Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Ingeniero Civil / En las últimas décadas se ha observado a nivel mundial un calentamiento global que en Chile Central tiende a +2.8°C/siglo. Las implicancias de este incremento de temperatura, se traducen en una disminución de los cuerpos glaciares y nieves, lo que por un lado afecta la disponibilidad del recurso hídrico para las actividades humanas y por otro lado genera que un aumento de las áreas sobre las que cae precipitación líquida. Estudios mundiales de cambio climático han pronosticado potenciales aumentos en intensidades de precipitación, aún en zonas donde la lluvia anual disminuya en el tiempo. Teniendo entonces lluvias más intensas y temperaturas más elevadas, las grandes obras hidráulicas serían vulnerables ante posibles proyecciones de cambio climático. En la determinación de los caudales de diseño realizados en la actualidad, para cuencas de régimen hidrológico mixto, se suelen construir hidrogramas unitarios, con los que se generan crecidas más severas a las históricas al aplicarle los efectos de tormentas de periodos de retorno mayores, sin embargo, el supuesto de un hidrograma unitario único en estos sistemas, deja de lado el hecho que la severidad de una crecida no solo depende de la intensidad de la lluvia de diseño, sino que además de la temperatura a la que esta ocurre. Debido a que la mayoría de las grandes obras hidráulicas en Chile se diseñan para eventos de periodo de retorno (T) de 1000 a 10 000 años, verificando en algunos casos para la Crecida Máxima Probable (CMP), se analizan en este estudio los efectos de los escenarios climáticos A2 y B1 (2045-2065) en la Precipitación Máxima Probable (PMP) determinada estadísticamente en las regiones de Coquimbo y Maule, e hidrometeorológicamente en la Cuenca Puclaro. Se estudian además las tendencias de las estaciones pluviométricas de mayor registro cercanas a los embalses Puclaro y Colbún con 10 modelos de circulación general de la atmósfera para los eventos de 24 hrs de 1000 y 10 000 años de periodo de retorno. En el caso de las crecidas, se estudia como evolucionarían los eventos de origen pluvial de T= 1000 y 10 000 años y la CMP. Los resultados muestran que para las cuencas Puclaro y Colbún se proyectan los incrementos más severos de precipitación de 20% y 30% respectivamente, siendo estos aumentos mayores al nivel regional en las zonas de mayor elevación. En el caso del embalse Puclaro se proyectan los incrementos más severos de 85% y 81% en las crecidas de 1000 y 10000 años, mientras que la CMP proyecta incrementos de hasta 175.5% para el escenario A2 en el mismo embalse. Todos estos resultados, que además incluyen un análisis de incertidumbre estadística, proyectan que existe una vulnerabilidad en los embalses Puclaro y Colbún frente a escenarios de cambio climático, siendo estos resultados generalizables a regiones de similares proyecciones climáticas y régimen hidrológico mixto.

Magíster en Economía Aplicada / El servicio de agua potable en la mayoría de los países de América latina enfrenta restricciones presupuestarias no lineales, ya que se cobra por tramo de consumo, y a mayor consumo mayor es el precio que se paga por metro cúbico. Esta característica implica que la demanda de agua enfrenta una restricción no lineal, lo que no permite identificar en primera instancia el efecto real que una variación en el precio pueda tener sobre el consumo. Esto es lo que se conoce como la endogeneidad, que surge cuando las variables explicativas (o independientes) de un modelo no son exógenas, sino que están correlacionadas con el error. En este caso, una de las variables explicativas es el precio, el que depende a su vez del consumo (que sería la variable dependiente), generando la endogeneidad que es necesario corregir. En términos teóricos definir las variables correctas que expliquen el consumo de agua y modelar la restricción no lineal de estos servicios, son los problemas más comunes al momento de estimar funciones de demanda para el sector. En el presente trabajo se estima la función de demanda por el servicio de agua en la cuenca del Jequetepeque en el Perú. Se corrige la endogeneidad de la estructura tarifaria de 2 formas: La primera, reagrupando las observaciones que están alrededor de los puntos de corte (existen 3 bloques de consumo), usando la varianza como instrumento para tal fin. La segunda herramienta, es la aplicación del modelo econométrico conocido como discreto continuo, que internaliza la restricción no lineal y modela directamente la elección del bloque de consumo y su nivel de consumo asociado. La estimación se hace mediante máxima verosimilitud. La base de datos se construye a partir de una encuesta realizada en Jequetepeque para obtener la máxima disposición a pagar por una mejora en el servicio de agua, y la información de tarifas se obtiene de las tablas tarifarias de cada uno de los municipios que se incluyen en la base. Se obtiene una elasticidad precio de -0.319 y una elasticidad ingreso de 0,17. Así mismo, la variable de interacción indica que a menores ingresos, esta elasticidad es -0,12. Los valores obtenidos indican que las familias con menos ingresos ajustan en una menor proporción su consumo ante un aumento en el precio, y por tanto su consumo actual es cercano al de subsistencia. En el caso de la elasticidad ingreso, el valor obtenido indica que el aumento en el consumo por mayores ingresos es pequeño.

