Memoria para optar al título profesional de: Ingeniera en Recursos Naturales Renovables / En la Comunidad Atacameña de Peine, en la Comuna de San Pedro de Atacama, la escasez de agua es un problema transversal que afecta a todas sus viviendas. El agua proveniente de la red pública es discontinua y, en general, los habitantes se abastecen también de fuentes alternativas. El poblado cuenta con abundantes niveles de radiación solar, sin embargo, el 100% de las viviendas se abastece de energía eléctrica generada por la Sociedad Chilena de Litio. Esta última, también está a cargo de la recolección de los residuos sólidos, donde un gran porcentaje pasa directo desde su generación al vertedero. Por otra parte, el confort al interior de las viviendas difiere entre una tradicional, construida en base a piedra y “torta de barro”, y una industrializada, donde predomina el bloque de hormigón y las planchas de zinc, siendo las primeras las que se adaptan mejor a las condiciones climáticas de la zona, de acuerdo a la sensación térmica de sus habitantes. Con este trabajo se pretende identificar opciones que contribuyan al mejoramiento del uso y/o disposición de algunos recursos en el ámbito domiciliario, mediante la recopilación de información secundaria y trabajo en terreno, y, posteriormente, un análisis de las opciones factibles a implementar dadas las características del poblado y sus habitantes. La propuesta sugiere opciones para el manejo del recurso hídrico, a través de la disminución del consumo y reutilización de aguas grises; para el aprovechamiento de la energía solar, mediante el uso de colectores y hornos solares para la generación de energía térmica, y sistemas fotovoltaicos para la generación de energía eléctrica; para mejorar el confort interior, a través de la generación de sombras, orientación de aberturas, aislación térmica y ventilación natural; finalmente, para el manejo de residuos sólidos, mediante la generación de compost. Con la implementación de sólo algunas de las medidas propuestas se podría mejorar el nivel de confort al interior de las viviendas y, al mismo tiempo, propender a una construcción del hábitat más sostenible. / In the Atacamenian Community of Peine, commune of San Pedro de Atacama, water shortage is a problem that affects all households, where residents feel the need to obtain water from alternative sources. The village has abundant solar radiation levels nevertheless a 100% of the housing has electric energy supplied by the Chilean Society of Lithium. This one is also in charge of solid residue collection. On the other hand, comfort inside the homes differ between ones built traditionally with stones and adobe and others industrialized where concrete blocks and zinc sheets predominate, being the former ones that adapt better to the climatic conditions in the area, according to the inhabitants. The aim of this study is to identify options that contribute to improving the use and/or disposal of some domestic resources in the domestic scope, through the compilation of secondary information and fieldwork, and subsequently, an analysis of the feasible options to be implemented. The proposal suggests options for water management through consumption reduction and grey water reuse; for harnessing of solar; to improve indoor comfort by creating shades, orienting openings, thermal insulation of housing and natural ventilation; finally, for solid residues management through composting.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / En la actualidad, el cambio climático y sus efectos sobre la disponibilidad del recurso hídrico en diferentes regiones del planeta representan un tema de gran importancia y preocupación a nivel mundial. Además, los análisis realizados por IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), la Organización Meteorológica Mundial (OMM) y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y demás organizaciones de expertos respecto a estos temas, hacen que sea de vital importancia conocer el detalle de estos efectos para cada región del planeta. En el presente trabajo, se analiza la disponibilidad de recurso hídrico para una región del Valle Central de Costa Rica, en específico la cuenca del río Virilla a la altura de la estación Nuestro Amo. Para esto se utilizan tres modelos de circulación global (GCM por sus siglas en inglés) y dos escenarios RCP, 4.5 y 8.5. Además, se realiza una subdivisión del área de estudio en cuatro subcuencas, en las cuales se calibraron los parámetros de un modelo de carácter semi-distribuido con características conceptuales y de base física, WEAP. Los modelos se calibran a escala mensual. Las variaciones en cambio climático se analizaron a partir de las variables meteorológicas agrupadas en tres períodos, línea base (1985/86-2004/05), futuro cercano (2015/16-2044/45) y futuro lejano (2045/46-2074/75). Se obtiene que, para el futuro cercano, en promedio los modelos estiman un aumento de temperatura de 1,1°C y 2°C y para el futuro lejano aumentos de entre 1,8°C y 2,6°C, RCP 4.5 y 8.5 respectivamente. En lo referente a precipitación anual, en el futuro cercano se proyectan disminuciones que oscilan entre los 55mm y los 116mm mientras que para el futuro lejano se estiman aumentos que podrían rondar los 109 y los 151 mm, RCP 4.5 y 8.5 respectivamente en ambos casos. Finalmente, en lo referente a caudales, se proyectan en el futuro cercano disminuciones de hasta un 23% mientras que al mismo tiempo se estiman aumentos que ascienden al 50% de la variable para el RCP 4.5. En el caso del RCP 8.5, las disminuciones son de aproximadamente 32% y los aumentos de hasta un 76%. Por otro lado, para el futuro lejano, se proyectan disminuciones de hasta un 81% para ambos RCP y aumentos de entre 53% y 48% para RCP 4.5 y 8.5 respectivamente.

