Geógrafo / Dado el importante rol que ejerce la Cordillera de los Andes en relación con los recursos hídricos de los ambientes semiáridos, es necesario entender el comportamiento de la nieve, y para ello se requiere implementar un modelo de balance de masa y energía en una cuenca de montaña, como es en la parte alta de la cuenca del Río La Laguna, Región de Coquimbo. Dentro del balance de masa, es importante considerar la acumulación de la nieve mediante métodos más adecuados, como también la ablación, proceso en el cual se debe considerar el porcentaje de fusión y de sublimación. Para establecer un balance de masa de nieve, se requiere entender el intercambio energético que la afecta, estimar los flujos que influyen en ella y cuales tienen mayor importancia. Así es factible poder implementar un modelo que incluya las variables relevantes para este tipo de ambientes. Se realiza una búsqueda de los modelos más adecuados para el área de estudio, determinándose que el modelo Watershed Integrated Management in Mediterranean Environments (WiMMed) cumple con los requerimientos. Luego se explican los pasos necesarios para su implementación. Los resultados obtenidos indican que más de un tercio del total de la ablación de la nieve, aporta hacia la cuenca, mientras que el resto se va hacia la atmósfera por sublimación. Sin embargo estas deducciones cambian por estación del año, siendo los eventos de precipitación de los meses de verano, los que aportan más a la cuenca, debido a la alta tasa de fusión. La radiación neta y el flujo turbulento de calor latente son las variables que más influyen en el balance de energía de la nieve, principalmente en las altas cumbres. Estos resultados se comparan con otras investigaciones en cuencas aledañas y similares al área de estudio, las cuales coinciden en la gran mayoría. También se realizan observaciones y se plantean necesidades de mejora del modelo, para representar de mejor manera el comportamiento de la nieve en ambientes semiáridos.

Ingeniero Civil / El recurso hídrico hace mención a los cuerpos de agua existentes en el planeta y su estudio busca determinar su disponibilidad para que así el ser humano pueda aprovecharlo desde el uso más básico, representado como el consumo directo, hasta su utilización en las principales actividades económicas, sociales y culturales de la población. Una parte importante proviene de la nieve, llegando a existir localidades que dependen casi en su totalidad de esta fuente de agua potable, por lo que comprender los procesos de formación y derretimiento del manto de nieve se vuelve indispensable. Uno de los factores determinantes al momento de estudiar estos procesos corresponde al balance de energía en el manto nival, en donde el aporte de los flujos turbulentos de calor intercambiados con la atmósfera y también las variaciones de energía interna han sido poco estudiados en ambiente de montaña, dada la complejidad que implican las pendientes en dichos terrenos, siendo que su contribución puede ser significativa. Así, esta memoria busca analizar las magnitudes y variaciones de estas componentes durante un período extenso, en el cual se realizó la campaña de mediciones en la zona de Valle Nevado, en la Región Metropolitana de Chile (33°21 S, 70°14 O, a 3038 m.s.n.m.). Para lo anterior se realizó la instalación de un anemómetro sónico con sensor de gases incorporado, una estación meteorológica estándar y sensores de luz y temperatura en profundidad del manto, con el fin de obtener la base de datos a utilizar. El análisis de la información medida entre el 23 de agosto y el 5 de octubre de 2016 permitió realizar, por un lado una estimación de las variaciones de energía interna de la nieve mediante la aplicación de un modelo difusivo de temperatura en profundidad del manto de nieve, y por otro, determinar las series de tiempo de los flujos turbulentos que podrían tener un fuerte impacto en el balance de energía de la nieve. Además, el estudio de las forzantes medidas y el contraste con los flujos turbulentos permitió realizar un análisis cualitativo para así comprender de mejor manera las variaciones observadas en las series de tiempo de dichos flujos. Finalmente se determinó el aporte de cada flujo al balance de energía, obteniendo que los flujos radiativos representan un 69% del total, el calor sensible un 13.8%, el calor latente un 9.8% y las variaciones de energía interna un 7.4%.La importancia de este trabajo radica, por un lado, en la determinación directa de los flujos turbulentos que usualmente son difíciles de cuantificar, y por otro, agregar al balance la componente asociada a las variaciones de energía interna que muchas veces se omite dada la complejidad que representa el hacer las mediciones.

