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.

El artículo no presenta resumen.

En el presente trabajo de tesis se desarrolla un balance hídrico de la laguna Parón, localizada en la provincia de Huaylas, departamento de Ancash. Esta laguna se encuentra en el Parque Nacional Huascarán (Área Natural Protegida) y en la cuenca hidrográfica del río Santa. La laguna Parón tiene un origen de tipo glaciar, por ese motivo se toma en consideración aspectos de los glaciares. Así mismo, al conocerse estudios realizados en la Cordillera Blanca que indican que el calentamiento global afecta directamente a las lagunas de origen glaciar, como es el caso de la laguna Parón, se consideró a este factor en el balance hídrico. Para incluir los aspectos antes mencionados, se decide plantear el balance hídrico en tres escenarios de aprovechamiento. El primer escenario, denominado “escenario actual 2010”, situado en el año 2010, en este se realiza un balance hídrico mes a mes; el segundo, denominado “escenario 2030”, situado en el año 2030, en el que se realiza un balance hídrico anual, finalmente, el tercer escenario se denomina “escenario 2090”, situado en el año 2090, en el que se realiza un balance hídrico mes a mes. Los tres escenarios se desarrollan en un Sistema de Información Geográfica (SIG). Se ha considerado a la micro cuenca Parón como el área aportante a la laguna del mismo nombre. Los parámetros considerados en el balance hídrico fueron: La precipitación sobre la laguna, la escorrentía (diferenciada como escorrentía glaciar y escorrentía no glaciar) y la evaporación sobre la laguna. Se presenta el balance hídrico de la laguna Parón como propuesta para el aprovechamiento sostenible de sus recursos hídricos en el contexto actual del calentamiento global. Es importante resaltar que el presente trabajo ha sido compartido con la población local, a través de talleres de capacitación en los que se trataron conceptos como ciclo hidrológico, cuenca hidrográfica, balance hídrico, calentamiento global, entre otros. / Tesis

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.

Ingeniero Civil / Uno de los grandes problemas relacionados al recurso hídrico es su disponibilidad a futuro. En ese marco, las reservas glaciares pueden jugar un papel fundamental. Más allá de la retórica de que los glaciares son las reservas del futuro, es necesario cuantificar qué parte del escurrimiento actual corresponde a la descarga de los glaciares y como esto podría cambiar hacia el futuro bajo escenarios inminentes de cambios climáticos. Este trabajo de título consiste en realizar un análisis del retroceso glaciar y la influencia que tiene en la cuenca del río Olivares ubicada en la provincia Cordillera, Chile. Los Glaciares de la zona de estudio corresponden a Olivares Alfa, Beta, Gamma y Juncal Sur, que desde la segunda mitad del siglo pasado hasta ahora, han presentado un retroceso considerable en su superficie. Además de los glaciares nombrados, se estudiaron de manera general los glaciares aledaños que presentan descarga hacia la cuenca y los glaciares de menor tamaño que representan parte del flujo. El objetivo general de este trabajo es estimar la variabilidad de los recursos hídricos en la cuenca Olivares y los posibles alcances que tiene sobre la hidrología del sector el retroceso de los glaciares. Para ello se realizó un estudio de las variables que inciden en el retroceso glaciar, para determinar en el tiempo la evolución de estos. Una vez determinadas las características de la zona de estudio y el comportamiento de los glaciares, se determinaron los parámetros de la descarga glaciar y de la cuenca, que permitieron generar un modelo de escurrimiento para un periodo anual y para un periodo de seis meses comprendido entre octubre y marzo que corresponde al "Periodo de deshielo" debido a la ausencia casi total de precipitación en esa época. Una vez realizada la calibración y validación del modelo se realiza una proyección del escurrimiento entre los años 2040-2070 considerando el retroceso glaciar y los escenarios extremos de cambio climático, RPC2.6 y RPC8.5 (IPCC, Climate Change 2013: The Physical Science Basis, 2013). Las proyecciones indican que hacia el año 2040 existirá una disminución del caudal cercano a 0.5 m3/s promedio anual producto del retroceso glaciar y cambio climático. Hacia el año 2070 la disminución será de hasta 3.5 m3/s dependiendo del escenario utilizado. En el caso del periodo de deshielo, la cifra puede superar los 5 m3/s. Para el escenario RPC8.5, producto de un retroceso glaciar más acelerado, la disponibilidad de caudales aumentará durante los próximos años, para posteriormente tener una disminución mucho más fuerte que el escenario RPC2.6, lo que hará que en el largo plazo el escenario RCP2.6 sea mucho más sustentable, aunque en el corto plazo cuente con menores caudales para los próximos años. El estudio indica que para los años extremadamente secos el retroceso glaciar podría generar aportes de caudal de hasta 90% del caudal total del periodo de deshielo (como promedio) en un escenario RCP8.5, mientras que en años normales, en condiciones actuales, representa cerca de 12%. Para el escenario RCP2.6 en el periodo de deshielo el aporte glaciar es cercano al 20%. Ante una eventual desaparición de los glaciares o una reducción considerable de su volumen para finales del siglo el caudal del río Olivares bajaría considerablemente; Para el escenario RCP8.5 el caudal disminuiría cerca de un 41% del caudal promedio de la serie histórica.