No disponible a texto completo / Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / El estudio de los servicios ecosistémicos ha aumentado en los países de América Latina durante los últimos años. Sin embargo, aún se presenta como una nueva forma de estudiar los ecosistemas y su relación con la sociedad, por lo que existen múltiples recomendaciones y desafíos para mejorarlos. El objetivo de este trabajo fue analizar los servicios ecosistémicos presentes en la cuenca hidrográfica del rio Aysén, y hacer una propuesta de valoración económica y de Pago por Servicios Ambientales (PSA) para uno de los servicios ecosistémicos identificado como importante para la población de la cuenca. El primer paso para el logro del objetivo principal fue identificar qué servicios ecosistémicos se presentaban en el área de estudio y cuáles eran reconocidos como importantes por la población. Esta identificación se realizó a través de un análisis teórico, analizando los usos de suelo que se presentaban en la cuenca, y mediante una identificación de servicios ecosistémicos a través de actores locales. Luego se espacializaron dos de los servicios ecosistémicos reconocidos como importantes y se determinó que metodología de valoración era la más apropiada. Finalmente se elaboró una estrategia de pago por servicios ambientales que pudiese ser aplicada en la cuenca hidrográfica de estudio. Los resultados muestran que uno de los servicios ecosistémicos más importantes en el área de estudio, es el de “suministro de agua para uso consuntivo”, el cual podrá ser valorado a través del método de valoración contingente y podrá ser incorporado a un mecanismo de PSA, el cual podrá incorporar como demandantes y oferentes, a la industria salmonera y los dueños de bosque nativo respectivamente. Es posible además concluir que no existe gran diferencia entre la identificación teórica y la identificación a través de actores locales de los servicios ecosistémicos presentes, que la espacialización de estos servicios es una herramienta útil al momento de estudiarlos y que la valoración ambiental es vital para la implementación de un esquema de PSA. / The study of ecosystem services has increased in Latin America during the last years. However, it is still proposed as a new ways to analyze the ecosystems and their relationship with society, consequently there are multiple ways recommendations and challenges to improve them. The main objective of this work was to analyze the ecosystem services provided by the Aysén watershed and to propose its economic valuation and Payment for Ecosystem Services (PSA) for one of the services identified as important by the human population of the watershed. The first step to achieving the main objective was to identify ecosystem services presented in the study area and which were recognized as important by the population. This identification was made through a theoretical analysis, analyzing land uses as presented in the basin, and through identification of ecosystem services by local actors. Then two of spatialized ecosystem services recognized as important and determined that valuation methodology was most appropriate. Finally, a strategy of payment for environmental services that could be applied in the catchment area of study. The results show that one of the most important ecosystem services in the study area, is "providing water for consumptive use," which may be assessed through contingent valuation method may be incorporated into a PSA mechanism , which may be embodied as buyers and sellers, to the salmon industry and native forest owners respectively It is also possible to conclude that there is no difference between the theoretical identification and identification by local actors of ecosystem services in mind, that the spatialization of these services is a useful tool when study and environmental assessment is vital for implementing a PES scheme.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / En América Latina la implementación de sistemas de Pago por Servicios Ambientales (PSA) se extiende como un instrumento innovador para financiar la conservación de la naturaleza y el buen manejo de los recursos naturales. Sin embargo, aún se presenta como una nueva herramienta de gestión medioambiental donde las variables locales y las condiciones previas a su instalación pueden determinar su potencial éxito, por lo que existen múltiples recomendaciones y desafíos para mejorarlos. Dado que en Chile aún no se llevan a cabo iniciativas de este tipo, se estimó relevante y necesario abordar el estudio de los PSA en general y de los PSA Hídricos en particular dada la condición estratégica de ese recurso, mediante la identificación y síntesis de los requerimientos previos que son necesarios para implementarlos en el