Dissertations / Theses on the topic 'Embalses, Chile'

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Instalar instrumentación que permita desarrollar estudios sísmicos tendientes a determinar la caracterización de la respuesta sísmica, es fundamental en proyectos de obras de tierra. El importante sismo ocurrido el 27 de Febrero de 2010 en la zona centro sur de Chile, entregó información relevante del comportamiento dinámico de la presa principal del embalse Convento Viejo a través de la instrumentación que registró distintas variables del comportamiento sísmico. En el presente trabajo se analizaron las mediciones piezométricas a lo largo del tiempo de funcionamiento de la presa, con el fin de conocer el efecto que generó el terremoto en las presiones de poros medidas. Además, se analizaron los registros de aceleraciones para determinar el período fundamental de la presa para el sismo del 27 de Febrero y compararlo con los obtenidos para un sismo anterior y posterior a éste. Los resultados obtenidos revelan que a pesar de los significativos cambios de los niveles piezométricos durante el sismo del 27 de Febrero, el comportamiento de los piezómetros es estable y similar antes y post terremoto. Los períodos fundamentales determinados a partir del procesamiento de los registros de aceleraciones, indican que la presa sufrió cambios, ya que los parámetros de deformación deben disminuirse para reproducir el período fundamental determinado para el sismo del 27 de Febrero. Sin embargo, el análisis numérico de estabilidad dinámica indica que la presa tiene un comportamiento sísmicamente estable para el sismo del 27 de Febrero, no presentando deformaciones mayores a 7 cm.\n \nTeniendo en cuenta la excelente instrumentación instalada en la presa, se recomienda fuertemente implementar un programa semestral de análisis global de los datos instrumentales obtenidos, que permitan un seguimiento continuo en el tiempo del comportamiento global de la presa.

Ingeniera Civil
En Chile, para la planificación de un embalse de riego se realiza la modelación del proyecto con la finalidad de definir el área a cultivar dada una distribución. A esta área se le debe asegurar una 85% de seguridad de riego. La seguridad de riego es un criterio particular de confiabilidad de suministro hídrico, que posee su propia definición de falla. Las entregas del embalse, con las que se calcula la seguridad de riego, se definen por la regla de operación estándar. El inconveniente de aplicar el indicador de seguridad de riego es que es conservador en cuanto a los déficits que permite y no se adapta a los diferentes tipos de cultivo. Es por esto que se estudia la definición de seguridad de riego como criterio, en contexto con el desempeño económico del embalse. En el presente estudio, para evaluar la seguridad de riego se utilizan los conceptos de magnitud de falla, frecuencia de falla y daño asociado considerado como el beneficio no obtenido. A las entregas del embalse se les asigna un beneficio económico, ligado a los cultivos en producción a partir de una curva de demanda de agua de riego. El beneficio agrícola no se comporta de manera lineal por lo que, dependiendo de la magnitud de los déficits respecto a la demanda hídrica de los cultivos, se obtienen diferentes beneficios. Para evaluar cómo se relaciona la seguridad de riego con la distribución de los beneficios se simulan series sintéticas de caudales mensuales en un modelo operacional. Se opera el modelo para dos situaciones, una con regla de operación estándar y otra bajo una regla con Hedging de dos puntos, la cual induce déficits pequeños en el tiempo presente para evitar déficits más severos en el futuro. Posteriormente, se evalúan las series de entregas resultantes del modelo según indicadores de desempeño y se estiman el daño económico asociados. Se aplica el modelo al embalse en proceso de licitación, Las Palmas, ubicado en la Región de Valparaíso. Se proyecta que este embalse sea lateral por lo que también se consideran nodos de balance fuera de éste. Finalmente, se concluye que la seguridad de riego no es un criterio que pueda ligarse directamente con el parámetro económico, ya que para un valor dado de seguridad de riego se presentan diferentes niveles de daño. También, se concluye que los factores que influyen son la frecuencia de falla, la magnitud de falla y la definición de falla utilizada. Distintas configuraciones entre frecuencias de déficits y magnitud de éstos logran equiparar el efecto económico. La seguridad de riego no contempla este efecto y busca asegurar casi la totalidad de la demanda hídrica con una frecuencia fija. Se concluye que una mejora a la definición sería flexibilizarla.

En la cuenca del río Elqui, región de Coquimbo, están ubicados los Embalses La Laguna y Puclaro. Recientemente en el año 2008 al embalse Puclaro se le integró la central hidroeléctrica del mismo nombre concebida como central de pasada, manteniéndose las decisiones de operación del embalse dominadas por el uso del agua para riego. El esquema de operación actual, considerado como conservador, apunta principalmente a tener los embalses, La Laguna y Puclaro, llenos al inicio de la temporada de riego. Tal esquema resulta a menudo en vertimientos desde los embalses durante la época de deshielo, con la consiguiente pérdida de energía generable. El objetivo del presente trabajo es explorar posibles mejoras de la operación actual de los sistemas de control de aguas en la cuenca del río Elqui que no solamente consideren el uso del agua en riego, sino que también la generación hidroeléctrica. Específicamente, se busca un esquema de operación que permita incrementar la generación eléctrica sin perjuicio de la producción agrícola. Se desarrolló una herramienta capaz de proponer una política y secuencia de operación que maximiza la producción eléctrica considerando las demandas de riego. Se utilizó el programa computacional de modelamiento algebraico GAMS para modelar el sistema y optimizar la operación en base a un pronóstico de caudales afluentes a la cuenca. La herramienta desarrollada utiliza dos modelos acoplados, donde el primero de ellos, denominado Modelo de Valor Futuro del Agua Embalsada entrega, mediante el método Value iteration (programación dinámica), entrega una aproximación de las funciones de valor futuro del agua embalsada. Los resultados de este primer modelo son utilizados por el segundo modelo, de Re-optimización, el que tiene el objetivo de generar una secuencia óptima de operación en el periodo de simulación, a partir de un pronóstico de caudales afluentes a la cuenca y las funciones de valor futuro. El análisis de los resultados obtenidos permite concluir que se desarrolló una herramienta de apoyo a la toma de decisiones que optimiza el recurso hídrico disponible en la cuenca y se espera que el trabajo realizado sea un aporte real al mejoramiento de la operación de los sistemas de control de aguas en la cuenca del río Elqui. Los modelos generados en este trabajo están ajustados para ser utilizados en la cuenca del río Elqui. Sin embargo, pueden ser implementados en otras cuencas que posean uno o más embalses y centrales hidroeléctricas, y que además no necesariamente tengan como objetivo principal suplir las demandas de riego.

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.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil
La sedimentación en los embalses se produce por la disminución de la velocidad del flujo y el aumento del ancho del cauce, debido a la presencia de la presa, con lo cual se generan sedimentos gruesos que se depositan primero y sedimentos finos que se depositan al final, más cerca del pie de la presa. El volumen que se define para almacenar la sedimentación de los embalses, determina las dimensiones de la presa y otras obras. Hay casos en que la tasa de producción de sedimentos de la cuenca aportante es alta y aumenta los costos del proyecto, por la gran magnitud del volumen muerto que se debe considerar durante la vida útil del embalse. Con el propósito de reducir el volumen muerto de un embalse de riego y disminuir los correspondientes costos de las obras asociadas, se presentan cinco alternativas, que se dividen en los tres grupos siguientes: (i) reducir el aporte de sedimentos; (ii) pasar los sedimentos hacia aguas abajo del embalse; y (iii) extraer los sedimentos ya depositados. Para reducir el aporte de sedimento al embalse, se consideró el controlar con vegetación en la cuenca aportante, ya sea con especies nativas o exóticas. La otra alternativa es la construcción de pequeños muros llamados Sabo Dam, aguas arriba de la presa del embalse. Para pasar los sedimentos hacia aguas abajo del embalse, existen varias técnicas. En este caso, se analizó el Flushing, que consiste en vaciar el embalse. Para extraer los sedimentos ya depositados, se considera la extracción mecánica con excavadoras y el dragado con una draga hidráulica, para luego transportar los sedimentos a un botadero. En Chile existe una gran cantidad de embalses de riego, de los cuales, para este informe se presenta un análisis de los cuatro embalses mayores de riego siguientes: Embalse Chironta, Embalse Chalinga, Embalse Chacrillas y Embalse Ancoa. Como resultado del análisis de la información existente de dichos embalses, se seleccionó al Embalse Chacrillas, ubicado en la Región de Valparaíso, como el caso en estudio, debido a la información disponible y la ubicación que posee una gran superficie sin cobertura vegetal. Los resultados de la aplicación de las alternativas al Embalse Chacrillas, realizando un cálculo del VAN en la vida útil de 50 años del embalse, demuestran que reforestar con vegetación nativa o exóticas reduce más los costos, llegando a un 2% menos que la inversión total y junto al Flushing que reduce un 2,5% los costos. La construcción de Sabo Dam de enrocado, también disminuyen los costos en menor cantidad. Finalmente, la alternativa de dragado aumenta considerablemente los costos del embalse.Los principales impactos ambientales son positivos al disminuir las dimensiones de la presa y vertedero y disminuir el área de inundación, además de reforestar con árboles nativos. El principal impacto ambiental negativo es el comportamiento de la descarga de sedimentos aguas abajo del embalse en el flushing

