En el presente trabajo se determinaron las características glaciológicas del volcán Villarrica en el Último Máximo Glacial (UMG), la Pequeña Edad del Hielo (PEH) y el presente. La estimación del volumen de hielo y de otras variables glaciológicas (altitud línea de equilibrio, área, longitud, espesores) se realizó a través de la confección de un modelo que tiene como principales indicadores de construcción a ciertas condiciones del flujo del hielo y la evidencia geomorfológica. Con las condiciones glaciológicas actuales se calibró dicho modelo y se proyectaron hacia el pasado las variables que integran el modelo.

Aborda la secuencia descrita para el caso del glaciar Pucahirca y la laguna Safuna Alta, ubicados en la vertiente occidental de la Cordillera Blanca, cabecera de la sub cuenca Quitaracsa, tributario del río Santa; haciendo uso de modelos matemáticos, la hidrología, hidráulica, geotécnia, geodinámica externa, de herramientas como la geomática, el sistema de información geográfica (SIG), entre otros, analizando la dinámica y comportamiento del referido glaciar, la estabilidad del dique morrénico de la laguna y la formación del flujo aluviónico. Adicionalmente, se propone medidas de seguridad física, con infraestructuras que controlen y minimicen los riesgos latentes. Para las condiciones evaluadas, con los datos de ingreso obtenidos de la simulación de avalancha, la Avenida Máxima de la quebrada Safuna, que en un período de retorno de 50 años es de 17,5 m3/seg, la inestabilidad geotécnica del dique morrénico de 0.66, el volumen del hielo que impacta a la laguna Safuna Alta 24.80 MMC, velocidad máxima de impacto 72.0 m/seg, la presión de impacto calculado de 5171 Kpa, la formación de oleajes de hasta 127 m de altura, volumen de desborde 8.0 MMC de agua; los parámetros generales para modelamiento de aluvión como la velocidad inicial de desborde 30 m/s, densidad de flujo 1800 kg/m3, tiempo de retardo 5.0 seg, caudal pico estimado 10 000 m3/seg, parámetros de fricción μ = 0.003 y ξ = 500 m/s2 calibrados en base a simulaciones de flujos de escombros ocurridos; el impacto producido por avalancha de hielo sobre la laguna generará oleajes de gran magnitud, con la consecuente ruptura del dique morrénico y el desborde de la laguna Safuna con volumen de 8,0 MMC y la velocidad inicial de desembalse de 30 m/seg. La fuerza de la energía cinética del flujo en el cauce, producirá erosión y arrastre de material convirtiéndose en un flujo hiperconcentrado e hiperviscoso; es decir acarreará material fino, grueso y rocas. / Tesis

Geógrafo / Se presentan los resultados obtenidos en estudios llevados a cabo en los glaciares de los Nevados de Chillán (37ºS) donde se buscó caracterizar el comportamiento glaciar en respuesta al cambio climático y a los posibles efectos de la actividad volcánica. Para conocer los cambios temporales en la masa glaciar, se identificó la extensión de éstos desde 1978 por medio del uso de sensores remotos. También se midieron cambios de elevación en la superficie glaciar utilizando los métodos Geodésico y Glaciológico. El registro de parámetros meteorológicos dio paso a la modelación de la ablación de verano por medio de Grado Día y Balance Energético permitiendo cuantificar sus efectos en la superficie glaciar. Para conocer el efecto de posibles flujos geotermales en la masa glaciar se realizaron mediciones de temperaturas en suelos cercanos a los glaciares. El análisis de los resultados mostró una disminución de la extensión glaciar coincidente con el aumento de las temperaturas atmosféricas observadas en la región central de Chile y en particular en la altitud asociada a la cordillera de los Andes. El uso de modelos para estimar ablación a partir de datos meteorológicos se ajustó al comportamiento medido del glaciar, siendo el factor energético de mayor relevancia durante el verano 2012 la radiación solar de onda corta. La tendencia de retroceso glaciar observada en los Nevados de Chillán, comparada con otros glaciares de la zona central, se vio más acentuada debido posiblemente a los procesos eruptivos como el de la década de los 70’, el que se superpuso a las tendencias de cambio climático registradas en décadas recientes. Durante el verano 2012 no se registraron manifestaciones de flujos geotermales.

