El efecto invernadero es un fenómeno natural. Más aún, existe vida en la Tierra debido a la capacidad de absorber energía de los gases que ocasionan este efecto. La actividad industrial ha incrementado la concentración de estos compuestos en la atmósfera y el hombre es responsable del evidente cambio climático. Para predecir el futuro del planeta se supone seis escenarios de emisión de gases de efecto invernadero. Estas hipótesis ayudan a una mejor comprensión de este problema global.

Las actividades que se desarrollan en las ciudades dinamizan la economía global; no obstante, estos procesos urbanos son, actualmente, intensivos en emisión de gases de efecto invernadero (GEI). Es de interés mundial reducir estas emisiones con la transición a sistemas de bajo consumo de carbono. Para ello, se implementa, en los subsistemas urbanos, tecnologías de captación de recursos endógenos donde se aborda el nexo energía – agua – alimento. El estudio posee dos objetivos: (i) determinar el grado de autosuficiencia energética, hídrica y alimentaria para afianzar la seguridad respectiva; (ii) cuantificar la reducción de GEI respecto del contexto actual. Asimismo, la investigación se sustenta en: (a) prevenir la discontinuidad del suministro y reducir la dependencia de fuentes externas; (b) el cumplimiento del compromiso medioambiental del Acuerdo de París, Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (2016). Para el análisis, se han seleccionado tres ciudades por cada región geográfica de Perú: Ica, Ayacucho y Pucallpa; cada una con una climatología, morfología urbana y un mix eléctrico regional particular. Estas ciudades son representativas porque se encuentran en las regiones climatológicas donde se concentra la mayor parte de la población nacional. Por ello, éstas se han caracterizado en demanda y oferta con datos de energía solar incidente, temperatura, pluviometría y consumo de agua, electricidad y alimentos. Posteriormente, a partir del plano urbano, ArcGis 10.3 cuantifica la superficie de cubierta disponible. Como último paso para obtener el potencial real, se aplican una serie de factores de corrección por área y eficiencia. Los resultados indican que los recursos endógenos permiten satisfacer la demanda; específicamente, en energía. Asimismo, el análisis ambiental con el método IPCC 2013 en Simapro v8.2 evidencia una importante reducción de emisiones de GEI, la cual varía en cada ciudad según el mix eléctrico particular con el que es comparado. Finalmente, a través del análisis de sensibilidad, se determina valores ideales que ciertos parámetros de crecimiento urbano deben mantener para afianzar la seguridad entre el nexo urbano descrito y la sostenibilidad ambiental. / Cities concentrate global development through different economic activities. However, currently urban processes are highly intensive in terms emission of greenhouse gas (GHG) emissions. The reduction of these emissions is a global concern that has triggered the transition to low carbon systems. Thus, it is imperative to implement technologies of endogenous resources in urban subsystems that can deal with the energy-water–food nexus. Therefore, this dissertation has two main objectives. On the one hand, to determine the selfsufficiency factor in energy, water and food to strengthen their respective security. On the other hand, the establishment of a quantification framework to calculate GHG emission reductions with respect to the current situation. The importance of this study is based on an effort to decentralize the supply of energy, water and food in urban environments, reducing the dependence on external sources. For this, the underutilization of rooftops was identified as a potential vector to generate endogenous resources in cities. Three cities (i.e., Ica, Ayacucho and Pucallpa) were selected for analysis, each of them representing a particular climatic region of Peru. These cities were deemed representative because they are in the climatic regions where most of the Peruvian population is concentrated. Hence, they were characterized by their demand and supply through data of incident solar energy, temperature, precipitation and water, electricity and food consumption. Subsequently, based on land registry plans, ArcGis 10.3 quantify the surface of available rooftops. As the final step to obtain the real potential, correction factors were applied by area and efficiency. The results indicate that endogenous resources allow meeting the demand of electricity, water and horticulture products. In addition, environmental analysis using Life Cycle Assessment with the IPCC 2013 assessment method showed that there is a significant reduction of GHG emissions, which varies in each city due to the particular electric mix of comparison. Finally, through the sensitivity analysis, particular values that certain parameters of urban growth should keep are determined in order to secure the safety between the urban nexus and the environmental sustainability. / Tesis