El proyecto Puntilla del Viento consiste en la construcción de un embalse de regulación que contaría con una capacidad de 85 millones de m3 de capacidad útil y 450 hectáreas aproximadamente de superficie inundada, con una vida útil de 50 años, una inversión de 115 millones de dólares y una mano de obra de 900 personas durante el período de máxima demanda durante su construcción. Su objetivo es favorecer productivamente la Primera y Segunda Sección de riego del río Aconcagua, que incluyen las comunas de Catemu, Panquehue, San Felipe, Santa María, San Esteban, Rinconada, Los Andes y Calle Larga. Este embalse de cabecera se encuentra en etapa de pre-estudio y su construcción significaría la relocalización de entre 300 a 500 familias de las comunas de Los Andes y San Esteban, vecinas a la carretera Camino Internacional. Durante el proceso de pre-estudio las comunidades que se verían afectadas por la construcción del embalse, se han opuesto a que se lleve adelante el proyecto, lo cual generó la preocupación de todos los sectores involucrados. Las comunidades a través de las jornadas de participación ciudadana alegan que “el embalse es inseguro, inundará nuestras casas, y terminará con lugares de valor arqueológico e histórico – patrimonial”. La construcción de un embalse siempre generará necesariamente un impacto sobre el medio ambiente, al desaparecer de forma irreversible bajo sus aguas una porción de territorio, en la mayor parte de los casos bastante extensa. Este impacto será mayor o menor, dependiendo de las áreas que van a ser cubiertas, restos de interés histórico-arqueológico, bosques, suelos de interés agrícola, asentamientos humanos, etcétera. Por otra parte, no cabe duda de que los embalses son necesarios en muchos aspectos para que se pueda llevar a cabo la actividad humana. Este trabajo consiste en un análisis predictivo del impacto sobre el territorio que generaría la construcción e instalación del embalse Puntilla del Viento.

Ingeniero Civil
El presente trabajo consiste en la modificación del modelo numérico MOSSEM desarrollado en la tesis de Magíster de González (2006) y su utilización para estudiar los procesos de sedimentación en el embalse Rapel, VI Región, Chile. El objetivo general es el estudio y aplicación del modelo de sedimentación en el embalse Rapel, considerando el delta de sedimento grueso del comienzo del embalse y la eventual corriente de turbidez que se desarrollaría a lo largo del embalse. Para esto se analizan las ecuaciones asociadas a la corriente de turbidez y se realizan modificaciones en la ecuación de conservación de sedimentos para ajustarla de mejor forma a la geometría utilizada por el modelo. Además, en la ecuación de momentum integrada en una sección transversal, se estudia su aplicabilidad y el efecto producido por cada término de ésta, diferenciándola de la ecuación integrada en la vertical. Se describen las actividades asociadas a la salida a terreno en los principales cauces afluentes al embalse Rapel: los ríos Cachapoal y Tinguiririca. El objetivo es determinar las características de los sedimentos que transportan ambos cauces y realizar una estimación del coeficiente de rugosidad de Manning a utilizar en la modelación. La granulometría del sedimento grueso se obtiene a través de un software que utiliza imágenes de alta resolución tomadas en la salida. Luego se deben extraer los sedimentos finos de las muestras obtenidas en cada cauce, lo cual se realiza utilizando dos metodologías: filtración y evaporización del agua de las muestras. Finalmente se obtiene la granulometría de los sedimentos finos utilizando un granulómetro láser y la densidad mediante ensayos de gravedad específica de sólidos. La modelación de la sedimentación del embalse Rapel se realiza desde el año 1971, cuando finaliza el llenado de éste, hasta el fin del año 2009. Existen antecedentes de batimetrías medidas en el verano del año 2010, por lo que éstas fueron de gran utilidad para analizar el comportamiento del modelo. Finalmente se discuten los resultados obtenidos en la simulación, donde se observa una sobreestimación del volumen de sedimento grueso depositado en el embalse, al ser comparado con el volumen estimado con mediciones en terreno. En el caso de los sedimentos finos, el modelo predice una sedimentación menor a la medida en terreno, por lo cual, se propone una conceptualización alternativa que pueda utilizarse en estudios futuros.

Ingeniero Civil
La empresa Colbún S.A. está estudiando el proyecto Guaiquivilo-Melado, consistente en la instalación de siete centrales hidroeléctricas emplazadas en los ríos Guaiquivilo y Melado, pertenecientes a la Provincia de Linares, Región del Maule. La obra principal del proyecto corresponde a la construcción del Embalse Guaiquivilo, el cual actúa como embalse de cabecera regulando los caudales de cinco de las siete centrales proyectadas. El objetivo principal del presente trabajo es disponer de una herramienta de modelación que permita el análisis de las variables de diseño del proyecto desde el punto de vista de los ingresos por generación energética. Además, se desea extraer una regla de operación para el embalse a nivel mensual. Para esto se ha desarrollado un modelo de programación dinámica del sistema. La elaboración del modelo planteado se realizó mediante una simulación del sistema Guaiquivilo-Melado, en el cual se incluyeron diversas restricciones. La totalidad de los parámetros y variables se consideraron a escala mensual. La programación dinámica obtiene la operación óptima del embalse para ciertos parámetros de diseño de las obras, y una determinada serie de caudales de entrada. Su función objetivo es maximizar los ingresos por concepto de energía generada, sin considerar costos. Con el fin de tratar el problema de la incertidumbre hidrológica en el sistema, se generaron 100 series de caudales alternativas a la histórica. La serie de caudales registrados está basada en datos de tres estaciones fluviométricas, por lo que la generación sintética realizó con un modelo multivariado VARMA, basado en la formulación de Box-Jenkins. De esta forma, el resultado del modelo de programación dinámica corresponde al promedio de los resultados obtenidos con cada una de las series de caudales. Para obtener la regla de operación del embalse Guaiquivilo, se promediaron las entregas de caudales determinadas por la programación dinámica, considerando tres factores: mes del año, nivel de almacenamiento y rango de caudal medio afluente al embalse. Así se ajustaron diversas regresiones obteniéndose curvas mensuales de operación. El análisis de las variables de diseño del proyecto se realizó mediante la comparación de las respuestas del modelo ante cambios en sus parámetros de diseño, partiendo desde una condición base. De acuerdo a los resultados, los mayores ingresos que otorga la regulación del embalse indican que es conveniente construir la presa del mayor tamaño posible, restringida a las limitaciones físicas propias del sitio donde se emplazaría. Para las centrales que poseen regulación de caudales desde el embalse Guaiquivilo, se determinaron rangos de caudales de diseño en los que podrían encontrarse los óptimos. Mediante la determinación de curvas de costos se podría obtener fácilmente valores óptimos de diseño de las obras.