Memoria para optar al título de Geógrafa / Los sensores remotos enfrentan desafíos en la caracterización del permafrost de montaña y en las condiciones térmicas del suelo, o en la cartografía de glaciares cubiertos por detritos y rocosos. El objetivo de este trabajo es explorar el potencial de las imágenes térmicas y, en particular, la cartografía de la temperatura de superficie en la investigación criosférica de montaña, centrándose en las relaciones entre las temperaturas de superficie y la presencia de hielo masivo glaciar cubierto por detritos. Se describen los patrones espaciales de la temperatura de superficie y la distribución de las cubiertas detríticas supraglaciales obtenidos a partir de imágenes ASTER en el infrarrojo térmico (TIR), para 12 glaciares cubiertos seleccionados, en 3 sub-subcuencas pertenecientes a la cuenca superior del río Maipo, calculados en bandas de elevación de 100 m. El análisis de los datos de temperatura de superficie revela un contraste térmico entre el hielo masivo glaciar cubierto por detritos y el área circundante de detritos sin hielo. Además, éste contraste térmico va disminuyendo a medida que la cubierta detrítica crece tanto en grado de cobertura, como en espesor. Si bien los resultados demuestran la utilidad del método, los detalles más finos no se revelan en los datos ASTER TIR, debido principalmente a la resolución gruesa de 90 m de las imágenes de banda térmica.

Doctora en Ciencias, Mención Geología / El presente trabajo aborda la discusión sobre los factores que controlan las Alturas de las Líneas de Equilibrio (ELA's) en el último ciclo glacial-interglacial en la cordillera de Los Andes frente a Santiago. A partir del análisis de imágenes satelitales se estudia la variación histórica de las ELA's y se discutien los factores climáticos de primer orden asociados a esa variación. A partir del análisis geomorfológico y geocronológico se determina la posición y temporalidad de los estadios glaciales durante el Pleistoceno tardío. Finalmente se realiza una estimación de la posición de las ELA's durante este mismo período a partir de distintos métodos y se compara con su posición actual. El aumento de las temperaturas mínimas estacionales y anuales favorece los procesos de ablación y en consecuencia contribuyen a la disminución continua de las coberturas de nieve. Por su parte, los eventos de precipitación estival constituyen el factor clave para el aumento de las coberturas supraglaciales y el quiebre de la tendencia negativa en las áreas englaciadas de la cuenca del río Volcán, confirmando que es este el factor de primer orden que condiciona el avance de los glaciares en Los Andes subtropicales. Las Alturas de las Líneas de Equilibrio Glaciar reportan ascensos desde 1989 a 2015 lo que indica aumento de las áreas de ablación y una disminución de las áreas de acumulación y en consecuencia incrementos de procesos de fusión. El sistema glacial de San Gabriel corresponde a un avance durante un Máximo Avance Glacial Local o LLGM entre los ~45-36 ka BP, concordante con eventos de mayor precipitación y humedad en Los Andes centrales entre los ~33°S y ~35°S. Por su parte, el sistema glacial de La Engorda, registra dos pulsos de avance glacial datados entre los ~24-18 y ~10 ka BP. Estos pulsos son consistentes con los eventos húmedos reportados en Laguna Tagua Tagua (Valero-Garcés et al., 2005). Depósitos glaciolacustres y fluvioglaciales de baja energía en la zona proglacial del sistema de La Engorda, datados a través de métodos 14C, registran temporalidad vinculada con un período frío breve denominado Younger Dryas. Las variaciones en las ELA's modernas respecto a las estimadas para los períodos del Último Máximo Glacial (LGM) y Último Máximo Glacial Local (LLGM), se realizan a través de la reconstrucción de paleoglaciares, los descensos en las Alturas de las Líneas de Equilibrio son concordantes con las variaciones del flanco este de la cordillera de Los Andes, observándose disminuciones de ~1000 - 1200 metros, entre el período actual y el LGM. Los resultados de esta tesis confirman la importancia de las precipitaciones en los avances de los glaciares de montaña de Los Andes frente a Santiago y sugieren la relevancia tanto de la elevación de las temperaturas mínimas como de la disminución de la cantidad de días con registro bajo 0°C en su retroceso. Estos resultados son consistentes con las estimaciones de ELA's a escala del Pleistoceno tardío y la variación de sólo 500 metros entre el LLGM (~45-36 ka BP) en el sistema de San Gabriel y el LGM (~24-18 ka BP) en el sistema glacial de La Engorda vinculado a condiciones paleoclimáticas de mayor precipitación; por otro lado la abrupta elevación de las ELA's entre el LGM y la actualidad son coherentes con disminuciones en las precipitaciones así como también aumentos en las temperaturas. Lo anterior muestra la sensibilidad de los glaciares subtropicales de Los Andes en relación al escenario de calentamiento regional proyectado en el marco del cambio global.