país. Con ese propósito el trabajo se dividió en tres etapas. El primer paso consistió en analizar y sintetizar la literatura de sistemas de PSA, mediante el método teórico de “Análisis y Síntesis”, que permitió identificar las condiciones y elementos que pueden influir en la implementación de un PSAH. En la segunda etapa, se revisó el marco legal e institucional relacionado a los recursos hídricos en Chile y se seleccionaron las características pertinentes a los requerimientos identificados y seleccionados en la etapa anterior. Finalmente, en la tercera etapa, mediante el cruce de los resultados de las etapas precedentes, se sintetizaron los hallazgos que pueden limitar la viabilidad o factibilidad de implementación de un PSAH en relación al marco legal e institucional del país. Los resultados muestran condiciones que es necesario considerar como requisitos previos a la implementación de sistemas de PSAH en Chile. En efecto, los hallazgos señalan que el marco legal e institucional en materia de recursos hídricos en el país, supone limitaciones. Entre ellas se cuentan la dispersión de las distintas funciones que desarrolla el Estado en materia de aguas, la falta de coordinación entre las políticas sectoriales y las de gestión de los recursos hídricos y la importante cantidad de usos consuetudinarios y de derechos antiguos de aprovechamiento de aguas, que no están inscritos en los Registros de Aguas. Los resultados también indican que existen elementos que brindarían viabilidad o potenciarían el éxito del funcionamiento de un PSAH, por ejemplo, el que la Constitución Política de Chile reconozca los derechos sobre las aguas y que a su vez el Código de Aguas establezca sus condiciones y características específicas constituye un ejemplo y una de las evidencia más destacables de la potencial viabilidad que confiere el marco legal chileno a la implementación de un PSAH. Por lo tanto, atendidas las limitaciones identificadas, es posible concluir que sería viable (desde el punto de vista legal e institucional) la implementación de un sistema de PSAH en el país.

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El presente trabajo de título analiza el concepto de Huella Hídrica (WFP por sus siglas en inglés) y su aplicabilidad en la producción lechera en predios de Chile. La WFP mide la cantidad de agua consumida en un proceso productivo, a lo largo de su cadena de suministros. Para estimar este valor, se debió definir un sistema de producción, estudiar sobre el consumo de agua en el proceso, indagar acerca del origen del agua consumida, y establecer la calidad y cantidad del agua que retorna al medio ambiente. La WFP se divide en tres componentes: WFP azul y WFP verde, las que indican el origen del agua consumida, y WFP gris, la cual mide el consumo de agua producto de una descarga a un cuerpo receptor. El proceso de producción de leche cuenta con una etapa predial y una etapa industrial. En la etapa predial se requieren insumos para producir leche cruda, tales como alimento, fertilizantes, medicamentos y herramientas. En la etapa industrial, la leche es transportada a la industria lechera, se procesa y finalmente es puesta en el comercio. Este estudio se enfoca en la etapa predial, donde se generan los principales consumos de agua. Se investiga la WFP de un litro de leche cruda en siete predios lecheros, característicos de los distintos sistemas productivos existentes en Chile, entre las regiones Quinta y Décima. Se analiza la disponibilidad de datos necesarios para el cálculo de la WFP, por parte de los predios, y se propone una metodología de cálculo para los sistemas lecheros del país. El valor de la WFP obtenida es aproximadamente de 300 litros de agua por litro de leche y aumenta levemente de sur a norte, a medida que los sistemas se tornan intensivos. La componente más relevante de este valor es la productividad de cultivos de alimentos para las vaca, esto es, los kilogramos de materia seca por hectárea, y su evapotranspiración. El valor obtenido es muy sensible a la productividad de cultivos, por lo que se sugiere tener mayor precisión de este valor. Se encontraron limitaciones metodológicas para la obtención de la WFPgris, debido a su dependencia con respecto a las normas de calidad y a la falta de ellas en Chile. Existieron además limitaciones prácticas referidas a la medición de datos, por lo cual se debió utilizar valores promedio. Finalmente se concluye que el indicador WFP es una herramienta útil para medir el consumo de agua de la producción de un litro de leche cruda y de la cadena de sus suministros. Sin embargo, se debe ahondar en la precisión y metodología de los datos registrados a nivel predial, de manera de lograr que este indicador sea un aporte al desarrollo sustentable del rubro lechero.