Ingeniero Civil
Este trabajo se enmarca en la incorporación de los costos asociados al déficit de agua de riego, correspondientes a los embalses Maule y Laja, en la operación de largo plazo del Sistema Eléctrico Nacional, SEN, a través del software AMEBA, desarrollado por la compañía Spec Energy Consulting. El software constituye un conjunto de metodologías, algoritmos computacionales y modelos matemáticos para abordar íntegramente la toma de decisiones en los mercados eléctricos, que se utilizan para asignar la operación de todas las centrales de generación, con la lógica de satisfacer la demanda eléctrica a mínimo costo esperado en el largo plazo, tal como opera el sistema eléctrico chileno. En el marco de lo anterior, se desarrolla una representación de la función de costo de déficit de agua de riego, que sea compatible con la estructura de AMEBA, recurriendo a modelos agroeconómicos como, Positive Mathematical Programming, obteniendo los beneficios marginales de temporada y, por ende, las funciones de beneficio, a partir de las cuales se construye la función de costo asociado al déficit. Luego, se introduce dicha función en AMEBA como una penalización económica al riego no servido. Finalmente, se evalúa el impacto sobre los indicadores de operación del sistema, como la variación de los volúmenes en los embalses Maule y Laja con respecto a la operación puramente eléctrica, el impacto en el precio de la energía, la generación en dichas cuencas y el porcentaje de riego abastecido en relación al otorgado por cada convenio. En conclusión, se propone una nueva política de asignación de agua, la cual otorga mayor flexibilidad al sistema eléctrico al reemplazar los convenios de riego por penalizaciones económicas, considerando su valor tanto en hidroelectricidad como en riego, dándole así un sentido más amplio al agua como recurso.

Esta memoria está motivada en la ley 20:304 “Sobre operación de embalses frente a alertas y emergencias de crecidas y otras medidas que indica". Esta Ley surge como respuesta del Poder Ejecutivo a las grandes inundaciones provocadas por el río Bío-Bío en el año 2006. La creación de esta Ley implicará la asignación de algunos embalses como \embalses de control" los cuales tendrán la misión de ayudar a controlar las crecidas producidas en su cuenca. Este nuevo objetivo de los embalses impondrá una nueva forma de operarlos frente los eventos de crecida. Esta nueva ley crea un nuevo escenario en las cuencas donde existan embalses de control, ya que la operación de los embalses conforme al nuevo manual de operación, aprobado por la DGA, eximirá de toda responsabilidad a los propietarios de los embalses frente a los destrozos generados por las inundaciones aguas abajo. De la misma manera, una operación del embalse que no cumpla lo reglamentado por el manual será motivo de sanción al operador del embalse. Otro escenario generado por la creación de la ley corresponde a cuando se decreta una alerta de crecida, el operador del embalse opera conforme a lo establecido por el manual y el resultado de la crecida real es menor a la pronosticada. Esta situación genera pérdidas del volumen embalsado. Estas pérdidas deberán ser asumidas por el Fisco. Debido a que la ley modifica la operación de los embalses de control frente los eventos de crecida se creó un modelo de rastreo de crecidas que fuera capaz de independizar el efecto de la operación del embalse en el resto de la cuenca. Para así poder evaluar fidedignamente el impacto de la ley. Además se utilizaron metodologías de evaluación económica, tanto para los volúmenes de agua perdidos en los embalses y de los beneficios generados por la disminución de la inundación, para poder comparar el resultado de los distintos escenarios encontrados por las modificaciones en la operación del embalse estudiadas. Todas las metodologías, resultados y conclusiones están en la presente memoria.

No autorizado por el autor para ser publicada a texto completo
Uno de los grandes problemas de Chile, debido principalmente a su orografía e hidrología, consiste en las catástrofes que con cierta frecuencia ocurren en los valles debido a las crecidas. El problema tiene diversas aristas, porque se puede tratar de crecidas pluviales o nivales, en valles que pueden ser estrechos como los del norte, o cubrir grandes extensiones como los del sur. Por lo tanto, las soluciones pueden ser también de diverso tipo y su evaluación económica también puede realizarse de diferentes formas, dependiendo de la información disponible. La presente memoria se realiza para el valle de Camiña, en el cual se pretende mitigar el efecto de las crecidas mediante un embalse que las controle. El embalse serviría también para el control de sedimentos, para regular el riego y para generar energía, pero su principal uso, u objetivo, es el control de crecidas, sobre el cual se realiza la evaluación económica. Después de una amplia revisión bibliográfica y periodística, se derivó a una metodología que permite obtener la función de daños en aquellos casos en que se cuenta con poca información. Esta metodología, en términos de sus procedimientos ha quedado postulada como de aplicación general. Mediante la aplicación de diversas técnicas de la ingeniería, se ha calculado las crecidas en el valle para diferentes períodos de retorno, el efecto regulador del embalse, las áreas inundadas en el valle, se ha determinado los tipos de daños que ocurren durante las crecidas y se ha valorado los que fue posible hacerlo, utilizando la información disponible al máximo. Se pudo comprobar que los más relevantes corresponden a las pérdidas de vidas humanas. Se propuso una curva adimensional de daños en función de los caudales de crecidas, de manera de estimar el daño anual esperado en diferentes escenarios, situación actual, futura sin proyecto y futura con proyecto de embalse para varias capacidades. Mediante la utilización de información proveniente de los diseños del embalse, se determinaron los costos de las obras para diferentes tamaños, lo que permitió realizar la evaluación económica y seleccionar el mejor tamaño del proyecto. Los resultados de la evaluación económica indicaron que la construcción de un embalse es rentable y el volumen óptimo de regulación de 35 millones de m3. No obstante, la imprecisión que existe para la cuantificación de una serie de daños, permite ratificar que los resultados no pueden considerarse categóricos para decidir la construcción de las obras, sino que son una herramienta más de decisión.

En todo el mundo existe preocupación por los impactos de la operación de centrales hidroeléctricas sobre ecosistemas acuáticos. Una manera de cuantificar dichos impactos es a partir del grado de alteración hidrológica inducido por la operación de los embalses, que puede estimarse mediante el análisis de series de tiempo de caudales turbinados (STC). En el Sistema Interconectado Central de Chile, la operación de todas las centrales generadoras queda determinada por el CDEC-SIC, que utiliza modelos de despacho de largo y corto plazo, PLP y PCP, respectivamente. Estos modelos minimizan los costos del sistema satisfaciendo la demanda energética de manera óptima. Uno de los resultados de estos modelos son las STC en las centrales hidroeléctricas, que pueden ser utilizadas para estudios de alteración hidrológica. En el presente estudio, son de principal interés las STC de corto plazo (caudales horarios), cuyo grado de alteración hidrológica se puede analizar a partir de Metrics of Hydrologic Alteration (MHA). El Centro de Energía de la FCFM de la Universidad de Chile (CE-FCFM), cuenta con los modelos DeepEdit (Despacho) y MIPUC (Predespacho), réplicas del PLP y PCP respectivamente. Estos modelos consideran, para centrales hidroeléctricas en cascada, que el tránsito del agua ocurre de forma instantánea de una central a otra. De esta manera, el objetivo principal de este trabajo, es implementar una representación de los tiempos de viaje en el modelo de corto plazo, y estudiar el impacto de esta modificación sobre las STC. Para obtener las STC de corto plazo se deben utilizar ambos modelos en conjunto, ya que uno de los datos de salida del modelo de largo plazo (Función de Costo Futuro Esperado) ingresa como dato de entrada en el modelo de corto plazo, que entrega las STC a nivel horario. Para el periodo incluido en el presente estudio, ya existían resultados de estas Funciones De Costo Futuro Esperado, por lo que no fueron necesarias las simulaciones del modelo de largo plazo. Así, el modelo utilizado (y adaptado) en el presente estudio, corresponde solamente al modelo de corto plazo, MIPUC. Con las STC de carácter horario, se calculan las MHA, las que son empleadas para comparar los valores relacionados con los resultados de una simulación con y sin adaptación. En este trabajo se comparan los resultados de tres versiones del modelo: i) versión sin adaptación, ii) versión con adaptación simple (considera tiempos de viaje de valor entero), y iii) versión con adaptación sofisticada (enfoque continuo para los tiempos de viaje). Para estas versiones, se tienen resultados de las MHA, para distintas semanas y valores de caudal (que determinan de forma exógena los tiempos de viaje), con los cuales se confeccionan curvas de frecuencia acumulada para cada MHA, pudiendo determinar niveles de variabilidad de las STC para un valor particular de cada MHA (conocidos de la literatura), que es conocido como “valor umbral” el que al ser superado indica un impacto medioambiental significativo. Los resultados fueron bastante variados para cada MHA, para cada versión del modelo. De esta forma, se realiza un análisis que cuantifica la variabilidad de las STC de ambos enfoques en función de los caudales considerados (inversamente proporcionales a los tiempos de viaje). De este análisis se observa que el efecto de la modificación del modelo es proporcional a los tiempos de viaje. Del total de los casos, se tiene un mayor porcentaje (que avala esta afirmación) para el enfoque continuo (87.5%), que para el enfoque discreto (50%), por lo que se recomienda el uso de la versión del modelo con el caso continuo. Finalmente, la consideración de los tiempos de viaje en el modelo de corto plazo, aumenta la variabilidad de las STC (mayor alteración hidrológica) para más casos en la versión continua del modelo, para los valores umbrales conocidos de las MHA. Esta conclusión final, convoca a la discusión de la incorporación de este factor en los modelos utilizados actualmente en el país, los que velan por una protección al medio ambiente.