Ingeniero Civil Industrial / El trabajo de título a realizar consiste en la actualización del modelo hidrogeológico existente, desarrollado por el SERNAGEOMIN (2011), para el acuífero de Copiapó en el tramo entre La Puerta y Angostura, III Región de Atacama. Los recursos subterráneos en este sector han sufrido, en los últimos tiempos importantes descensos sostenidos en sus niveles. Ésto debido a los altos caudales de extracciones en el sector, comparado con la capacidad de recarga del acuífero. Se tienen como objetivos del trabajo complementar el catastro de aguas subterráneas para la cuenca de Copiapó, con la información hidrométrica actual y caudales de demanda entregados por la empresa sanitaria Aguas Chañar y minera Candelaria. Con esto, recalibrar el modelo hidrogeológico para analizar el efecto de futuros proyectos o instalaciones de las entidades recién nombradas, además de los efectos generados por la pérdida de rendimiento de los pozos, en particular los pertenecientes a la empresa sanitaria Aguas Chañar. Para su realización, se revisarán proyectos anteriormente desarrollados para obtener datos y antecedentes del sector. Con un catastro de las demandas para los recursos subterráneos a la fecha, se complementará el modelo hidrogeológico. Se espera obtener un balance más detallado de los recursos hídricos subterráneos del sector en estudio y un modelo que permita simular distintos escenarios para proyectos que se encuentran en discusión, para establecer medidas que permitan enfrentar la situación de escasez, mejorando la gestión de los recursos

Ingeniera Civil / En el último siglo se han presentados alzas sostenidas en las temperaturas medias globales, producto del aumento en la emisión de los gases de efecto invernadero, debido al desarrollo social y consecuente aumento de la población a nivel mundial. Recientemente se han publicado algunos resultados de la fase 5 del proyecto de comparación de modelos acoplados, CMIP5, en el cual se ha instado a que las instituciones mejoren los modelos de circulación global, GCM, y que entreguen no sólo una serie meteorológica temporal, sino un conjunto de series alternativas. Además se han definido escenarios basados en distintas consideraciones de patrones de concentración representativos, RCP, que consideran forzantes radiativas fijas hacia el año 2100. Debido a la importancia del recurso hídrico para el abastecimiento de agua potable en la ciudad de Santiago y a la presencia de variados proyectos hidroeléctricos de centrales de pasada, la zona del río Maipo es considerada vulnerable frente a los cambios climáticos que podrían ocurrir, por lo que se pretende estimar los efectos que estos tendrían en la hidrología de la cuenca alta del Maipo, para el período 2040-2070. Para realizar el estudio, se analizarán los modelos GCM que proveen la información meteorológica para la zona y se contrastarán sus resultados con las observaciones existentes en las estaciones meteorológicas y así seleccionar aquel que se estime más adecuado por mantener en el período de línea base las características climáticas de la región. Se utilizarán los resultados del GCM seleccionado, para proyectar las condiciones climáticas futuras en la zona, para los escenarios extremos. Para realizar el estudio, se analizaron los modelos GCM que proveen la información meteorológica para la zona y se contrastaron sus resultados con las observaciones existentes en las estaciones meteorológicas y así seleccionar aque que se estime más adecuado por mantener en el período de línea base las características climáticas de la región. Se utilizarán los resultados del GCM seleccionado para el escenario RCP 2.6 y RCP 8.5, que corresponden al con menor y mayor nivel de radiación solar respectivamente. Los diez conjuntos de proyecciones de cada escenario se utilizaron como entrada al modelo del software de planificación hidrológica WEAP, con el que se obtuvieron diferentes proyecciones de los recursos hídricos en al menos tres cuencas de la parte alta el río Maipo. Con el resultado de este estudio se espera obtuvo la proyección en la disponibilidad del recurso hídrico en el período antes señalado, las variaciones en la hidrología y la respectiva incertidumbre asociada a cada escenario como también aquella asociada a los escenarios susceptibles de ocurrir. Siendo el cambio más notorio el paso de un régimen netamente nival a uno mixto nivo-pluvial en todas las cuencas.