La mayoría de los glaciares en Chile han comenzado a retroceder a lo largo de todo el territorio continental desde al menos la mitad del siglo XIX, pero agudizándose desde la segunda mitad del siglo XX. Se ha documentado retroceso frontal en la mayoría de los glaciares estudiados, así como adelgazamiento y reducción de superficie. En el presente trabajo se desarrolló una modelación glacio-hidrológica semi distribuida y físicamente basada, programada sobre la plataforma WEAP, que abarcó toda la zona montañosa de la cuenca del Maipo, en un período de 30 años (1984/85-2013/14) y a paso diario. Dicha modelación permitió conocer y caracterizar la hidrología glaciar de la cuenca en su totalidad, así como la evolución de la superficie glaciar a lo largo del tiempo. De acuerdo con los resultados obtenidos, la cuenca del Maipo ha experimentado un retroceso de su superficie glaciar del orden de los 127.9 km2, equivalentes al 25.2% del total inicial en los últimos 30 años (4.26 km2/año; 0.84%/año). Los glaciares descubiertos decrecen a una mayor velocidad que los cubiertos (3.51 km2/año y 0.75 km2/año respectivamente). Respecto del rol hidrológico de los glaciares, éste varía fuertemente ante distintas condiciones climáticas, llegando a aportar, hasta un 81% del caudal total de verano en un año muy seco, 44% en año normal y 21% en año muy húmedo. Dicha contribución aumenta de forma significativa a medida que aumenta la presencia glaciar de cada sub cuenca, pudiendo variar en un año muy seco, entre un 57% y un 100% entre una cuenca con 5% y 20% de cobertura glaciar respectivamente. Este rol hidrológico se ve fuertemente afectado por el retroceso de la superficie glaciar, y dicho retroceso es más severo en cuencas con glaciares pequeños. No se han detectado tendencias positivas en los caudales glaciares, por lo que se cree que de haber existido una fase de derretimiento acelerado que haya originado un aumento de caudales glaciares, esta concluyó en épocas anteriores al período de tiempo estudiado. Este trabajo contribuye en parte a disminuir el vacío de conocimiento en modelación glacio-hidrológica presente en los Andes de Chile.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico. Ingeniero Civil / Los glaciares ubicados en los Andes de Chile central constituyen parte fundamental del medioambiente y la economía, ya que contribuyen en gran medida al escurrimiento de verano. En la actualidad se han realizado numerosos estudios para comprender tanto la magnitud actual de estos aportes como la respuesta que tendrán los glaciares ante perturbaciones climáticas como es el cambio climático. En el presente trabajo se analiza el comportamiento histórico y futuro del caudal de la cuenca del río Olivares antes de su junta con el río Colorado, con énfasis en las variaciones que presentará el aporte glaciar. Para esto se utilizan dos modelos hidrológicos con distinta esquematización, lo que permite tener una mayor consistencia en los resultados y, a la vez, analizar las diferencias dada la conceptualización de los distintos procesos y su escala espacial. El primero de ellos corresponde a un modelo distribuido de base física, DHSVM, mientras que el segundo posee una topología de carácter semi-distribuido con características conceptuales y de base física, WEAP. Ambos modelos se calibran a escala diaria en el período 2001/02-2011/12 comparando tanto el comportamiento del caudal como la cobertura nival. Las proyecciones de cambio climático utilizadas en el estudio se realizan considerando cinco modelos de circulación global (GCM por sus siglas en inglés) del escenario RCP 8.5, escogidos en base al comportamiento de la precipitación y temperatura simuladas contrastadas con las observaciones en la estación base Pirque. Analizando las variaciones en las forzantes meteorológicas entre la línea base (1985/86-2004/05) y el futuro cercano (2015/16-2044/45) y lejano (2045/46-2074/75) se obtiene que en promedio los modelos proyectan un incremento de la temperatura media anual de la estación de 1.3°C para el futuro cercano y 2.9 °C para el futuro lejano, lo que representa un 9 y 20% respectivamente, mientras que para la precipitación anual se proyecta una disminución de 33.6 mm para el futuro cercano y 93.2 mm para el futuro lejano., representando un 7 y 19% respectivamente. Se estima que la mayoría de los glaciares en la cuenca del río Olivares habrán desaparecido para fines del período analizado, quedando en promedio 1.2 km^2 según la modelación realizada por DHSVM y 6.8 km^2 según WEAP. Además, el caudal total presenta disminuciones de entre un 15 y un 46% para el futuro lejano, mientras que el caudal glaciar presenta disminuciones de entre un 53 y un 85% para el futuro lejano, dependiendo del GCM y modelo hidrológico utilizado.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / En el presente trabajo se estudió la relación entre la cobertura nivosa y la respuesta hidrológica de la parte alta de la cuenca del rio Copiapó (subcuencas de los ríos Jorquera, Pulido y Manflas). Para esto, en primer lugar, se utilizaron imágenes de cobertura de nieve (NDSI) de carácter diario provenientes del sensor Modis por un periodo comprendido entre los años 2001 y 2014. La presencia de nubes y otros pixeles fallidos fueron corregidos mediante un algoritmo que usa información espacial y temporal de dichas imágenes en 5 pasos consecutivos. Este procesamiento fue considerado exitoso, dado que las imágenes iniciales contenían en promedio un 10,62% de pixeles fallidos, mientras que las finales sólo un 0,66%. Luego, se analizó la FSCA en cada subcuenca y se evidenció que esta aumenta y disminuye de forma abrupta y que existen varios eventos de acumulación diferenciados a lo largo del año.