Tesis para optar al grado de Magíster en Administración / Álvarez Ovalle, Nelson [Parte I],Madrid Galgani, Rodrigo Esteban [Parte II] / La propuesta de negocio analizada en este trabajo propone la optimización del uso de recursos hídricos a través de la implementación de sistemas de colección y tratamiento de aguas grises. Con este recurso se podrá entregar un valor agregado para el medio ambiente y la comunidad en la zona de implementación, en donde se conseguirán ahorros significativos del consumo de agua potable y la obtención de aguas grises para usos alternativos en tareas y requerimientos de aguas no potables. Es importante señalar que en este ámbito las demandas ciudadanas se hicieron sentir fuertemente en el año 2011, expresadas en el paro comunal de ese mismo año, en que el principal sentir era la “brecha entre la riqueza que genera la comuna y la calidad de vida de la población”, que es evaluada como mala. Al analizar distintos indicadores se observa que en el año 2010 el 95% de la población considera que la carencia de áreas verdes, es un problema importante de la comuna. Por otro lado el Indicador de Calidad de Vida Urbano (ICVU) da cuenta que la comuna de Calama se encuentra dentro de las 10 comunas con mejor nivel, en función a que este indicador tiene como objetivo evaluar las condiciones de vida objetivas de la población generadas a partir de las actuaciones y dinámicas de transformación de los espacios urbanos, inducidos por actores públicos, privados y la sociedad civil. La estructura del análisis considera el diagnóstico de la situación a través de la revisión de estrategias de negocios, macro entorno, tamaño del mercado, industria, análisis interno y de cartera producto-mercado. Posteriormente se presenta la propuesta de valor para la problemática, a través de la determinación de objetivos, selección de estrategias, desarrollo de planes de acción, criterios e indicadores de control, plan de seguimiento y contingencia. Como resultado de los análisis mencionados, se determina que nuestra propuesta de valor considera, satisfacer la necesidad de recursos hídricos para actividades suntuarias, que no necesitan agua potable, desarrollando una estrategia de diferenciación y desarrollo de un producto innovador, respaldado por un servicio de construcción de Plazas y Parques para dar una respuesta rápida y tangible que satisfaga las necesidades de los clientes, que estarán concentrados en los fondos disponibles de las mineras de la zona destinados a Responsabilidad Social empresarial, implementando un servicio personalizado para cada perfil, que será reflejo de la cadena de valor propuesta. Como resultados, se espera desarrollar la industria de consumo de aguas alternativas, instaurando en las personas el concepto de aguas grises, y a través de un marketing emocional, quebrar el paradigma de la zona, de que prácticamente es imposible tener los recursos para mejorar el paisajismo y desarrollo de áreas verdes. Por lo tanto la propuesta pretende como foco fundamental el estar presente en los proyectos de R.S.E de las operaciones mineras de la comuna de Calama y en el mediano plazo extenderse a la ciudad de Antofagasta. Finalmente, la evaluación económica para el desarrollo de este negocio indica que se requiere una inversión de $ 351.903.524 con lo que se obtiene una proyección atractiva, obteniendo un VAN de $340.918.936, TIR 34% y una recuperación de la inversión en el quinto año.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Embalses a nivel mundial son operados con el objetivo de satisfacer demandas de agua para diferentes usos: consumo humano, agricultura, hidroelectricidad, caudales ambientales e intereses recreacionales. Estos uso debido a periodos prolongados de sequias, generados por el cambio climático, aumento de la población, degradación del medio ambiente y aumento de la demanda energética han exacerbado diferentes conflictos en la utilización del recurso a diferentes escalas especiales y temporales . Por lo anterior, decisiones de asignación de agua desde embalses y el análisis de sistemas de recursos hídricos en general deben tener en cuenta diferentes trade-offs entre los usos que se ven beneficiados con el recurso, con el objetivo de realizar una efectiva coordinación y resolución de conflictos. El riego y la hidroelectricidad son los principales usos en los sistemas hídricos a nivel mundial. Estos usos del agua en algunas zonas geográficas sostienen un conflicto inherente a sus requerimientos de agua debido a que son estacionalmente dispares. La hidroelectricidad tiene las mayores demandas en invierno y el uso agrícola concentra la utilización del recurso en los meses de verano. Por otro lado, la escala espacial de utilización del recurso puede transcender la cuenca, debido a la interconexión del sistema eléctrico, el cual es operado en base a intereses del operador del sistema eléctrico. Por tal, la decisión de asignar agua de un embalse puede involucrar información de disponibilidad del recurso de otras cuencas, además de información propia del sistema eléctrico, relacionada con incertidumbre de precios de combustible, estado de líneas de transmisión, demandas energéticas, entre otras. Éste trabajo plantea una propuesta metodológica para la planificación de la asignación del recurso hídrico, considerando el valor económico de los usos, integrando funciones de demanda mensual para uso agrícola, con dos representaciones del valor marginal de la generación eléctrica, inserta en un sistema eléctrico interconectado el cual transciende la cuenca. El enfoque propuesto realiza una correcta representación del uso hidroeléctrico en un modelo a escala de cuenca, lo cual alivia los conflictos entre el riego y la hidroelectricidad en presencia de escasez hídrica.