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Ingeniero Civil / El Valle de Azapa concentra la producción agrícola de la Región de Arica y Parinacota. La capacidad de almacenamiento del acuífero de la zona permite sustentar la demanda hídrica entre las temporadas de lluvias que se concentran en los meses de verano y durante periodos de sequía que pueden extenderse por décadas. Es por esto que el acuífero juega un rol de embalse natural de regulación del sistema. Debido al incremento de la demanda hídrica, se estima que el sistema se encuentra cercano a la sobreexplotación en el largo plazo. El principal objetivo de este estudio, es entender como cambios en las precipitaciones, producto del cambio climático, pueden afectar la recarga del acuífero y como distintos escenarios de extracción influyen en el comportamiento del acuífero, para de esta forma determinar la sustentabilidad del sistema en el mediano y largo plazo. La metodología empleada consistió en utilizar el modelo hidrogeológico utilizado por la Dirección General de Aguas del Ministerio de Obras Públicas, proyectando las recargas futuras en función de una correlación de estas con las precipitaciones históricas, bajo escenarios climáticos de reducción de las precipitaciones hasta en un 40% a lo largo de un periodo de 100 años. A esto se suman proyecciones de incremento y reducción de las extracciones en un 10% para analizar la sensibilidad a estos. Los efectos de estos escenarios resultan en una disminución en los caudales de vertientes y afloramientos en el sector bajo, junto con una reducción en el almacenamiento del acuífero, siendo este último cercano a un 23% en el escenario más crítico (40% menos de precipitaciones y 10% más de extracciones), con un efecto focalizado en el sector bajo del acuífero, reduciendo la capacidad real de extracciones.

A nivel mundial existe una creciente preocupación por las consecuencias del cambio climático global, debido a las variaciones que se han observado en los eventos meteorológicos actuales, y que se espera, se intensifiquen en el futuro. Esta situación puede alterar la seguridad hidrológica de las obras hidráulicas construidas y en proyecto, al haber sido diseñadas a base de información considerada invariante en el tiempo, lo que se traduce en modificaciones de los períodos de retorno con que _estas se diseñan y generar por consiguiente problemas para la población ubicada aguas abajo de estas obras. Este trabajo es desarrollado en cuencas pluviales de la zona costera de la Región del Bio Bio y su objetivo principal es estudiar la variación de la seguridad hidrológica de obras hidráulicas para el escenario de emisiones A2 en el período 2070-2100. Para esto, se calibra y valida el modelo hidrológico GR4J en aquellas cuencas con información fluviométrica, utilizando como entradas al modelo las series de precipitación y evaporación media diaria observadas en estaciones cercanas a las cuencas de estudio. Posteriormente los modelos calibrados son utilizados para determinar las series de caudales actuales y futuros, a partir de la información meteorológica proporcionada por el modelo PRECIS DGF, previamente corregida de modo que sea representativa de las cuencas estudiadas. Finalmente se realiza un análisis de frecuencia con el que se determinan los caudales y períodos de retorno para la línea base y el escenario A2. Se realiza también un análisis en cuencas sin información fluviométrica, para lo cual se determinan los parámetros operacionales del modelo por medio de correlaciones entre éstos e índices que dependen de la geomorfología de la cuenca. Estos parámetros permiten determinar la variación de los períodos de retorno y caudales actuales y futuros del mismo modo en el que se realizó para las cuencas con información fluviométrica. Los resultados obtenidos indican una disminución de los caudales de crecidas en un rango entre 56% y 8 %, dependiendo de la cuenca y del período de retorno considerado. En general, mientras mayor es el período de retorno, menor es la variación del caudal. La seguridad hidrológica de las obras hidráulicas presenta un incremento en el período 2070-2100, debido al aumento de los períodos de retorno de diseño en el escenario A2.