Los radares de apertura sintética basados en tierra (GB-SAR) son instrumentos que, aun siendo relativamente jóvenes, se utilizan con éxito para monitorizar operacionalmente deslizamientos de tierra. Por otra parte, el manto nivoso se ha estudiado tradicionalmente a nivel local con sensores invasivos o con radares de onda continua. El trabajo presentado en esta tesis contribuye a la conjunción de ambos campos: el uso de sensores GB-SAR para la monitorización del manto nivoso. En los capítulos 5, 6 y 7 se muestran las tres técnicas desarrolladas: cálculo de la altura del manto nivoso, cálculo del volumen de nieve desplazado en una avalancha, y detección y clasificación de avalanchas.La altura del manto nivoso se calcula a partir de la fase interferométrica diferencial de dos adquisiciones SAR consecutivas bajo la hipótesis de nieve seca y asumiendo un modelo de nieve de una capa. El volumen desplazado en una avalancha se obtiene mediante la resta de dos modelos del terreno digitales (DTM) generados justo antes y después del fenómeno avalancha. Los DTMs se obtienen con el modo topográfico del instrumento: dos antenas separadas una cierta distancia reciben simultáneamente los ecos de una tercera antena que transmite. La tercera técnica de monitorización, detección y clasificación de avalanchas, se realiza mediante la magnitud de la coherencia compleja entre dos imágenes SAR consecutivas. Las avalanchas de nieve presentan valores de coherencia muy bajos en el área afectada, que puede ser identificada mediante un modelo basado en características morfológicas y estadísticas. En la presente tesis se presenta un innovador algoritmo para la detección y clasificación de avalanchas.El GB-SAR del Joint Research Centre, una vez mejorado para permitir su uso continuado 24h al día y 7 días a la semana (capítulo 3), ha sido utilizado para desarrollar y verificar las técnicas mencionadas anteriormente. Se han realizado medidas durante seis inviernos, que han proporcionado más de 120000 imágenes SAR a una frecuencia aproximada de 12 minutos por imagen. Se han estudiado dos emplazamientos, cada uno con características diferentes con el fin de verificar el uso operativo de las técnicas bajo condiciones reales. Los resultados muestran que la obtención de la altura del manto nivoso es posible pero su aplicación está limitada al campo experimental ya que su uso está condicionado por fuertes restricciones. Un estudio de viabilidad posteriormente confirmado con medidas muestra, en cambio, las limitaciones de precisión de los instrumentos GB-SAR para obtener una estima del volumen de nieve desplazado en una avalancha. Finalmente, la técnica más prometedora es la de detección y clasificación de avalanchas, la cuál se demuestra factible y robusta desde un punto de vista operativo y práctica desde una perspectiva de usuario final. / Ground-based synthetic aperture radars (GB-SAR) are instruments that, although relatively young, are operationally used to monitor landslides with sub-millimetre accuracy. There are however other application fields that deserve some attention. Monitoring of the snow cover and, in particular, of those processes associated with the snow avalanches are a clear example of this. To date, monitoring of the snow cover has been traditionally carried out at local scale either with invasive sensors or with continuous wave (CW) radars, while at wider scales air- or satellite-borne sensors have been employed. The work presented in this PhD thesis is a first attempt to study the potential use of GB-SAR sensors to monitor the snow cover. Three techniques for monitoring snow cover with GB-SAR are presented through Chapters 5, 6 and 7: snow height retrieval, snow avalanche volume retrieval and avalanche events detection and classification.Snow height is retrieved by using the differential interferometric phase of two consecutive SAR acquisitions under the assumption of single layer model and dry snow conditions. The volume displaced in a snow avalanche is computed by subtracting two digital terrain models (DTM) generated immediately before and after the avalanche event.DTMs are obtained with the topographic interferometric mode of the instrument: a spatial base line separates two antennas that simultaneously receive the echoes of a third transmitting antenna. The third monitoring technique, avalanche detection and classification, is achieved identifying low-coherence anomalies in the coherence image between two successive SAR acquisitions. Snow avalanches present a low-coherence signature that can be identified by a morphological and statistical parameter model. A novel detection and classification scheme for snow avalanches is proposed.The Joint Research Centre's GB-SAR sensor, upgraded to allow continuou operation 24 hours a day 7 days a week, also as part of the work of this thesis (Chapter 3), was used to develop and assess the before mentioned techniques. Measurements were carried out during six winters, providing more than 120000 SAR images at a rate of one image every 12 minutes approximately. Two test sites were studied, each with different characteristics in order to assess under real conditions the operational use of the monitoring techniques. Results show that snow height retrieval is achievable but remains, for the moment, an on-going research topic due to strong constraints limiting its use. A feasibility study is presented showing the accuracy limitations of GB-SAR to compute the snow volume involved in an avalanche. Finally, the most promising technique is snow avalanche detection and classification, which is demonstrated to be feasible and robust from an operational point of view and practical from an end user perspective.