Ingeniero Civil / El trabajo de título a realizar consiste en la confección de propuestas para la cuenca Río Claro en Tunca en la VI Región, con el fin de adaptarla a un escenario de rápido crecimiento económico regional donde existe un balance entre el uso de fuentes de energía fósil y no fósil, este escenario se denomina A1B. En esta cuenca la principal actividad económica es la agricultura donde el 42% de sus 943 Km2 están destinados a variados cultivos. Estos cultivos se verán afectados por los cambios en la disponibilidad de agua en el siglo XXI debido al cambio climático. El objetivo general es estudiar posibles adaptaciones que se deben realizar en la cuenca agrícola del Río Claro en Tunca, para enfrentar las variaciones en la disponibilidad del recurso debido al cambio climático. La presentación de estas medidas de adaptación tiene como finalidad utilizar eficientemente los recursos hídricos disponibles con las nuevas condiciones climáticas. Para ello debemos recopilar antecedentes de la cuenca para lograr un modelo que represente la hidrología de la cuenca Río Claro en Tunca y obtener la disponibilidad futura del recurso hídrico, a partir de la cual se estudiarán las adaptaciones necesarias en la cuenca. Se pretende obtener medidas concretas orientadas a la adaptación de los procesos agrícolas, tanto en el ámbito de la eficiencia en el uso futuro del recurso hídrico como en el tipo de cultivos, de tal forma de maximizar los beneficios de los habitantes de la cuenca Río Claro en Tunca en la VI Región. Los resultados indican que en el periodo 2015-2074 no existiría una variación significativa en lo que respecta al caudal anual disponible en la estación Río Claro en Tunca, un aspecto importante es que los caudales invernales aumentarían y los estivales disminuirían, esto esta correlacionado directamente con el aumento de las temperaturas y el consecuente descenso en la acumulación de nieve. El aumento de temperatura sería de .05 [°C/año] y la acumulación de nieve bajaría en un 40% a fines del periodo 2015-2074. Ante el cambio climático que afectara la cuenca y la creciente demanda de recursos hídricos para cultivos de la zona, las medidas de adaptación más útiles son: la diversificación de los cultivo aumentando las áreas dedicadas a paltos, manzanos, trigos, etc. y la ampliación del embalse Los Cristales peraltando su muro en 10 metros aumentando su capacidad en un 44%, de esta manera el embalse abastecería la cuenca en la temporada seca con una mayor cobertura.

Ingeniero Civil / El Cambio Climático es un fenómeno que poco a poco va adquiriendo mayor importancia debido a las grandes repercusiones que trae consigo. Actualmente, se está generando conciencia a nivel mundial con el objetivo de promover medidas, a nivel internacional y local, para disminuir las consecuencias debido al aumento de temperatura de nuestro planeta. Es por ello, que para entender y estar preparados como país frente a este fenómeno, se deben analizar y determinar cuáles serán los efectos puntuales en las zonas de Chile, asociados tanto al suministro de agua potable como también por ejemplo, asociados al diseño de obras frente a posibles inundaciones. En consecuencia, el siguiente trabajo de título busca disminuir la incertidumbre en la zona del Valle del río Cogotí respecto a los efectos negativos del calentamiento global, específicamente, asociados al suministro y disponibilidad de agua para sistemas de Agua Potable Rural (APR) de la zona. Para estos efectos, se determina la disponibilidad futura del recurso hídrico en el sector utilizando el modelo hidrológico Water Evaluation And Planning System (WEAP), creado por el Instituto del Medio Ambiente SEI (Stockholm Environment Institute). Este modelo fue calibrado y validado mediante datos históricos diarios medidos en la estación Cogotí Embalse y Cogotí en Fraguita, para un período comprendido entre Abril de 1999 y Marzo de 2008. Los parámetros calibrados y validados se utilizan como base para simular caudales futuros en el período 2012 -2079, en conjunto con los resultados de las variables meteorológicas obtenidas en el modelo regional PRECIS para el escenario A1B, forzado en sus bordes laterales por el modelo Global ECHAM 5. Los resultados mostraron una disminución importante en los caudales diarios, pues por ejemplo, el caudal medio asociado a 50% de probabilidad de excedencia, disminuye en un 39% para el período 2012-2040 y un 69% para el período 2041-2079. Esto se debe principalmente a una importante disminución temporal de la magnitud de eventos de precipitación, y al significativo aumento de la temperatura media diaria. Estos cambios generan un anticipo temporal del caudal máximo presentándose en Octubre para el período de deshielo de 2012-2040; mientras que para el período 2041-2079 se genera una transición del régimen hidrológico en la cuenca cambiando de nivo- pluvial a pluvio - nival, debido a que el valor máximo ocurre en el mes de Agosto y no en Noviembre como en el caso del período base. Dado los preocupantes resultados mencionados anteriormente, se brindan medidas de adaptación estructurales como por ejemplo, un sistema de reutilización de aguas grises, como también medidas de gestión asociadas a un mejor manejo de los recursos hídricos en la cuenca, proponiendo la introducción de productos de uso diario más eficientes, además de apoyar la propuesta del Instituto de Ingenieros sobre gestión integrada de Recursos hídricos, entre otras.