En la actualidad, el cambio climático ha alterado la temperatura, precipitación, humedad y otros indicadores océano atmosféricos globales, lo que incide en el equilibrio de los sistemas glaciares de todo el mundo, pero con mayor sensibilidad en los glaciares tropicales y cuya consecuencia más visible es su derretimiento acelerado. En las últimas décadas los glaciares han experimentado un retroceso acelerado sin precedentes desde la máxima extensión de la Pequeña Edad de Hielo (LIA). En la Cordillera Blanca, se calcula que desde la LIA hasta la actualidad, la superficie glaciar se redujo de los 900-850 km² (Georges, 2004) a 484km² (la presente investigación). Esto ha permitido el desarrollo de numerosas lagunas, las cuales son conocidas por su belleza como por las amenazas relacionadas a ellas, una de ellas son las Avenidas Repentinas por Desbordamiento de Lagunas Glaciares (GLOF). En este trabajo, por medio de modelos basados en los índices de cocientes NDSI (Normalized Difference Snow Index) y NDWI (Normalized Difference Water Index) se identifican y analizan los cambios en los glaciares y lagunas glaciares ocurridos en la Cordillera Blanca durante los años 2004-2014, obteniendo como resultados el incremento en 5.36 km2 de la superficie lagunar, lo que representa 10% de ganancia, y la disminución de 31 km2 de la superficie glaciar, que representa una pérdida de 6%. Además, en esta investigación se identificaron 24 lagunas nuevas, de las cuales 17 son de origen glaciar y 7 de origen antrópico (actividad minera). Así mismo, según criterios descritos en el presente trabajo, se evalúa y plantea la posibilidad de identificar lagunas que podrían representar una potencial amenaza de GLOF (Avenidas Repentinas Ocasionadas por Lagunas Glaciares, por sus siglas en ingles), de manera que, de las 812 lagunas identificadas en el área de estudio, 99 podrían ser consideradas una potencial amenaza, esto es un poco más del 12% de las lagunas identificadas, información que puede servir de insumo a futuros trabajos e investigaciones que profundicen más los temas relacionados a la Gestión del Riesgo de Desastres (GRD) y particularmente los riesgos relacionados a GLOFs. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Estima la variación del área y volumen glaciar del Nevado Champará, se emplean técnicas de teledetección, basadas en el procesamiento e interpretación de imágenes de los sensores MSS, TM y ETM+ a bordo de los satélites LANDSAT 4, LANDSAT 5 y LANDSAT 7, respectivamente, y del sensor ASTER a bordo del satélite TERRA. En esta Tesis, se analiza dos periodos. El primer período comprende los años 1962-2000. Se utiliza una fotografía aérea de 1962 e imágenes provenientes de sensores MSS (1975), TM (1984, 1987, 1989, 1991,1992, 1996), ETM+ (2000, 2001). Esta investigación permite estimar la tasa de variación del área total (sector A, B y C) del Nevado Champará para los años de 1975-2000 de −0.2658 km2/año con disminución del 64.3% en área glaciar respecto a 1975 y tasa de variación en volumen glaciar de −0.0203 km3/año. Mientras para los años de 1962-2000 que comprende el sector B (parte principal del glaciar) de −0.2690 km2/año, con disminución en 72.4% en área glaciar respecto a 1962 y con tasa de variación de volumen glaciar de −0.0233 km3/año. El segundo periodo comprende los años 2000-2010 que corresponde al comportamiento episódico de descarga de nieve y hielo glaciar post-Niña (1999-00). Se utiliza imágenes ASTER, que corresponden a los años 2000, 2003, 2006, 2007, 2009 y 2010, observándose una reducción aproximada del 50% del área glaciar desde el 2000. Los cambios de volumen del Nevado Champará para el periodo correspondiente, se determina a partir de los modelos de elevación digital generados de imágenes ASTER (bandas 3N y 3B), estimándose para los años 2003-2010, con tasa de variación de volumen glaciar de −0.085 km3/año al considerar todos pixeles involucrados, mientras si se considera 73,035 pixeles del total (74,568), permite estimar, tasa de cambio de volumen de −0.0159 km3/año. En términos generales, la ocurrencia de eventos extremos del ENSO influye en el comportamiento espacial de nieve y hielo glaciar del Nevado Champará con disminución para los años 1987-88 y 1997-98 “El Niño” y con aumento en área de nieve y hielo para los años 1988-89 y 1999-00 “La Niña”. / Tesis