Ingeniero Civil
El principio orientador del desarrollo de esta tesis consiste en la valoración del agua como recurso imprescindible para asegurar una vida digna al ser humano, económicamente sustentable y en armonía con su entorno físico y social, considerando una visión que coloque a la Sociedad Civil por sobre el Estado y el Mercado en la gestión del recurso. Este trabajo es parte de una iniciativa privada, cuyo objetivo va en el sentido anteriormente mencionado; se ha generado un proyecto pensando en el bienestar colectivo, considerando con el mayor esfuerzo y sensatez posible, sus múltiples variables. La propuesta considera un incremento significativo en la calidad de vida de los agentes de una cuenca en particular de nuestro país, la cuenca del río Aconcagua, sin mermar en ningún caso la situación de alguno de sus actores. Transfer S.A. ha diseñado un proyecto propio y exclusivo, en su etapa conceptual, el cual propone una estrategia eficiente para mejorar las condiciones en la cuenca del río Aconcagua (Proyecto TSA) el cual consiste en un trasvase desde la cuenca del río Rapel, (en el cual se ha demostrado que se pueden extraer al menos 25 m3/s sustentablemente de los 174 m3/s en promedio que llegan a su desembocadura), hacia el sistema gran Valparaíso por al menos 2 m3/s. A cambio de esto la empresa ESVAL, la sanitaria, libera sus derechos de aprovechamiento consuntivos, permanentes, en el río Aconcagua, los cuales se trasladarán aguas arriba hasta la restitución de la última central hidroeléctrica de pasada. Transformados en derechos de aprovechamiento consuntivo, eventuales en su gran mayoría (intercambio con el MOP), éstos serán trasladados hacía la cuenca del Río Blanco, donde se encuentra la mina Andina de CODELCO, donde serían embalsadas las aguas y gestionadas lo más eficientemente posible. El Proyecto TSA ha requerido un análisis en detalle de este último punto, para saber cuánta con cuánta agua se dispone para embalsar y en qué condiciones (Costos, seguridad, sustentabilidad, etc.). La labor realizada en este trabajo de título ha permitido cuantificar el agua disponible en la cuenca del río Blanco, particularmente aguas arriba del punto de captación de la central hidroeléctrica Aconcagua, donde se ubicaría un embalse de abastecimiento minero. A través de un modelo que considera la incertidumbre hidrológica generando series sintéticas en una sub-cuenca (modelo periódico auto-regresivo), se han obtenido curvas de distribución acumulada de probabilidad empírica de la tarifa implícita (valor del agua que hace el VAN cero, considerando costos por construcción de embalse y central a pie de presa, pago e ingresos por agua solicitada o entregada a central Aconcagua, beneficios de una central a pie de presa, etc.) a pagar por Codelco Andina y la distribución acumulada de probabilidad empírica de la seguridad de abastecimiento a la misma (Cantidad real de agua recibida por Codelco a lo largo de 40 años, dividida por la cantidad de agua a un caudal fijo constante). Lo anterior se ha realizado para 12 escenarios distintos, considerando las combinaciones de abastecimiento de 1 y 1.2 m3/s para volúmenes de un embalse de 30, 40 y 50 millones de metros cúbicos. Y además la posibilidad de intercambiar aguas con la central hidroeléctrica Aconcagua. Los resultados se presentan como una herramienta para la toma decisiones por parte de la Minera, la cual debe valorar dos elementos: El costo y la Seguridad, para poder escoger el escenario óptimo. El modelo considera la incertidumbre hidrológica, generando series sintéticas con modelos auto-regresivos y ha permitido simular de buena forma el sistema hidráulico mostrado un buen rendimiento, entregando como herramientas para la toma de decisiones de la Minera, la distribución de frecuencias de la tarifa implícita a pagar por el agua y la seguridad de abastecimiento.

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.

El motivo de este estudio ha sido abordar el concepto del manejo conjunto de los recursos hídricos superficiales y subterráneos a través del análisis de la respuesta del acuífero del Valle del río Elqui frente a escenarios de operación que permiten una mayor tasa de extracción de aguas subterráneas en periodos de sequía y la cuantificación de eventuales tasas de recuperación del volumen almacenado una vez que se reestablecen las condiciones hidrológicas normales. Se utiliza como base el modelo de simulación hidrogeológico de la Dirección General de Aguas para el acuífero del Valle del río Elqui implementado en Visual Modflow y 5 de 10 escenarios de operación que se consideran provienen de un estudio previo en donde se utilizó el modelo MAGIC, un modelo hidrológico de balance, de simulación integrada superficial y subterránea, a nivel mensual. Estos escenarios de operación de duración de 15 años tienen como consecuencia cambios directos en la explotación de los acuíferos y en la recarga de estos. Los 5 escenarios restantes se proponen en el presente estudio, de los cuales 3 tienen una duración de 15 años y 2 de 30 años. El modelo implementado en Visual Modflow es calibrado en régimen transiente en el periodo entre Abril de 1999 y Marzo de 2004. La operación de los escenarios en este modelo hidrogeológico se realiza entre el periodo de Abril de 1989 y Marzo de 2004, el cual contiene la sequía hidrológica que afectó la zona de estudio ocurrida entre 1993 y 1997. Como resultado del modelo de simulación hidrogeológico se logra identificar cuales escenarios logran recuperar la disminución del volumen almacenado a causa del aumento de la explotación de aguas subterráneas durante el periodo de sequía, se calculan las tasas de recuperación del volumen de agua y se analiza el efecto que tienen estos escenarios en los flujos subterráneos que se deben a condiciones de borde del sistema. Se concluye como viable de una tasa de explotación del agua subterránea más allá de los criterios actuales frente a un evento como una sequía hidrológica por cuanto se observa para algunos escenarios una recuperación del volumen almacenado una vez que se recuperan las condiciones de recarga normales incluso considerando una continuidad en la explotación normal del acuífero, aunque esta recuperación del volumen almacenado resulta significativamente más rápida si se considera una suspensión de la explotación del agua subterránea una vez terminada la sequía hidrológica con el objeto de reestablecer los niveles piezométricos para garantizar la seguridad del sistema frente a una eventual nueva sequía.