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Ingeniero Civil / La disponibilidad del recurso hídrico en Chile central está relacionada con el volumen total de deshielo proveniente de las cuencas nivales, especialmente en el periodo de estiaje. Por este motivo, surge la necesidad de entender los procesos físicos relacionados con el derretimiento y cuantificar el volumen de agua contenido en el manto nival. El presente estudio propone un modelo de reconstrucción retrospectiva distribuido a escala diaria del equivalente en agua de nieve (SWE, por sus siglas en inglés) contenido en el manto nival considerando el balance de masa - energía propio de la interfaz superficie del manto nival - aire. La modelación incorpora datos meteorológicos locales e información satelital (MODIS) de cobertura nival fraccional y albedo nival. La zona de estudio corresponde a la cuenca Ojos e Agua (39 [Km2]), ubicada en la subcuenca Alta del Aconcagua, Chile. La reconstrucción del SWE propuesta, es aplicada durante la temporada de deshielo de los años 2010 y 2011. Los resultados muestran un volumen máximo de SWE al inicio de la temporada de deshielo de 11 y 16 millones de metros cúbicos respectivamente, valores consecuentes con la disponibilidad hídrica registrada para cada año modelado. Tras la reconstrucción, se procede a la validación del modelo considerando (1) mediciones puntuales del espesor del manto nival y (2) el volumen total de deshielo observado a la salida de la cuenca. La validación muestra que el modelo propuesto solo es capaz de explicar el promedio espacial del SWE observado y la distribución espacial de SWE a una escala mayor a la de ladera, explicando de forma más satisfactoria los volúmenes de deshielo (con un error promedio anual de un 20%). Luego, se estudian diversos aspectos de interés tales como: (1) la influencia de cada forzante meteorológica, parámetro del manto nival y característica fisiográfica incluida en el modelo por medio un análisis de sensibilidad enfocado a la cuantificación del efecto ejercido sobre el flujo de energía total externa, (2) la definición de áreas representativas para la medición en terreno del SWE (ARs) mediante dos enfoques complementarios basados en la representatividad del SWE promedio espacial, obteniendo un área porcentual (2010 y 2011) de un 10% y 17% para ambos enfoques respectivamente, (3) la evaluación de la capacidad predictiva del equivalente en agua de nieve máximo respecto al volumen total de deshielo. El modelo desarrollado es una herramienta potencialmente útil para efectos de predicción y estudio de procesos físicos relacionados con el manto nival, siendo de interés la instrumentación nivométrica ubicada en distintas ARs (definidas según los enfoques propuestos en este estudio) con el propósito de la futura aplicación de modelos de derretimiento de base semi empírica, disminuyendo el error de predicción al mejorar la calidad de la calibración de los parámetros requeridos.

El presente trabajo de titulo tiene como objetivo la creación de un plan comercial para la unidad de negocios “venta de tickets día de Valle Nevado S.A.”, una de las empresas más importantes en la industria de la nieve en Chile. Para conseguir esta meta, se realizó un completo análisis estratégico de la empresa de acuerdo a la industria en a que esta inserta. Lo anterior en conjunto con una investigación de mercados realizada por la alumna, permitieron desarrollar el marketing mix. Finalmente se evaluó la viabilidad económica del plan. Este proyecto fue motivado por el vacío de información acerca de los clientes de tickets día del centro invernal. Se parte del supuesto que la toma de decisiones informada puede aumentar la rentabilidad del negocio. Para realizar en análisis estratégico se utilizó la metodología introducida por Michael Porter así como el análisis FODA. De esta forma, se detectó que el escollo más relevante para la empresa es la rivalidad con sus competidores. Luego, se procedió a realizar una investigación de mercados que en su etapa cualitativa consistió en llevar a cabo el método de entrevistas en profundidad. Esta etapa definió las variables de consumo y actitud relevantes para un esquiador del valle central, las que permitieron generar un cuestionario que mas tarde sería aplicado en terreno por la alumna. Los resultados arrojaron que los clientes se dividen en tres claros segmentos, de los cuales hay un segmento considerablemente más elástico que los otros. La clasificación se da mayoritariamente por rango etario y actividad. Sin embargo, el hallazgo más relevante fue la necesidad de sentido de pertenencia de los esquiadores y la fría relación que perciben con el centro. Por lo tanto, la creación del marketing mix se vio complementada por la creación de un club de fidelización que permita la automatización de la obtención de los datos y así entender de manera sistemática las necesidades de los clientes. Finalmente, se realizó una evaluación económica incremental del plan. En el contexto de un análisis conservador y para un horizonte de evaluación de 5 años, se obtuvo un VAN de $30.294.000 pesos, con una tasa de descuento del 17% y una TIR del 32%.

