En el presente trabajo se analiza la composición mineralógica y química de los sedimentos activos y preindustriales de los principales ríos que conforman la cuenca del Río Limarí (Región de Coquimbo, Chile). El objetivo es determinar la influencia que tiene tanto la geología como la actividad antropogénica sobre los sedimentos fluviales que componen la cuenca. Luego, en base a la abundancia de metales pesados, establecer su calidad ambiental. Se estima que los resultados de este trabajo son de particular interés en esta zona debido a la estrecha interacción que existe entre sus principales actividades económicas, correspondientes a agricultura y minería. Se analizó la fracción fina (<180 µm) de los sedimentos, la cual se estima representativa de la carga en suspensión. La composición química fue determinada mediante espectrometría de masa y la composición mineralógica mediante difracción de Rayos-X. Los datos fueron procesados utilizando herramientas tales como diagramas de variación geográfica y redes neuronales artificiales. Estos diagramas permitieron realizar una caracterización geoquímica y mineralógica de la cuenca y definir cuáles son los factores más influyentes sobre la composición de los sedimentos. Los resultados obtenidos indican que los factores naturales con mayor influencia sobre la composición química y mineralógica de los sedimentos son: la composición química del basamento rocoso, la presencia de zonas mineralizadas, el efecto de dilución (o concentración) asociado a la confluencia con ríos tributarios y la geomorfología de los valles. Por otro lado, entre los factores antropogénicos se destacó la influencia asociada a la agricultura (uso de fertilizantes), a la minería (lixiviación del material de descarte hacia los ríos) y a la urbanización (descargas urbanas). Los resultados también sugieren que el sistema de embalses ha afectado el régimen hidrodinámico natural modificando tanto la carga en suspensión como los patrones de sedimentación. En particular, los sedimentos activos de algunos cursos fluviales presentan concentraciones de elementos muy superiores al promedio de la cuenca, evidenciando anomalías geoquímicas. Los casos más representativos corresponden a: 1) curso superior del Río Hurtado, presenta altas concentraciones de Cu, Cd, As, Zn, Y, Co, Ni, Se, Bi, Tl, Be, U, MnO, Mo, Sn y HREE asociados a una zona de alteración hidrotermal en la Cordillera de los Andes; 2) curso medio del Estero Ingenio, presenta elevadas concentraciones de Cu, Hg, Au, Fe2O3, Bi, Co, Ni, Sb, Ag y Au asociados a las descargas de la planta La Cocinera (planta de flotación de Cu, Au y Ag); 3) curso superior del Estero Punitaqui (aguas abajo de la Quebrada Los Mantos), presenta elevadas concentraciones de Cu, Hg, Au y Total S asociados a la mina Mantos de Punitaqui. Por lo tanto, los resultados permiten concluir que la ocurrencia anómala de metales pesados en los sedimentos tienen un origen natural, antrópico o mixto, correspondientes a los procesos de lixiviación tanto de cuerpos mineralizados, como lixiviación de materiales de descarte asociados a yacimientos metálicos y plantas de beneficio que son explotados por la pequeña y mediana minería. La toxicidad de los sedimentos se determinó comparando los resultados con parámetros internacionales. Los resultados mostraron que en diversas localidades de la cuenca, las concentraciones de Cu, Cd, Hg, As, Zn y Cr, son superiores a los máximos recomendados, razón por la cual existe una alta probabilidad de que en algunos sectores de la cuenca, los ecosistemas asociados se vean afectados en forma negativa.

Geólogo / En el presente trabajo se analiza la espectrometría de reflectancia de los sedimentos activos de los principales ríos que forman la cuenca del río Limarí (Región de Coquimbo, Chile). El objetivo es determinar el vínculo existente entre la espectrometría de reflectancia de los sedimentos y su geoquímica, para de esta forma, lograr generar una herramienta de prospección que anticipe los resultados químicos y que sea una guía para prospección geoquímica. Se determinó el espectro de reflectancia de la fracción fina (<180µm) de las muestra de sedimentos fluviales activos de los principales afluentes de la cuenca y con ello la composición mineralógica. Los datos espectrales fueron procesados mediante herramientas estadísticas tales como redes neuronales artificiales y análisis de componentes principales. Estas herramientas permitieron agrupar los datos en familias con respuestas espectrales similares, algunas de las cuales se correlacionaron geográficamente con las signaturas geoquímicas encontradas por Astudillo (Astudillo, 2011). Con imágenes satelitales Aster se intentó ubicar la procedencia geográfica de los sedimentos muestreados. Además se utilizó matemática de bandas para determinar la expresión en superficie de algunas mineralogías. Los resultados obtenidos, indican que la respuesta espectral de reflectancia de los sedimentos permite identificar algunas zonas con alteración hidrotermal. En particular la zona de mayor interés encontrada, corresponde al tramo superior del río Hurtado, en el cual existe un vínculo entre las signaturas geoquímicas y las signaturas espectrales de los sedimentos, los cuales presentan altas concentraciones de Cu, Cd, As, Zn, Y, Co, Ni, Se, Bi, Tl, Be, U, MnO, Mo, Sn y HREE asociados a una zona de alteración en la cordillera de los Andes, los sedimentos de este tramo muestran una signatura espectral fuertemente marcada por drenajes ácidos y la presencia de illita. Además, los resultados indican la nula influencia de factores antrópicos, como relaves y agricultura, sobre la respuesta espectral de los sedimentos muestreados.