El presente trabajo experimental tiene como objetivo principal caracterizar y optimizar térmica y energéticamente una Sauna Solar Seco (SSS) usando tres tipos de acumuladores térmicos; agua, piedras sin pintar, y piedras pintadas de negro mate, considerando el alto potencial solar de la región Tacna y de nuestro país, y ante la necesidad social de contar con sistemas que usen como fuente energética la energía solar; alternativos a los convencionales, y sobre todo para aplicaciones terapéuticas, que utilice energía limpia, renovable, y de menor impacto ambiental. La caracterización térmica y energética experimental, nos indican que la temperatura máxima alcanzada en el interior de caja metálica es de 77,46ºC y humedad relativa mínima de 1,25 % bajo una radiación solar de 838,1 W/m2 ; con una longitud de onda de la radiación térmica de la caja metálica que oscila entre 9,8 µm a 7,97 µm, concordante con lo establecido por la Comisión Internacional de Iluminación (CIE), y una potencia emisiva que oscila entre 423,91 W/m2 a 991,24 W/m2 durante las 8:00 a las 20:00 horas, este resultado muestra la viabilidad de integración entre la sauna solar seco y la cabina de radiación infra-roja. La eficiencia media diaria de la SSS con acumuladores térmicos de piedra pintada de negro mate, piedra sin pintar, agua contenida en botellas descartables y sin acumulador térmico, corresponde a 40,7 %, 38,1 %, 41,4 % y 38,7 %, respectivamente.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / La actividad agrícola es una importante fuente de emisión y captura de gases de efecto invernadero a la atmósfera, existiendo una alta variación de emisiones en función de los factores ambientales, del tipo de manejo del suelo e insumos agrícolas utilizados. En la actualidad existen escasos estudios a nivel local sobre emisiones agrícolas que diferencien sistemas de manejo. El propósito del presente estudio fue comparar la emisión entre dos cultivos locales de cero labranza (CL) y labranza convencional (LC). Se estimó el potencial de calentamiento global, expresado como emisión en equivalentes de CO2 en sistemas de manejo del suelo de cero labranza y convencional, en una rotación trigo – maíz sin quema de residuos, en un suelo de la serie Santiago en la zona Central de Chile. Se incluyó en este análisis desde la producción de insumos hasta la cosecha. Se estudiaron los registros de carbono orgánico del suelo (0 a 15 cm), rendimiento y biomasa de trigo y maíz, fertilizantes y maquinaria utilizada durante siete años de ensayo en la Estación Experimental Antumapu de la Universidad de Chile. La comparación entre los sistemas agrícolas analizados, indica que en CL se produce una menor emisión de gases de efecto invernadero que en LC. En CL se produce una emisión de 2.556 kg ha-1 año-1 en equivalentes de CO2 y en LC de 5.282 kg ha-1 año-1. La emisión por unidad de producto (kg eq-CO2 kg-1 grano) es de 0,26 y 0,51 en CL y LC respectivamente. La captación de CO2 del suelo registrada en CL es de 1.270 kg ha-1 año-1, mientras en LC se produce una emisión directa del suelo de 1.030 kg CO2 ha-1 año-1 teniendo una alta incidencia en la emisión del sistema. El uso de fertilizantes nitrogenados tuvo una alta incidencia en la emisión de ambos sistemas agrícolas, tanto en sus emisiones de N2O como en su fabricación.

Trabajo de suficiencia profesional / La contaminación del aire ha venido tratándose en nuestro país en los últimos años con mayor responsabilidad, debido en gran parte a que dicho problema es hoy en día reconocido por parte de las autoridades de gobierno a nivel central, regional y local, por el abastecimiento insuficiente e inestable de energía a precios asequibles, pero también por el daño ambiental causado. Esta investigación busca principalmente, cuantificar los beneficios y costos económicos de la producción de las centrales térmicas y el impacto de las emisiones de gases efecto invernadero sobre la salud, biodiversidad, cultivos, materiales de construcción y cambio climático utilizando el método de análisis costo-beneficio (ACB). Los resultados que se obtienen demuestran que los beneficios económicos son mayores a la suma de los costos privados y sociales de la generación eléctrica en nuestro país.

La contaminación del aire ha venido tratándose en nuestro país en los últimos años con mayor responsabilidad, debido en gran parte a que dicho problema es hoy en día reconocido por parte de las autoridades de gobierno a nivel central, regional y local, por el abastecimiento insuficiente e inestable de energía a precios asequibles, pero también por el daño ambiental causado. Esta investigación busca principalmente, cuantificar los beneficios y costos económicos de la producción de las centrales térmicas y el impacto de las emisiones de gases efecto invernadero sobre la salud, biodiversidad, cultivos, materiales de construcción y cambio climático utilizando el método de análisis costo-beneficio (ACB). Los resultados que se obtienen demuestran que los beneficios económicos son mayores a la suma de los costos privados y sociales de la generación eléctrica en nuestro país. / Tesis

