas y descargas del acuífero (balance de masas) y la calidad del agua. En una segunda instancia, se definió un sector idóneo para implementar el proyecto de recarga gestionada, el cual corresponde a los alrededores de la ciudad de Rancagua. Este sector se determinó en función de las características de la cuenca y del acuífero del río Cachapoal, anteriormente definidas. En el caso de los niveles estáticos, en este sector se ubican las mayores profundidades, alcanzando los 100 m.b.n.s, lo que permite que este sector pueda almacenar grandes volúmenes de agua. A su vez, esta zona presenta el mayor espesor no saturado, además de constantes elásticas ideales para la implementación de un proyecto de esta índole. Posteriormente se evaluó económicamente el proyecto. Esta se realizó en función de tres opciones de implementación del proyecto de recarga gestionada, los cuales presentan variaciones principalmente en las cantidades de pozos y zanjas de infiltración a ocupar en cada una de ellas. Estas evaluaciones económicas constan de las inversiones requeridas y de los costos e ingresos anuales que se generan. En base a esto, se calculó el a VAN a 5 años para cada una de estas opciones. Finalmente se analizan las consecuencias de implementar este proyecto en esta zona. Y se indican algunas recomendaciones a tomar si se desea realizar el proyecto.

Los desastres naturales generan daños importantes, desequilibrios sociales y económicos, en donde a mayor subdesarrollo mayores efectos. En Chile, las catástrofes naturales constituyen fenómenos recurrentes en la historia del país, debido a las características geológicas, climáticas, morfológicas y topográficas del territorio nacional. El área de estudio corresponde al corredor de comercio Las Leñas, ubicado en el valle del río Cachapoal, en la zona de media y baja montaña, en donde se identificaron las amenazas relacionadas a remoción en masa, inundaciones y sismos principalmente. Este corredor fue seleccionado por el Ministerio de Obras Públicas por sus favorables oportunidades de realización, además de estudios que indican que posee menor nivel de riesgo global (físico y socioeconómico). Los objetivos de este estudio son caracterizar y evaluar la vulnerabilidad global del corredor de comercio Las Leñas, en su tramo de media y baja montaña; para lo cual se realizó una evaluación multicriterio, en donde se establecieron los pesos de cada amenaza para el área de estudio, con una posterior expresión espacial a través de SIG. La amenaza natural a la que se encuentra mayormente expuesto el corredor de comercio, es a remociones en masa, esto principalmente a la gran cantidad de material que proviene principalmente de la alta montaña y de las vertientes que se encuentran alrededor del corredor. El detonador principal de amenazas son las precipitaciones que desencadenan inundaciones y deslizamientos, preferentemente en la época invernal. El riesgo de este corredor de comercio se puede determinar como riesgo tolerable después del desarrollo de medidas de mitigación para ciertos sectores.

El actual modelo económico imperante en nuestro país, el cual data de varias décadas atrás, ha generado cambios importantes en el agro chileno. Dicha situación se expresa en los tipos de asentamientos creados en las zonas rurales. Sin embargo, los problema de vivienda de los antiguos pobladores del mundo rural, siempre han existido, pero se ve acentuado en la actualidad con el tipo de actividad económica que se está llevando a cabo, y los tipos de infraestructura que se le asocian (agroindustrias). Por otra parte, dicho proceso de asentamiento, que cambia desde uno rural a uno urbano (rururbanización) y el tipo de asentamientos (villorrios) van de la mano con las variaciones en las actividades que realiza los pobladores, ya que se requiere mano de obra esporádica y barata, creándose los villorrios, conformados por antiguos pobladores de los sectores rurales, los cuales abastecen de los requerimientos laborales a las agroindustrias. En el caso de los villorrios de la Comuna de Pirque se realiza un estudio a las variaciones en las condiciones de vida (habitabilidad), a los cuales se ven afectados los pobladores(as) una vez que conforman dichas entidades rurales. Además realiza un análisis critico al actual proceso de creación de viviendas en un hábitat rural, por parte del MINVU y los cambios sociales económicos y culturales que tiene para los pobladores habitar dichas viviendas.