Ingeniero Civil / El presente Trabajo de Título, se refiere a la elaboración de un Plan de Alerta Temprana (PAT) solicitado por la Dirección General de Aguas (DGA) a la empresa Quiborax S.A., para el aprovechamiento de derechos de aguas de uso consuntivo para un pozo ubicado en el acuífero de la Parte baja del Río Lluta en la comuna de Arica, Región de Arica y Parinacota. Un PAT es un sistema de gestión, que mediante la medición de variables físicas caracteriza la respuesta del sistema acuífero y biótico al ejercicio de derechos de aprovechamiento, verificando que los parámetros de control tomados no se vean alterados. El objetivo del trabajo de título, es establecer las variables a controlar y como efectuar el seguimiento de ellas, contando con los elementos que permitan saber si se están respetando las condiciones impuestas por la DGA para el aprovechamiento de los derechos de agua otorgados y poder formular las medidas de corrección en caso de sobrepasar algún valor de control. La metodología corresponde a una revisión bibliográfica de los estudios realizados en la zona, la revisión crítica de la Guía Metodológica de Elaboración y Gestión de Planes de Alerta Temprana (DGA), una campaña de terreno para determinar las características de la zona, la elaboración de un modelo del acuífero en la zona de extracción y finalmente, elaborar el PAT para el pozo de extracción en estudio. Como resultado se generará la información necesaria para determinar el comportamiento sin explotación del sistema, la definición de las variables de control durante la explotación del acuífero, el establecimiento de niveles de umbrales para cada una de las variables a controlar, junto con las acciones que se deberán tomar en caso que algún nivel de acción, correspondientes a los parámetros de control, sea sobrepasado.

Memoria para optar al título de Geógrafo / Garantizar el acceso de agua potable para las personas es sin duda uno de los desafíos más importantes de este siglo, esta situación requiere de mayor atención en países que se encuentran en vías de desarrollo puesto que estos ya presentan problemas en la gestión de dicho recurso. Al mismo tiempo, la interrogante sobre los recursos hídricos en todo el mundo se verá agravada a través de los efectos del cambio climático, este hecho, sin duda, tendrá fuertes repercusiones socio-territoriales pudiendo gatillar nuevos conflictos por el agua. Evidentemente, este escenario sin las adecuadas precauciones tendrá fuertes impactos en las sociedades actuales y futuras puesto que las catástrofes inducidas por el cambio climático afectan desproporcionadamente a los más vulnerables. Este y otro tipo de cuestionamientos instauran la necesidad de poner a las ciudades en un rol muy importante frente al cambio climático puesto que la planificación estratégica de las ciudades debe ser el canal mediante el cual puedan reducirse los riesgos de las sociedades humanas a sufrir catástrofes inducidas por el cambio climático como la escasez hídrica inducida por sequías. El presente trabajo es un esfuerzo por incentivar mejores prácticas en la gestión hídrica enfocada en los consumidores residenciales, por otra parte, se pretende con este estudio de la demanda doméstica de agua la ciudad de Antofagasta, iniciar estudios para conocer la situación de la demanda hídrica de las ciudades chilenas de climas áridos y así aportar en mejorar la gestión del recurso en ciudades de zonas que podrían verse afectadas por la desertificación como la conurbación Coquimbo-La Serena. En este sentido, se toma la ampliación de la planta la chimba como hito para analizar la demanda doméstica de agua para que en trabajos posteriores se puedan trazar tendencias que permitan predecir la demanda en el futuro, así como influir en la demanda de agua de los consumidores de la ciudad de Antofagasta. Los resultados muestran que la ciudad de Antofagasta presenta tendencias similares a las presentadas en la literatura especializada: el consumo es liderado por el nivel de ingresos, aunque aquí hay matices que destacar; la influencia de la urbanización y la tipología de vivienda es crucial en el consumo doméstico de agua; los grupos familiares más grandes consumen menos agua, entre otros resultados. Las distintas variables estudiadas son integradas en un índice que permite realizar un análisis más acabado de la ciudad con algunos aportes para los estudios de geografía urbana. Para finalizar, el trabajo propone una serie de herramientas (como la reutilización de aguas grises) que pueden aportar en la reducción de la demanda de agua y disminuir la necesidad de nuevas fuentes de agua, mejorando la sustentabilidad del recurso y por lo tanto, reduciendo la posibilidad de sufrir grandes impactos frente al cambio climático en la ciudad de Antofagasta.

Memoria para optar al título de Geógrafa