Ingeniero Civil / En la zona central de Chile, se ubica la mayor cantidad de la población del país, así como el desarrollo de las principales actividades económicas y productivas. Considerando que los ríos de las cuencas ubicadas en esta zona poseen un régimen marcadamente nivo-pluvial, reviste gran importancia cuantificar la nieve disponible previa al deshielo, para así conocer los volúmenes disponibles en dicha temporada. El objetivo de este estudio, es analizar de manera integral los datos históricamente medidos en rutas de nieve de la zona central del país, con énfasis en la identificación de tendencias y la relación con caudales de deshielo. Además, se evalúan los pronósticos de caudales que año a año realiza la DGA. Para evaluar los caudales pronosticados, se utilizó el indicador PBIAS (porcentaje de sesgo), considerando tanto las predicciones de la DGA como los datos medidos por las estaciones fluviométricas entre los años 1974 y 2011. En relación a la nieve, se cuentan con información de terreno de las rutas de nieve y snow pillows, así como con información satelital que entrega la posición de la línea de nieve. El estudio del pronóstico de caudales, da como resultado que en general las estaciones al norte de la latitud 30°S no han mostrado un buen desempeño en la predicción del caudal que registrarán, ocurriendo lo contrario en las ubicadas más al sur. Por lo general, estas últimas logran un desempeño histórico mejor al 20%. En relación a las rutas de nieve, se obtiene que sus registros coinciden de muy buena forma con los medidos mediante snow pillow. Así mismo para algunas rutas, los máximos anuales presentan una alta correlación con los volúmenes de deshielo en estaciones fluviométricas cercanas. Calcular el coeficiente de grado día resultó particularmente complicado, ya que el registro de los snow pillow presenta grandes vacíos, así como también lo hacen las temperaturas. Por las razones anteriores sólo se calculó en la estación Portillo, obteniéndose valores que oscilan entre los 3 y 8 [mm d¬^(-1)°C^(-1)], coincidiendo con información mostrada en la bibliografía relacionada. Finalmente, la línea de nieve ha mostrado una tendencia general a ubicarse año a año en cotas menores. El mínimo que alcanza se ve altamente afectado tanto por la precipitación como por la temperatura durante los meses de invierno (JJA). Como trabajo futuro, se sugiere aprovechar de mejor forma los snow pillows disponibles, así como aumentar la red de monitoreo nival, lo que conllevará a que los caudales pronosticados puedan ser de calidad superior a la actual.

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Es evidente que la pobreza económica es uno de los problemas que presentan los países subdesarrollados, y que su reducción está relacionada con el aumento de la productividad en las PYME, dado el alto impacto que han representado a lo largo del tiempo. Muchas entidades han identificado la importancia de la agricultura en el sector económico del país. Por lo tanto, es necesario un diagnóstico en la zona. El propósito de este diagnóstico es tener una referencia del entorno desde el punto de vista general, en el que se pueden observar todas las interacciones, descripciones, particularidades y procesos existentes. En esta primera etapa del diagnóstico, se lleva a cabo utilizando un muestreo no probabilístico, que es un método común en la investigación. Uno de los muchos métodos utilizados para identificar el diagnóstico es el muestreo de bolas de nieve que permite encontrar el diagnóstico de poblaciones ocultas donde no hay manera de conocer todas las características de una población. La ventaja de utilizar este tipo de muestreo es que un solo informante inicial puede poner al investigador en contacto con otras fuentes. Además, sobre la base de los resultados obtenidos, se identificó que las causas del problema del sector de Chirimoya estaban asociadas a 3 procesos críticos que reflejaban la no productividad de este sector: proceso de gestión de planificación y control de la producción, proceso de gestión logística y proceso de gestión de la calidad. / It is evident that economic poverty is one of the problems presented by underdeveloped countries, and that their reduction is related to the increase in productivity in MSEs, given the high impact they have represented over time. Many entities have identified the importance of agriculture in the economic sector of the country. Therefore, a diagnosis is necessary in the area. The purpose of this diagnosis is to have a reference of the environment from the general point of view, in which all the interactions, descriptions, particularities and existing processes can be observed. In this first stage of the diagnosis, it is carried out using a non-probabilistic sampling, which is a common method in the investigation. One of the many methods used for identifying diagnosis is the snowball sampling that allows finding the diagnosis of hidden populations where there is no way to know all the characteristics of a population. The benefit of using this type of sampling is that a single initial informant can put the researcher in contact with other sources. Further, based on the results obtained, it was identified that the causes of the problem of the Cherimoya sector were associated to 3 critical processes that reflected the non-productivity of this sector: process of planning management and production control, process of logistic management and process of quality management. / Tesis