Esta investigación tiene como objetivo demostrar como un nuevo tipo de cultivo con el uso hidropónico escalonado logra aprovechar de una manera eficiente todos los espacios arquitectónicos dentro de un invernadero, mediante la identificación de la evolución de las áreas de cultivo de hortalizas en los últimos 30 años en el Distrito de Pucará, reconocimiento de la zona para cuantificar las áreas de cultivo de hortalizas, inventariado de invernaderos y casas huertos existentes en el lugar.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniera Forestal / El dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4) son los principales gases de efecto invernadero (GEI), cuyo aumento sostenido en la atmósfera contribuye al calentamiento global y al cambio climático. El ecosistema esclerófilo de Chile, es un nodo de biodiversidad global cada vez más amenazado, por la actividad humana. El objetivo de este estudio fue verificar si las plantas de este ambiente emiten CH4 en la luz (fotosíntesis) y oscuridad (respiración autotrófica), en seis especies de árboles y arbustos contrastantes (Cryptocarya alba, Quillaja saponaria, Lithraea cáustica, Acacia caven, Colliguaja odorifera y Retanilla trinervia) de los matorrales y los bosques esclerófilos de Chile Central, comparando un verano caluroso y seco frente a un invierno húmedo de temperaturas moderadas. También se esperaba evaluar la relación de los factores ambientales sobre el control de los flujos de CH4 en las plantas. Usando cámaras estáticas, se midieron los flujos de CO2 y CH4 de las plantas mediante un analizador de gases infrarrojo y cromatografía de gases, respectivamente. Las tasas de fotosíntesis fueron mucho mayores en invierno que en verano, aumentando generalmente en la serie: C. alba, L. caustica, Q. saponaria, C. odorifera, R. trinervia y A. caven. La respiración de ramas fue mayor en invierno que en verano, y además mayor en el grupo formado por A. caven, R. trinervia y C. odorifera en comparación con las especies esclerófilas C. alba, L. caustica y Q. saponaria, probablemente asociado a la menor fracción de follaje de rama en el primer grupo comparado con el segundo. Las plantas en la luz durante el verano -generalmente- capturaron CH4, mientras que en invierno, los flujos de CH4 en la plant,a no fueron significativamente diferentes de cero, excepto para A. caven que fue una fuente de éste a la atmósfera (intervalo de confianza del 95%, 12-151 nmol m-2 s-1). En la oscuridad, las plantas generalmente fueron sumideros de CH4 durante el verano, no así en invierno donde no fueron significativamente diferente de cero. La mayor captura de CH4 se observó en R. trinervia en verano (intervalo de confianza del 95%, 89-287 nmol m-2 s-1) en comparación con las otras especies. Los flujos de CH4 en las plantas y en el suelo siguieron un patrón similar que sugiere una fuerte correlación entre ellos. Los flujos de CH4 en el suelo fueron generalmente negativos en el verano capturando CH4 (sumideros) y positivos en invierno (fuentes); que se corresponde con las plantas que capturan CH4 en verano y sin flujos en invierno excepto para A.caven, que emite. Esto sugiere un mecanismo de difusión simple, mediante el cual el CH4 producido en el suelo por metanogénesis en invierno se transporta por el árbol hacia las copas y se libera a través de lenticelas y estomas; mientras que lo opuesto ocurre en verano cuando los metanotrofos del suelo capturan CH4 y generan un gradiente por el cual el CH4 se mueve hacia el suelo desde la atmósfera a través de la planta donde es capturado. Palabras

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / Con el propósito de realizar una estimación de las emisiones y absorciones de Gases de Efecto Invernadero de un Sistema Agroforestal perteneciente a un pequeño propietario de la Comuna de Pumanque, Región del Libertador Bernardo O´Higgins, se caracterizó el sistema de producción, y se identificaron las emisiones y fijaciones de gases de efecto invernadero. Posteriormente, se elaboró un balance final que permitió visualizar y evaluar el tratamiento de las prácticas tradicionales en la agricultura campesina. Los resultados confirman la importancia de los componentes naturales en la captura de carbono, aun cuando las prácticas convencionales actuales no son eficientes. Gran parte de las absorciones de carbono son asumidas por el suelo y la vegetación nativa existente, con una captura de carbono orgánico sobre el 85% del total registrado. Se observó que el principal responsable de las emisiones de CO2 equivalente emitido a la atmósfera es el N2O (Óxido Nitroso) y que provienen de la actividad agrícola en el lugar, considerando el aporte de la producción anual de cultivos, la participación del componente animal en el sistema y la aplicación de productos artificiales para la fertilización del suelo. Los resultados permitieron concluir que los sistemas integrados de producción en la participación sobre la evolución del cambio climático en el país adquieren gran relevancia. Además se infiere que el manejo de los recursos silvoagropecuarios posibilita el aumento de la producción en la agricultura familiar campesina y reduce cuantiosamente las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Palabras clave: Gases de Efecto Invernadero, Sistema Agroforestal, Pequeño Propietario Forestal, Zona Central-Chile.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / El presente trabajo es un estudio sobre el manejo de fertilización realizada por tres agricultores de tomates (Solanum lycopersicum, L.) de invernadero de la Región de O’Higgins. El objetivo del trabajo fue determinar la existencia o no de sobre fertilización del cultivo. Para ello se evaluó la práctica de fertilización habitual de los productores y se contrastó con un manejo racional de la fertilización, el cual considera parámetros del suelo (suministro, eficiencia de aplicación de nutrientes y niveles críticos) y de la planta (rendimientos esperados, demanda y requerimientos internos de nutrientes). Para evaluar el manejo de fertilización realizada por los agricultores, se midió en tres fechas la concentración de nutrientes en el suelo (N, P, K, S, Ca, Mg y Na) y la cantidad de los mismos nutrientes absorbidos por la planta hasta el momento de la cosecha. Se determinó que las dosis usadas por los productores fueron mayores a aquellas recomendadas por el método racional y que existe una sobre fertilización del cultivo; al no relacionar los productores los análisis del suelo con la demanda del cultivo del tomate, lo cual repercute en una pérdida y uso ineficiente de los fertilizantes.