El presente estudio tiene como objetivo calibrar los parámetros hidrológicos en la subcuenca del río Quilcay – Ancash empleando los modelos del Soil Conservation Service (SCS) y Snyder. Para ello, se obtuvo información pluviométrica e hidrográfica de estaciones pertenecientes a la zona de estudio, las mismas que fueron evaluadas para periodos de retorno de 10, 25, 50 y 100 años. Por su parte, la caracterización de la subcuenca de estudio se realizó a través del software Arcgis v.10.2 y el proceso de calibración se llevó a cabo de manera automática utilizando como herramienta el software Hec- HMS y la función objetivo de “error porcentual al pico”. Los resultados obtenidos muestran que, pese a que ambos modelos hidrológicos presentaron tendencias similares, el Hidrograma Unitario Sintético (HUS) de Snyder logró ajustarse mejor a los caudales máximos reales con una variación promedio de 19%, mientras que el HUS del SCS presentó una variación promedio de 34%. Asimismo, el proceso de validación de ambos modelos indicó que el HUS de Snyder representó de manera más adecuada la realidad hidrológica de la subcuenca Quilcay por encima del HUS del SCS. Por otro lado, es importante aclarar que, aunque el título del presente estudio indique que la acción de calibrar se da a nivel de los parámetros, este proceso es propio de los modelos hidrológicos. / Tesis