Geóloga / El tema de esta Memoria corresponde al estudio de una de las cuencas costeras presentes en la Región de Coquimbo, la cuenca de Quebrada Pachingo, la cual se ubicada entre los ríos Elqui y Limarí, aproximadamente entre los W71ª39 18 y W71ª20 16 Longitud Oeste y entre los S30ª18 4 y S30ª36 Latitud Sur. Se pretende establecer una correlación entre la cuenca anterior y la cuenca del río Limarí, estudiando la conectividad entre ambas. La metodología consistió en una recopilación y análisis de datos publicados en otros estudios. Se han elaborados gráficos binarios con los datos hidroquímicos de las aguas subterráneas en la cuenca costera y en el río Limarí. También se han realizado perfiles esquemáticos hidrogeológicos con datos de cotas hidráulicas y las elevaciones tanto de la topografía como del basamento local. Se ha reconocido que las muestras químicas de aguas subterráneas de la cuenca del río Limarí son más enriquecidas en calcio, sulfato y bicarbonato que las muestras de Quebrada Pachingo y Quebrada Seca. Se tiene la misma tendencia para el sodio, salvo en el sector costero, donde la cuenca de Quebrada Pachingo se ve más enriquecida. En el basamento, se ha observado depocentros de hasta 700 m.b.n.m en Quebrada Pachingo y en el río Limarí, separados entre sí por una zona alzada por sobre los 50 m.s.n.m en Quebrada Seca. Se cree que ésta fue originada por fallas inversas y que fue la causa del cambio de curso del río Limarí, dejando su camino hacia la bahía al norte para atravesar los Altos de Talinay al Oeste. Además, Se ha determinado que la divisoria de aguas superficial no coincide con el sector más elevado del basamento y que por lo tanto la cuenca hidrográfica y la cuenca hidrogeológica presentan diferencias espaciales. Se ha observado que los niveles estáticos son relativamente someros y siguen la topografía. Además, los valores de nivel estático parecen indicar que la relación de aguas subterráneas de ambas cuencas, de existir, es menor.

Ingeniero Civil / La recarga a un acuífero constituye una de las principales fuentes de incertidumbre en modelación hidrogeológica, debido a la imposibilidad de ser medida de manera directa, existiendo a la fecha enfoques indirectos para estimarla. En el presente estudio, se plantea el análisis de ésta variable según un enfoque estocástico, en donde se evalúa la incertidumbre de un modelo hidrológico construido mediante el software GoldSim, de manera que éste genere, mediante simulaciones de Montecarlo, diversas series de recarga posibles las cuales se analizan de manera cualitativa y cuantitativa. Dichas series se ingresan, entonces, a un modelo hidrogeológico desarrollado en Groundwater Vistas como condición de borde de entrada al sistema, de donde mediante el proceso de calibración se determinan una combinación de parámetros hidrogeológicos para cada caso que mejor calibre los niveles observados, obteniendo así un rango posible para cada parámetro del modelo. Para ilustrar lo anterior, se confecciona un modelo integrado (hidrológico e hidrogeológico), conectado mediante la recarga, de la subcuenca del río Rapel, IV Región. El análisis estocástico del modelo hidrológico entrega 15 simulaciones (y 15 escenarios de recarga) las cuales, en su calibración hidrogeológica entregan rangos posibles para las conductividades hidráulicas y coeficientes de almacenamiento. Los resultados indican una tendencia a almacenamientos altos (15%) dado posiblemente por la modelación hidrológica de la recarga en términos temporales, mientras que las conductividades hidráulicas calibran en los rangos conceptuales esperados, destacándose zonas ante las cuales el modelo es altamente sensible, como la kx1, con una variabilidad entre 50 y 160 m/d, aproximadamente. Como se mencionó, existen zonas dentro del área de modelación (en general las que cuentan con observaciones) que influyen significativamente en la calibración (kx1, kx8, kx5), en cambio otras presentan una dispersión en la distribución de sus parámetros asociada a una baja o nula incidencia en la calibración final (kx3), lo cual da pie a un análisis mucho más detallado en términos estadísticos relativo a la fuente de incertidumbre de la parametrización hidrogeológica. Finalmente, se observa una fuerte dependencia de la parametrización y la sensibilidad del modelo ante ésta con la recarga media considerada: Dado un rango de recargas medias admisibles entre 533 y 1417 l/s, en general a menor caudal de recarga, mejor es el ajuste global de la calibración, pero al aumentar la recarga aumenta la sensibilidad del ajuste con respecto a los parámetros que controlan la calibración.