Ingeniera Civil
Las centrales hidroeléctricas cubren aproximadamente un 44% de la potencia instalada del Sistema Interconectado Central (SIC), constituyendo una de las principales fuentes de generación eléctrica del país. La construcción y operación de centrales hidroeléctricas de embalse genera diversos impactos en los sistemas acuáticos. Dada la capacidad de regulación, el bajo costo de operación y la rápida respuesta que tienen frente a variaciones en la demanda energética, algunas de estas centrales presentan una operación concentrada en los horarios punta, o hydropeaking. Este tipo de operación genera alteraciones tanto en el régimen hidrológico como térmico aguas abajo. Este último efecto está relacionado con la operación sobre la estructura térmica del embalse. El objetivo principal de este trabajo es estudiar la alteración hidrológica y térmica de corto plazo en el embalse Rapel asociada a operaciones de hydropeaking. Se consideran tanto el esquema actual de operación como escenarios de restricciones de caudales mínimos turbinados (Qmín) y fluctuaciones máximas horarias de caudal turbinado (ΔQmáx). Los escenarios simulados se incorporaron a un modelo de pre despacho económico de carga, que resuelve el problema de coordinación hidrotérmica de corto plazo. A partir de este modelo se obtienen series temporales de caudales horarios que permiten calcular los Indicadores de Alteración Hidrológica Intradiaria (IAHI) y que a su vez son datos de entrada para el modelo numérico tridimensional que simula la hidrodinámica del embalse (CWR-ELCOM) y que permite determinar la estructura térmica del mismo. Los resultados del modelo CWR-ELCOM incluyen series de tiempo de las temperaturas del agua de salida del embalse, con las que se calculan Indicadores de Alteración Térmica Intradiaria (IATI). A partir de las series de tiempo horarias de caudales y temperaturas de salida se obtienen series diarias de IAHI e IATI, que luego dan lugar a curvas de duración. Los resultados muestran que las restricciones a la operación, tanto al aplicarse cada una por sí sola como en forma combinada, inducen un desplazamiento en las curvas de duración hacia valores menores de los indicadores en comparación con la operación sin restricción. Para analizar el efecto de cada restricción por si sola, se considera un periodo húmedo y uno seco, y en ambos se observa que mientras más limitada la operación, esto es mayores valores de Qmín o menores de ΔQmáx, las curvas de duración se desplazan más hacia el eje de las ordenadas. Para el periodo seco es más efectivo aplicar restricciones de Qmín, mientras que para el periodo húmedo resulta más efectivo limitar las fluctuaciones de caudales máximos horarios turbinados. Al combinar las restricciones se obtienen en todos los casos menores alteraciones que en el caso de aplicar restricciones por separado. Adicionalmente, se observa que en términos generales la restricción ΔQmáx es más efectiva que la de Qmín en términos de las curvas de duración de los IAHI. Los IATI siguen la misma tendencia que los IAHI, en donde los escenarios más restrictivos generan valores menores para los indicadores, con la diferencia que para los IATI las curvas de duración de los casos con restricciones, tanto por sí solas como combinadas, son similares a la obtenida del escenario sin restricciones. Adicionalmente, se observa que la restricción Qmín es la más efectiva en términos de desplazar las curvas de duración con respecto a operación sin restricciones, llegando incluso para valores altos de caudal mínimo a no ser relevante considerar además restricciones de fluctuaciones máximas horarias de caudales.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico
Ingeniera Civil
La eutroficación y florecimiento de algas es un problema común en lagos y embalses que reciben elevadas cargas de nutrientes en sus afluentes. Como consecuencia, se pueden generar incompatibilidades con algunos de los propósitos de los embalses, tales como consumo humano, riego o generación hidroeléctrica; así como también con las actividades recreacionales o deportivas que se desarrollan en torno a estos cuerpos de agua. El embalse Rapel, ubicado en la zona costera de la Región de O'Higgins, es un ejemplo de esta situación. Si bien se han realizado estudios relativos al diagnóstico de la calidad del agua, no se ha investigado completamente cómo se ve afectada la calidad del agua del embalse como consecuencia del esquema de operación que mantiene la central. Esto motiva la realización de esta tesis, cuyo objetivo principal es estudiar esta relación mediante el análisis de escenarios de simulación. Para ello, se utiliza el modelo ELCOM-CAEDYM, capaz de representar la hidrodinámica y calidad del agua del embalse.Por otro lado, se utiliza el modelo MIPUC que permite reproducir la labor del operador del sistema eléctrico de Chile central de coordinar el funcionamiento de corto plazo de las plantas eléctricas pertenecientes al sistema. Un total de veinte escenarios de simulación son definidos de acuerdo a dos criterios: condición hidrológica para el caudal afluente al embalse (año seco, normal o húmedo) y restricción de caudal mínimo en la operación de la central hidroeléctrica. Los resultados de las simulaciones son comparados por el grado de alteración hidrológica que imponen en el caudal aguas abajo del embalse, la energía generada por la central Rapel, variaciones en el nivel del agua del embalse y la concentración de clorofila-a en un eje central que recorre el embalse, desde la llegada del río Cachapoal hasta la presa. Los resultados de las simulaciones mostraron que la inclusión de un caudal mínimo ecológico en la operación de la central reduce la alteración hidrológica en el río aguas abajo de la presa. Por otro lado, las condiciones hidrológicas asociadas a un menor caudal entrante al embalse, resultaron ser las más sensibles al efecto del caudal ecológico, tanto en la variación del nivel como en la concentración de cianobacterias. En particular, se observó que el caudal mínimo más restrictivo resultaba en una mejora de la calidad del agua de las cubetas Cachapoal y Muro. Este resultado es consecuencia de un bajo nivel del embalse y de la concentración de sólidos suspendidos del afluente que generan una mayor turbidez a la entrada del embalse. Esto a su vez, limita el crecimiento del fitoplancton se tiene por tanto una disminución de la concentración de clorofila-a. Estos resultados muestran que cambios del esquema de operación de la central pueden afectar la calidad del agua del embalse de manera significativa, y plantea la inclusión de esta opción como una alternativa en el estudio de embalses existentes o en los estudios previos de proyectos de recursos hídricos futuros.

Ingeniero Civil
El embalse Rapel fue construido en 1968 con el propósito de generación eléctrica, en la Región del Libertador General Bernardo O Higgins. Originalmente poseía una profundidad máxima de 85 m, pero actualmente la depositación de sedimentos ha elevado el fondo hasta los 55 m de profundidad. El embalse se forma por la unión de los ríos Cachapoal y Tinguiririca, que aportan el 86% de los caudales afluentes, con el estero Alhue. El embalse inunda una superficie máxima de 95 km2 y tiene una morfología dendrítica similar a una Y . La operación de la central hidroeléctrica está definida económicamente por el Centro de Descarga Económico de Carga (CDEC-SIC). Esto induce una operación que concentra las extracciones en los horarios puntas (operación hydropeaking) cuando la demanda energética es máxima. La central hidroeléctrica tiene una potencia instalada de 360 MW a través de la operación de 5 turbinas con una capacidad máxima de 110 m3s-1 cada una. El objetivo de esta tesis es estudiar los efectos de la operación hydropeaking de la central hidroeléctrica Rapel sobre la hidrodinámica de su embalse, mediante la combinación de mediciones en terreno y simulaciones numéricas llevadas a cabo por el modelo tridimensional Estuary, Lake and Coastal Ocean Model (CWR-ELCOM). La metodología llevada a cabo considera la toma de información en terreno a partir de una cadena de termistores ubicada en las cercanías del muro y el registro de información de velocidad y dirección del viento, temperatura ambiental y humedad relativa, entre otros, partir de una estación meteorológica. La serie asociada a las extracción de caudales para la generación eléctrica se obtiene con una discretización horaria a partir de los registros de energía producida registrados por el CDEC-SIC. Estos datos medidos en terreno se usan en la construcción de un modelo tridimensional del embalse utilizando CWR-ELCOM. El modelo es capaz de recrear la hidrodinámica interna de lagos y embalse, sujeto a los distintos forzantes ambientales y antropogénicas. Dos escenarios de operación fueron analizados: La operación real de la central con hydropeaking y un escenario ficticio en que se suprimen los peaks de descarga. Dos periodos de tiempo distintos fueron analizados, primavera/verano y otoño, lo que permite incluir en el análisis distintas condiciones estacionales y de operación. Se muestra que la ubicación de la termoclina esta determinado tanto por la profundidad de la toma de salida y de la magnitud de las descargas. Un análisis espectral muestra una fuerte correlación entre las extracciones y la excitación de las ondas internas, con un periodo preponderante de 24 h. Más aún, los efectos de la operación hydropeaking están restringidos a una región que se extiende hasta 5 km del muro, donde es posible observar una mayor capacidad de mezcla alrededor de la extracción y una dispersión horizontal menor. Se concluye que la operación hydropeaking tiene un impacto significativo en la hidrodinámica del embalse, lo que indica que la variabilidad de las extracciones durante el día debe ser considerada en los estudios de estos sistemas