El Tornillo de Arquímedes o Tornillo sin fin, tiene un gran número de aplicaciones como transportador y dosificador, elementos de transmisión usándolo junto a una corona, bomba de Tornillo y para generación de energía eléctrica. El uso para la generación de energía eléctrica es reciente; Se tiene como proyectos más representativos los implementados en la reforma al Dique del Río Tess y el proyecto Morden Hall Park, ambos implementados en Inglaterra en el año 2012. La aplicación del Tornillo de Arquímedes para la generación de energía eléctrica se presenta como una alternativa importante para aprovechar los recursos hídricos a pequeña escala, en centrales pico y mini hidroeléctricas, y en recursos hídricos como pequeños ríos o canales de regadío con saltos de agua menores. La presente tesis consistió en el análisis energético de un Tornillo de Arquímedes para la generación de energía eléctrica capaz de implementarse en un canal de regadío con un caudal de agua de 2 m3/s y un salto de 2 m, a modo de caso de estudio. Para realizar el análisis energético se recopilo información acerca del rango de operaciones de las tecnologías existentes para centrales hidroeléctricas, se establecieron consideraciones previas, se realizaron cálculos de diseño de los elementos del sistema y se seleccionó los equipos necesarios para la fabricación e implementación de un Tornillo de Arquímedes en las condiciones mencionadas. Al finalizar el desarrollo de esta tesis, se obtuvo información que demuestra técnicamente la viabilidad del uso de un Tornillo de Arquímedes para aprovechar fuentes hídricas de baja escala. Bajo las condiciones del caso de estudio se ha obtenido una potencia de 26 kW y eficiencia total del sistema de 76%. Adicionalmente, se deben tener consideraciones técnicas para el correcto funcionamiento tales como: la necesidad de usar una caja multiplicadora de velocidad por la baja velocidad de funcionamiento del Tornillo de Arquímedes y el uso de un árbol de transmisión hueco por las dificultades que representaría utilizar un árbol macizo, para esta aplicación. / Tesis

El presente trabajo académico aborda el tratamiento del agua como recurso natural y sus implicancias no solo desde la perspectiva legal, sino en cuanto al impacto respecto de su gestión, proponiendo que la misma sea resultado de la acción colaborativa de los actores sociales ubicados a lo largo de una cuenca, actores entre los que se encuentra el Estado, al que corresponde entre otras funciones, generar espacios deliberativo participativos, en los cuales en base a la información y confianza se puedan establecer ‘reglas claras’ que permitan la eficiente gestión del recurso hídrico en cuanto a su provisión y calidad. Este tema resulta de especial interés, toda vez, que se parte de una perspectiva de análisis diferente, al considerar la gestión del recurso hídrico como un proceso humano, que involucra a la población, a las empresas, industrias y al Estado, desde una intervención que no se limitaría a generar e imponer un marco normativo, sino a brindar las condiciones para la participación conjunta de los usuarios con el propio Estado, que permita la institucionalización y reconocimiento de los marcos normativos y los acuerdos establecidos. Se concluye que la mejor estrategia para la gestión del agua se encontraría en la complementariedad de los actores sociales, de los roles que compete a cada uno de los usuarios, en función a la información privilegiada que cada uno de ellos detenta y en el establecimiento de ‘reglas claras’, sustentadas en base a esa información, que permita prever los escenarios y evitar la ‘aversión al riesgo’. En el Anexo del presente trabajo, es de especial atención a nivel de experiencia comparada el ‘Pago por Servicios Ambientales en la Microcuenca de Chaina en Boyacá – Colombia’, experiencia que permite la comprensión del surgimiento de los mercados ambientales e incide en la importancia de la institucionalidad de los acuerdos. / Trabajo académico