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / El sensoramiento remoto en el rango de las microondas y su relación con las propiedades físicas del manto de nieve han sido ampliamente estudiados en los últimos años. Sin embargo, no ha sido evaluada en la Cordillera de los Andes, tal como es el caso de los Andes Centrales de Chile ubicados entre las latitudes 29,5ºS y 36,5ºS. La ventaja de las microondas radica en su capacidad para penetrar el manto nival y recoger información del equivalente de agua en nieve (SWE). El objetivo del presente trabajo es explorar el uso de microondas pasivas del producto L2A de AMSR-E (Advanced Microwave Scanning Radiometer - Earth Observing System), y su relación con el SWE en 3 cuencas experimentales en los Andes Centrales de Chile. Para ello se procesó la temperatura de brillo (Tb) en la frecuencia de 36,5 GHz (14 km x 8 km) a nivel de estación, puntos de grilla y subcuencas; y se utilizó un reanálisis de SWE (0,05º) elaborado para los Andes extratropicales de Chile para el periodo 2002-2011. La relación entre la mínima Tb de cada temporada (abril marzo) y el SWE concurrente a esta presenta coeficientes de determinación (R2) superiores a 0,50 en cuencas del sector centro y norte (>3000 msnm) de los Andes Centrales de Chile, e inferiores a 0,20 hacia el sector sur (<3000 msnm). Existe alta variabilidad en la relación Tb-SWE asociada a la distribución latitudinal de la elevación y vegetación en Chile Central; así como a la heterogeneidad de las propiedades del manto nival en cuencas de topografía compleja. Finalmente, se comprobó que las microondas contienen información relevante para el potencial monitoreo interanual del SWE en zonas elevadas, con escasa vegetación y bajo contenido de agua líquida en el manto nival.

Ingeniero Civil / El conocimiento existente de las características de la nieve en Chile es escaso, por lo que es difícil determinar y predecir su comportamiento con exactitud. Esta representa un porcentaje importante de los recursos hídricos existentes, pero su incidencia sobre la cantidad de agua disponible no ha sido completamente determinada. Es por esto que se busca avanzar en el conocimiento de las características de la nieve chilena mediante el uso de herramientas que utilicen como datos de entrada mediciones de datos meteorológicos fácilmente recopilables, con el fin de simular la dinámica que gobierna los procesos físicos involucrados en la metamorfosis y acumulación de nieve. SNOWPACK es un modelo numérico que fue desarrollado para caracterizar la nieve con una singularidad por sobre otras herramientas: El modelo hace especial énfasis en representar de manera exhaustiva la microestructura de la nieve (forma y tamaño de granos, su distribución y características) debido a que afecta de manera significativa las propiedades macroscópicas de la cubierta nival (transferencia de calor y agua dentro de la cubierta, gradientes de temperatura, estabilidad mecánica, entre otras.). Estas propiedades afectan en los procesos de depositación, derretimiento y desplazamiento de nieve. Se utilizó el modelo para caracterizar la nieve de tres zonas de Chile: La cordillera del Norte Chico (Región de Coquimbo), la zona central (Región Metropolitana) y en la cordillera templada del centro-sur (Región del Bío Bío). En estas localidades se recopiló información meteorológica y se simularon series de tiempo de distintas propiedades del manto, siendo las más relevantes la temperatura, densidad, tipo de grano y el equivalente agua-nieve (SWE). Posteriormente, con estos resultados se estimó el contenido de frío, el cual es una medida de la energía almacenada en el manto de nieve, por lo que sus variaciones en el tiempo responden a la acción de flujos energéticos, tales como la radiación y los flujos turbulentos de calor latente y sensible entre otros efectos, los que controlan la acumulación de energía en el manto. Con los resultados de las simulaciones (temperatura, densidad y tipo de granos dentro del manto, entre otros.) se pudo caracterizar las diferencias de la nieve en los sitios de estudio, incluyendo el régimen térmico dentro del manto, formación de granos, acumulación de agua (SWE) y el desarrollo del perfil de densidades. Se obtuvo que en los mantos más someros los flujos turbulentos de energía controlan el derretimiento de nieve, como en Tascadero el año 2014, donde los flujos turbulentos corresponden a un 50.6% del balance energético, y en los mantos más profundos los flujos radiativos son más importantes, como en Tascadero el 2013 y 2015, en Valle Nevado y en Valle Hermoso el año 2015, donde los flujos radiativos corresponden al 76.9%, 66.1%, 79.9 % y 83.4 % del balance energético, respectivamente.