Geóloga
En este trabajo se analiza la composición química de la fracción fina (<180µm) de 126 muestras de sedimento fluvial tomadas en los drenajes principales de la cuenca del río Elqui. Para ello se dispone de las concentraciones de 59 elementos químicos, óxidos mayores y elementos traza (de interés económico y ambiental). A partir del análisis de estos datos, se logra dividir la cuenca en cinco zonas geográficas con signaturas geoquímicas bien diferenciadas: Zona 1: Rocas intrusivas y volcano-sedimentarias del Paleozoico, con altas concentraciones de Ctotal, Cd, K2O, SiO2, Sn, entre otros. Controlada principalmente por litología, presencia de materia orgánica, mineralización de Sn y limitada por la falla Vicuña. Zona 2: Ríos Seco, Toro, Turbio y Elqui al este del embalse Puclaro, con altas concentraciones de As, Cu, Stotal, entre otros. Controlada principalmente por alteración hidrotermal y/o actividad minera, depósitos lacustres del Holoceno y limitada por el embalse Puclaro. Zona 3: Rocas volcano-sedimentarias del Cretácico, con altas concentraciones de Al2O3, CaO, MgO, Fe2O3, MnO. Controlada principalmente por mineralización de Fe y Mn, litología, geomorfología e hidrodinámica y limitada por la falla Vicuña. Zona 4: Quebrada Arrayán, con altas concentraciones de Au, Hg, Stotal. Controlada principalmente por mineralización de oro y mercurio en el distrito Andacollo, depósitos de placeres en la quebrada Arrayán y actividad minera, como la utilización histórica de mercurio en la amalgamación de oro. Zona 5: Parte baja de quebrada Marquesa, con altas concentraciones de Ag, Pb, Ba, Hg. Controlada principalmente por mineralización en los distritos Arqueros y Talcuna, y actividad minera. Así, se lograron determinar seis factores de control preponderantes en la geoquímica regional de los sedimentos fluviales de la cuenca del río Elqui: 1. Litología paleozoica intrusiva al este de la Falla Vicuña; 2. Litología cretácica volcano-sedimentaria al oeste de la Falla Vicuña; 3. Zonas de alteración hidrotermal y/o actividad minera en los distritos El Indio-Tambo, Carmen de Río Seco, Andacollo, Arqueros y Talcuna; 4. Geomorfología e hidrodinámica; 5. Falla Vicuña, como límite para las características geoquímicas globales de la cuenca; y 6. Embalse Puclaro, trampa para los sedimentos tóxicos provenientes de la parte alta de la cuenca, evitando que gran parte de estos lleguen a la desembocadura del río Elqui en la ciudad de La Serena. En el río Turbio se encuentra que las concentraciones de As y Cu están sobre el estándar internacional PEC, considerándose estos sedimentos como tóxicos según este parámetro. Sin embargo, hace falta realizar estudios más detallados para determinar la toxicidad de estos sedimentos sobre el ecosistema particular de la cuenca del Elqui. En torno a la confluencia de los ríos Toro y La Laguna, además de las muestras de sedimento fluvial actual, se obtienen muestras de sedimento de terrazas fluviales. Se comparan sus concentraciones químicas con los sedimentos fluviales actuales. Se observa una disminución de las concentraciones de: Hg, Au, Ag y Pb, y un aumento en las concentraciones de: Zn, Cu, As y Stotal. Estas variaciones se pueden atribuir a dos factores: 1. La introducción de sedimentos ricos en arsénico, yeso y arcillas provenientes de la erosión de los depósitos lacustres colgados del Holoceno, a lo largo del río Turbio; y 2. Aumento del volumen de detritos en las zonas de alteración neógenas producto de la intensa actividad minera llevada a cabo en los distritos El Indio-Tambo y Carmen de Río Seco. Para determinar si uno o ambos factores influyen en este cambio de concentraciones, se hace necesario realizar dataciones absolutas o relativas de las terrazas fluviales muestreadas.

Ingeniero Civil
El embalse Rapel, construido en el año 1968, presenta un reto primordial en la Región del Libertador General Bernardo O Higgins. En efecto, participa considerablemente en la producción de energía eléctrica de la región, con el funcionamiento de la central hidroeléctrica asociada al embalse. Además, varias actividades aprovecharon del embalse para desarrollarse, como por ejemplo el turismo y actividades recreativas acuáticas. Hoy día, la operación de la central esta definida por el Centro de Despacho Económico de Carga (CDEC-SIC) que privilegia un funcionamiento concentrado en las horas punta de consumo energético del día. Este funcionamiento llamado hydropeaking u operación de punta se caracteriza por la alta fluctuación de los caudales efluentes de la central, lo cual puede tener efectos negativos sobre las condiciones ambientales aguas abajo de la presa. Una de las amenazas más serias para el embalse Rapel es el fenómeno de eutrofización que consiste en la proliferación de fitoplancton y especialmente de cianobacterias a la superficie del agua, provocando efectos potencialmente desastrosos para el ecosistema del embalse y varias incomodidades para la población. La finalidad de este trabajo es analizar los efectos a largo plazo de la operación de la central sobre la calidad del agua del embalse considerando dos tipos de funcionamiento de la central (en hydropeaking y considerando la implementación de restricciones ambientales) y tres escenarios hidrológicos diferentes (seco, normal y húmedo). En particular, se estudian las consecuencias de las condiciones hidrológicas y del funcionamiento de la central en los episodios de eutrofización y de anoxia del embalse. Se obtiene que en condiciones hidrológicas normales y húmedas, las restricciones ambientales permiten disminuir la frecuencia y la amplitud de los episodios de eutrofización y de anoxia especialmente la anoxia en condiciones hidrológicas normales.

Ingeniero Civil
El cambio climático es un tema que ha suscitado gran interés en las últimas décadas a nivel mundial, tanto para la comunidad científica como para la sociedad en general (IPCC, 2014), debido a los impactos que podría tener en las actividades humanas. En particular, estos impactos se podrían ver reflejados en la disponibilidad del recurso hídrico para abastecimiento de agua potable por parte de la población. El siguiente trabajo consiste en el estudio del impacto del cambio climático en la disponibilidad de recursos hídricos aportantes a los sistemas de almacenamiento de agua Laguna Negra y Embalse El Yeso, ubicados en el sector del cajón del Maipo, región Metropolitana, los cuales constituyen la principal fuente de agua potable del Gran Santiago. Para dar cumplimiento al objetivo principal del estudio, se construye un set de forzantes meteorológicas a escala horaria para el periodo histórico (1980-2015) y proyectado (2028-2060), mientras que la modelación hidrológica se lleva a cabo mediante el software CRHM, que corresponde a un modelo semi-distribuido de base física. Con este modelo, se analiza el comportamiento pluvial y nival de ambas cuencas en estudio, realizando una calibración de caudales afluentes a escala mensual durante el periodo 1980-1997, en la cual se obtuvieron los indicadores de eficiencia NS=0.70 y logNS=0.75 para la cuenca Embalse El Yeso, y NS=0.83 y logNS=0.84 para Laguna Negra. Las proyecciones de cambio climático utilizadas corresponden a 3 modelos de circulación global (GCM, por sus siglas en inglés) del escenario RCP 8.5 del IPCC, los cuales predicen disminuciones de la precipitación entre un 5% y 18% y aumentos de temperatura entre 0.5°C y 1.8°C, ambas variaciones a nivel anual en la zona de estudio. Los resultados de la modelación permiten conocer los caudales afluentes a escala horaria a los sistemas de almacenamiento bajo los efectos del cambio climático, los cuales presentan discrepancias entre los distintos modelos atmosféricos utilizados en cuanto a la magnitud de los efectos. Para el Embalse El Yeso, dos de los tres modelos utilizados proyectan un aumento en la escorrentía media anual entre un 6% y un 9%, mientras que para Laguna Negra los tres modelos proyectan disminuciones entre 17 y 36%. Las otras componentes del balance hídrico (evaporación y sublimación) no presentan alteraciones estacionales, mas sí en su magnitud, lo que se corresponde con los aumentos de temperatura y disminuciones de precipitación.