La agricultura, hace el uso más intensivo del recurso hídrico, puesto que lo utiliza como insumo para la producción de diversos cultivos. Sin embargo, el valor de uso del agua de riego es muy alto mientras que su valor de cambio es muy bajo. Esto implica que el recurso sea sobre utilizado promoviendo su desaparición. La presente investigación tiene como objetivo estimar el valor económico de uso directo del agua de riego como factor de producción determinante de los ingresos, teniendo en cuenta la Comisión de Regantes (CR) y el tamaño de la tierra para los cultivos de arroz, caña de azúcar, maíz blanco y maíz amarillo duro del Valle Chancay-Lambayeque (VCHL), a través del Método del Valor Residual (MVR), imputando como valor económico del agua la diferencia entre los ingresos y todos aquellos costos excepto el del agua. El valor residual del agua obtenido en la investigación fue 0.074 S/. / m3, mientras que el precio promedio que utilizó la Junta de Usuarios Chancay Lambayeque (JUCHL) para proveer el servicio fue de 0.02 S/. / m3 (Periodo 2014-2015), es decir 3.7 veces superior. Esta diferencia se debe a que en la investigación se consideraron distintos costos en concordancia con lo que propone la Gestión Integral de los Recursos Hídricos (GIRH), los cuales aún no son implementados por las Juntas de Usuarios (JU). La investigación concluye que el valor residual del agua de riego es mayor que el precio considerado por las JU del VCHL. / Tesis

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / En el ámbito de la modelación hidrogeológica, los Modelos de Base Física (MBF), como MODFLOW, se han utilizado desde hace décadas como herramienta de evaluación de recursos hídricos subterráneos. Estos modelos intentan replicar los niveles observados utilizando ecuaciones diferenciales parciales que incluyen parámetros que representan propiedades físicas del acuífero y del agua. La estimación de estos parámetros considera que las diferencias producidas entre lo simulado y lo observado (residuos o errores) corresponden a ruido blanco. Sin embargo, dada la complejidad de los medios subterráneos en cuanto a heterogeneidad y anisotropía, en la práctica las simulaciones numéricas presentan normalmente errores no sólo aleatorios sino también sistemáticos. Estos errores, usualmente asociados a problemas en la estimación de los parámetros físicos, pueden tener también otras causas, lo que sumado a la falta de mayor información, dificulta en definitiva una corrección apropiada al MBF. La cada vez mayor disponibilidad de información medida en terreno, permite explorar herramientas que antes estaban relegadas por la falta de datos observados. En este trabajo se ha desarrollado un procedimiento numérico para tratar con los errores sistemáticos de los MBF, estudiando su estructura temporal y espacial para modelar su comportamiento y corregir los resultados de forma externa y complementaria mediante un proceso que se alimenta de las mismas salidas del MBF y agrupado en un esquema denominado Modelo de Corrección Complementaria (MCC). El enfoque determinístico tradicional con que se estudia la hidrogeología es complementado con el enfoque estocástico de las herramientas utilizadas en el presente trabajo, aprovechando las potencialidades de ambos esquemas, donde las ventajas de uno compensan las limitaciones del otro. El MCC utiliza elementos de geoestadística para realizar correcciones espaciales y de redes neuronales para correcciones temporales, resultados que posteriormente se integran generando la corrección final. El MCC fue evaluado en el sector acuífero denominado Mapocho Alto, en la zona oriente del valle de Santiago, utilizando el MBF Maipo-Mapocho perteneciente a la Dirección General de Aguas y 54 pozos de observación distribuidos a lo largo de toda la zona. La aplicación del MCC al MBF muestra disminución en las desviaciones locales, distribución normal de los errores y reducciones en las correlaciones temporales y espaciales de los residuos y por tanto notables mejoras en los resultados respecto del MBF original. En términos globales el error medio absoluto (AME) disminuyó de 17.4 m a 3.4 m, la raíz del error cuadrado medio (RMS) bajó de 25.8 m a 7.2 m y el RMS normalizado (RMSN) se redujo de 7% a menos del 2%. En consecuencia, esta metodología se observa como una interesante posibilidad de actualizar un MBF evitando el trabajo y los costos de intervenir su estructura interna.