Geólogo
Este Proyecto fue iniciado a mediados de la década del 70 . Originalmente consideraba el estudio del emplazamiento de por lo menos, cuatro embalses pequeños, en los valles de mayor relevancia del área, como una forma de poner fin al déficit en el abastecimiento de agua potable de los balnearios del Litoral Central, cuya administración estaba a cargo entonces, de la Dirección de Obras Sanitarias (DOS) y posteriormente del organismo que la sucedió, el Servicio Nacional de Obras Sanitarias (SENDOS), dependientes del Ministerio de Obras Públicas. Con posterioridad, el Proyecto perdió prioridad, una vez que se privatizó el sistema sanitario, considerando la inversión que significa un proyecto de esta envergadura. Considerando la ubicación central en el área, se escogió el estero El Rosario, en la comuna de El Tabo, que presenta una hoya hidrográfica relativamente importante y que sería el punto de partida del mejoramiento general. Este trabajo, iniciado hace 40 años, comprende el estudio de la Geología y las características geotécnicas del valle del estero El Rosario, orientado a definir las características de la roca de fundación del muro del embalse. El área se encuentra compuesta fundamentalmente por rocas intrusivas, principalmente tonalitas, constituidas en un gran plutón, el Batolito de la Costa, de edad paleozoica. Estas rocas presentan buena calidad geotécnica. Con este fin se ha escogido un sitio, situado al interior del valle del estero del Rosario, a una cota de alrededor de 75 m s.n.m., y a unos 5.000 m desde la costa, junto al lugar denominado La Capellanía, que corresponde a un sector de gargantas angostas, con características sinuosas, una gradiente de 0,1 %, que se sitúa unos 1.000 m aguas abajo de la confluencia de los esteros del Rosario y de Carvajal. El valle presenta una sección de 80 m en el sector y está constituido por roca fresca en la base, con espesores variables de roca meteorizada (maicillo), en las laderas. El Proyecto considera la construcción de un muro de enrocado, de hasta 20 m de altura, con lo que se cubrirá una superficie de 2 Km2, que podrá llegar a contener 6 millones de m3 de agua, a lo largo de 2 Km del valle. Desde el punto de vista de la Geología y la Geotecnia, el sector se presenta estable, considerando la buena calidad de la roca granítica y que no se observa reactivación de las fallas que han afectado a las rocas postmiocénicas.

Ingeniero Civil
El embalse Rapel fue construido en el año 1968 con la finalidad de generación eléctrica. Actualmente existen otras actividades en el embalse, como la recreación y el turismo, que se ven afectadas por las condiciones ambientales del embalse. La operación de la central tiene una influencia sobre las condiciones ambientales del embalse, la que hoy en día está definida por el Centro de Despacho Económico de Carga (CDEC-SIC). Este ente dictamina una operación que se concentra en las horas punta de consumo energético del día (operación hydropeaking), la cual puede tener un efecto negativo sobre las condiciones ambientales del embalse. La finalidad de este trabajo de título es estudiar los efectos de la operación hydropeaking de la central hidroeléctrica Rapel en el largo plazo, considerando distintos escenarios hidrológicos y de restricciones ambientales que lo eliminan. Para llevar a cabo este estudio se utiliza el modelo MIPUC, para generar los escenarios de operación de la central, y el modelo CWR-ELCOM, para simular el comportamiento de las variables ambientales en el embalse a largo plazo.\\ Las series de operación de la central hidroeléctrica se generan a partir de tres escenarios hidrológicos (hidrología seca, normal y húmeda) y dos restricciones ambientales (rampa máxima de caudal y caudal ecológico), que son incluidas en el modelo MIPUC, generando seis escenarios de operación: un escenario con restricciones ambientales y otro sin, para cada uno de los tres escenarios hidrológicos. Los datos para la modelación se obtienen en base a los trabajos realizados por \cite{olivares2015} y \cite{quintero2014}. Por otro lado, para modelar la hidrodinámica del embalse sujeta a distintas forzantes ambientales se utiliza el modelo tridimensional CWR-ELCOM. En este modelo se incorporan las variables meteorológicas obtenidas de los reanálisis NCEP-NCAR y las series de operación de la central obtenidas con el modelo MIPUC. Se obtienen resultados para un periodo de dos años y medio.\\ Se obtiene que la operación hydropeaking tiene efectos positivos, en contra de lo que podría creerse, como la desestratificación temprana del embalse, el aumento de temperatura en el periodo estival y un aumento en la capacidad de transporte de calor. Existen también aspectos negativos como la disminución de la capacidad de mezcla cuando no se está operando, la alteración del régimen natural de variación de la energía potencial interna y los cambios bruscos de los perfiles de temperatura y la capacidad de mezcla.

Ingeniero Civil
La programación de la operación intradiaria de centrales hidroeléctricas de embalse, está determinada por la capacidad de éstas para responder de manera rápida y económica frente a cambios en la demanda eléctrica. Esta variabilidad en la operación provoca fluctuaciones importantes en los caudales aguas abajo del punto de restitución de la central. El objetivo de la presente memoria es evaluar el grado de alteración hidrológica intradiaria debido a las operaciones de las centrales hidroeléctricas Ralco y Pangue del Sistema Interconectado Central (SIC), tanto para las condiciones actuales de operación como para escenarios alternativos de restricciones operacionales que apunten a limitar la alteración hidrológica intradiaria. La alteración hidrológica intradiaria se cuantificó en base a los cuatro indicadores propuestos por Zimmerman et al. (2010). Estos indicadores se obtienen a partir de series de tiempo de caudales horarios en un período de 24 horas. Estas series de operación se obtienen mediante la utilización del modelo MIPUC, modelo de pre-despacho del SIC, que resuelve el problema de coordinación hidrotérmica de corto plazo. Los resultados del modelo MIPUC permiten, además, analizar el impacto económico producto de las restricciones a la operación. El diagnóstico consistió en comparar los indicadores de alteración hidrológica intradiaria obtenidos bajo la operación real observada y una situación natural definida por la ausencia de los embalses. Dado que el diagnóstico arrojó un grado de alteración significativo respecto del régimen natural de caudales en el período de estudio, se definieron e impusieron restricciones de caudal mínimo y variación máxima horaria de caudal sobre la operación de la central Pangue. Se consideraron caudales mínimos entre un 30% y un 60% del caudal medio mensual histórico del río Biobío en el punto de interés. Las variaciones de caudal entre horas consecutivas se limitaron entre 14 m /s y 68 m /s. Ambos tipos de restricciones a la operación de la central Pangue producen mejoras en los indicadores de alteración hidrológica intradiaria. La restricción de variación máxima horaria de caudal produce una mejora significativa de los indicadores durante todo el período de evaluación, mientras que la restricción de caudal mínimo sólo es efectiva en cierto período del año. Adicionalmente, se observó que el efecto sobre el grado de alteración hidrológica no es proporcional a la magnitud de las restricciones. Restricciones de pequeña magnitud no producen una mejora muy significativa sobre los indicadores. En términos económicos, el aumento del costo total del sistema debido a las restricciones sobre la operación de la central Pangue resulta del efecto neto entre las variaciones del costo futuro del agua y del costo de producción térmica. Al comparar los efectos de ambas restricciones sobre los indicadores de alteración hidrológica con el aumento de los costos, se deduce que la restricción de variación máxima horaria de caudal mejora los indicadores a un menor costo que la restricción de caudal mínimo mensual. Se determinó que para el caso más restrictivo, el aumenta de costo representa un 0,2% de los ingresos a nivel semanal de la central Pangue. Se concluye que la restricción de variación máxima horaria de caudal obtiene mejores resultados tanto en términos de efectividad como de eficiencia económica. Adicionalmente, las restricciones ambientales parecen no producir un aumento excesivo de costos sobre la operación del sistema.

Seminario para optar al Título de Químico Ambiental.
En este seminario de título se estudió la recientemente promulgada Ley N°20.920 del Ministerio del Medio Ambiente, la cual establece el marco para la gestión de residuos, la responsabilidad extendida del productor y el fomento al reciclaje. En ella, se menciona la obligación de los productores de seis productos prioritarios que determina la Ley (aceites lubricantes, aparatos eléctricos y electrónicos, baterías, envases y embalajes, neumáticos y pilas), quienes deben organizar y financiar un sistema de gestión que les permita recolectar y valorizar los residuos de sus productos. Ante este escenario, CMPC Tissue Chile es una empresa que, al producir, comercializar e importar productos de papel higiénico, toallas de papel, servilletas, papel facial, pañales, toallas femeninas, entre otros, introducen al mercado un producto prioritario, como es el caso de los envases y embalajes, y por tanto, se ve afecto a las obligaciones establecidas en la mencionada Ley. De esta manera, mediante la recolección de antecedentes se determinó el manejo actual de envases y embalajes realizado por la empresa, las cuales incluyen identificación, cuantificación, comercialización y actividades de recuperación. Además, se analizó la normativa y gestión ambiental en el extranjero y en nuestro país, para proponer la mejor alternativa que permita el cumplimiento de la Responsabilidad Extendida del Productor, a partir de la capacidad actual existente y de las fórmulas utilizadas en los exitosos sistemas de gestión en países europeos. Se identificó tres materiales utilizados por CMPC Tissue como envase: Polietileno de baja densidad, Polipropileno y cartulina, los cuales corresponden al 2,2% en peso de la cantidad total producida e importada durante 2016. Los residuos de dichos envases se concentran mayoritariamente en la Región Metropolitana con un 51% del total de las ventas, seguido por la Región del Biobío y Región de Valparaíso. Además, en la actualidad, CMPC es parte de un proyecto de reciclaje colectivo en conjunto con otras empresas, permitiendo a la comunidad la disposición de sus desechos post-consumo para su posterior valorización, reuniendo 760 toneladas de residuos en 2016. ix La experiencia internacional demostró que los países de la Unión Europea se encuentran en una posición con vasta experiencia en Responsabilidad Extendida del Productor de envases y embalajes, siendo Alemania y Holanda los países con mejores resultados en recuperación de plásticos, teniendo en común la recolección en origen mediante bolsas de basura especiales por tipo de residuo en los hogares, situando a los municipios y a la ciudadanía como eje principal de los sistemas de gestión de cada país, utilizando estrategias de educación ambiental desde etapas básicas, hasta campañas publicitarias de gran impacto y sensibilización para la comunidad. En el caso de nuestro país, la recuperación de envases y embalajes recolectado desde los residuos sólidos municipales se realiza principalmente de tres maneras: (1) retiro en origen mediante camión recolector o (2) recicladores de base, y (3) disposición en puntos limpios, y se realiza mayoritariamente en la Región Metropolitana, siendo la región más adelantada en cuanto a proyectos de reciclaje, debido principalmente a la alta densidad poblacional en la región; mientras que en otras regiones la prioridad es terminar con los problemas de disposición final de residuos, cerrando vertederos ilegales e implementando rellenos sanitarios, situando en segundo plano los programas que fomentan el reciclaje en la comunidad. En consecuencia, la propuesta de implementación para el cumplimiento de la Responsabilidad Extendida del Productor considera la participación de CMPC Tissue Chile en un sistema de gestión individual con la participación de gestores autorizados como SOREPA y municipalidades para la recolección, y de las empresas CMPC y CAMBIASO para la valorización, considerando cuatro estrategias que permiten la recuperación de más de un 40% en peso del total de residuos de envases tanto en la Región Metropolitana, como en otras regiones del país, dependiendo de las condiciones que se estipulen en los futuros Decretos Supremos que establezcan las metas de recolección y valorización.
In this seminar, the recently enacted law N° 20.920 of the Ministry of the Environment was studied, which establishes the framework for waste management, the extended responsibility of the producer and the promotion of recycling. It mentions the obligation of the producers of six priority products determined by the Law (lubricating oils, electrical and electronic equipment, batteries, containers and packaging, tires and batteries), who must organize and finance a management system that allows them to collect and value the waste of their products. Given this situation, CMPC Tissue Chile is a company producing, marketing and importing toilet paper products, paper towels, napkins, facial paper, diapers, feminine towels, among others, introduce a priority product to the market, such as case of package and packaging, and therefore, it is subject to the obligations established in the aforementioned Law. In this way, through the collection of background information, the current package and packaging activities carried out by the company were determined, which include identification, quantification, commercialization and recovery activities. In addition, the regulations and environmental management were researched abroad and in our country, to propose the best alternative that allows the fulfillment of Extended Producer Responsibility, based on the current existing capacity and the formulas used in the successful systems of management in European countries. Three materials used by CMPC Tissue were identified as package: low density Polyethylene, Polypropylene and cardboard, which correspond to 2.2% by weight of the total amount produced and imported during 2016. The wastes from these packages are concentrated mainly in the Metropolitan Region with 51% of the total sales, followed by the Region of Biobío and Region of Valparaíso. In addition, at present, CMPC is part of a collective recycling project in conjunction with other companies, allowing the community to dispose of its post-consumer waste for subsequent recovery, collecting 760 tons of waste in 2016. The international experience showed that the countries of the European Union are in a position with extensive experience in Extended Responsibility of the producer of packaging, Germany and Holland being the countries with the best results in recovery of xi plastics, having in common the collection in origin through special garbage bags by type of waste in homes, placing municipalities and citizenship as the main axis of the management systems of each country, using environmental education strategies from basic stages, to high-impact advertising campaigns and community awareness-raising. In the case of our country, the recovery of package and packaging collected from municipal solid waste is mainly done in three ways: (1) removal at source by truck collection or (2) base recyclers, and (3) disposal in clean points, and is mostly done in the Metropolitan Region, being the most advanced region in terms of recycling projects, mainly due to the high population density in the region; while in other regions the priority is to end the problems of final disposal of waste, closing illegal dumps and implementing landfills, relegating to a second place programs that promote recycling in the community. Consequently, the proposal of implementation for the fulfillment of Extended Producer Responsibility considers the participation of CMPC Tissue Chile in an individual management system with the participation of authorized management companies such as SOREPA and municipalities for the collection, and of CMPC and CAMBIASO for the valorization, considering four strategies that allow the recovery of more than 40% of packaging waste in the Metropolitan Region as in other regions of the country, depending on the conditions stipulated in the future Supreme Decrees that establish the goals of collection and valorization.

Este proyecto se gesta en la necesidad de fortalecer y complementar áreas inherentes a nuestra disciplina. El eje del proyecto es el Diseño de Envases y Embalajes en su aspecto gráfico, pero en su desarrollo a dado alcance a diversas disciplinas como son el diseño industrial, el marketing y el diseño tipográfico.