Browsing by Author "Stehr Gesche, Alejandra Patricia"
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Item Análisis de la utilización de pavimentos de hormigón permeable para su uso en ciclovías.(Universidad de Concepción, 2024) Urrutia Saavedra, Rocío Belén; Link Lazo, Óscar Eduardo; Stehr Gesche, Alejandra PatriciaThe constant growth of the population and urbanization has driven significant development in road infrastructure, resulting in an increasing soil impermeability through the construction of impermeable pavements. With the rise of urbanization, there has been a notable expansion in the construction of bike lanes in countries such as Chile. A studied approach to addressing this issue is through permeable pavements, which allow water to easily pass through their structure. Despite being a viable solution, it is not frequently used due to limited information and scarce technical support associated with structural design, mix resistances, hydraulic properties, and construction methodologies that enable their use for applications such as parking lots, sidewalks, bike lanes, low-traffic roads, among others. The objective of this research is to analyze the structural and hydraulic performance of permeable concrete pavements for use in bike lanes. To achieve this, the characteristics of the mixes and procedures were defined to conduct a structural analysis based on a literature review. Structural design was carried out using EverFE 2.24 software, which allowed obtaining critical stresses in the permeable concrete slab under various loading conditions. With these stresses, a material fatigue analysis was performed. To characterize hydraulic properties, an experimental section was constructed where permeability measurements were taken. The results show that varying the longitudinal dimensions of bike lanes, an increase in the thickness of the slab leads to a reduction in flexural stresses. Additionally, it is observed that shorter slabs exhibit a more noticeable decrease in stresses compared to larger slabs. By incorporating the temperature differential in the fatigue analysis, it is confirmed that the number of permissible load cycles decreases proportionally to the increase in this differential. Furthermore, it is noted that this reduction is affected by the decrease in pavement thickness, resulting in a decrease in pavement lifespan. Regarding pavement permeability, there is substantial variation in results depending on the measurement point. Similarly, the disparity between two measurement methods, NCAT and ASTM C1702, is highlighted, confirming that the ASTM C1701 method does not meet the minimum permeability requirements.Item Análisis de Mejores Prácticas de Manejo (BMPs) para reducir la contaminación en la cuenca del río Vergara.(Universidad de Concepción, 2023) Guerrero Rozas, Roberto Nicanor; Stehr Gesche, Alejandra PatriciaLa exportación de nutrientes y la erosión del suelo en los predios agrícolas constituyen un problema mundial que influye en la calidad del agua, así como en la fertilidad del suelo. Las Mejores Prácticas de Manejo (BMPs) proporcionan una solución factible para los problemas de contaminación de fuentes agrícolas no puntuales (ANPS), ayudando a abordar los impactos asociados a altos niveles de sedimentos y nutrientes que, de no ser controlados, resultan en el deterioro ambiental de las áreas circundantes. En el presente estudio se evaluó la reducción de la contaminación proveniente de ANPS para fósforo total, nitrógeno total y sedimentos en la cuenca del río Vergara (4265 km2) en el sur de Chile, mediante la aplicación de las BMPs reducción de fertilizantes (FC), zonas de amortiguación ribereña (VFS) y “Grassed waterways” (GW), utilizando un modelo hidrológico elaborado con Soil and Water Assessment Tool (SWAT). Se generaron 13 diferentes escenarios de aplicación para evaluar de manera individual y conjunta la efectividad de las BMPs en el control de exportaciones de sedimentos y nutrientes a la cuenca. Una vez calibrado y validado el modelo se obtuvieron los siguientes resultados: De manera individual, las VFS registraron la mayor efectividad en la reducción de las exportaciones medias anuales de nitrógeno total (NT) y fósforo total (PT) a la salida de la cuenca, siendo de 25.48% para NT y de 51.38% para PT al implementarse con un ancho de franja de 10 metros, mientras que, ampliando el ancho a 20 metros, se logró reducir en 43.51% el NT y en 63.08% el PT. Las GW mostraron mayor efectividad en la reducción de sedimentos (SS), siendo de 74.70% en el escenario que contempla una calidad de pasto de condiciones pobres y 86.77% para el escenario de condiciones óptimas. En tanto, la FC mostró una reducción de las cargas de NT y PT de un 3.59% y 2.75% a la salida de la cuenca, respectivamente para una reducción del 10% del fertilizante, y de hasta un 10.47% y 7.65% para una reducción del 30% del fertilizante. Dentro de los escenarios combinados, se destaca el E13, que combinó el mejor escenario individual de cada BMP con el propósito de analizar el rendimiento conjunto de la implementación simultánea de VFS, FC y GW. La combinación VFS (20m) + FC (30%) + GW (con pastos de óptima calidad) logró reducciones promedio de SS, PT y NT de 97.99%, 70.05% y 49.90% a la salida de la cuenca, respectivamente.Item Análisis del cambio climático entre 1900 y 2020 en la Región de Atacama, Chile.(Universidad de Concepción, 2024) Henríquez Riquelme, Cristóbal Rodrigo; Stehr Gesche, Alejandra PatriciaEl cambio climático representa uno de los desafíos más apremiantes del siglo XXI, con impactos significativos en los sistemas naturales y humanos a nivel global. Las alteraciones en los patrones de temperatura, precipitación y eventos extremos están reconfigurando el panorama ambiental en diversas regiones del mundo. En este contexto, las zonas áridas y semiáridas, como la Región de Atacama, son particularmente vulnerables a estas transformaciones climáticas, dada su inherente escasez de recursos hídricos y l a fragilidad de sus ecosistemas. La comprensión detallada de las tendencias climáticas locales se vuelve, por tanto, crucial para la planificación y adaptación a largo plazo. Esta investigación se enfocó en el evaluación e identificación de tendencias de cambio climático en la región de Atacama entre 1900 y 2020. Utilizando datos de precipitaciones, caudales y temperaturas provenientes de la Dirección General de Aguas y los Anuarios Climatológicos, se aplicaron métodos estadísticos no paramétricos como los tests de MannKendall, Sen y Pettitt para detectar y cuantificar tendencias significativas y cambios abruptos en las series temporales. Los resultados revelaron patrones claros: una tendencia general decreciente en los caudales, especialmente en la cuenca del río Copiapó; un aumento significativo en las temperaturas máximas y medias; y una tendencia predominantemente decreciente en las temperaturas mínimas. Las precipitaciones, aunque con alta variabilidad, mostraron algunas tendencias puntuales de disminución en invierno y aumento en otoño. Adicionalmente, se desarrolló un modelo de regresión para predecir caudales máximos instantáneos anuales, comparando enfoques lineales y no lineales. El modelo no lineal, demostró mayor precisión, especialmente en la predicción de eventos de caudal alto. Sin embargo, su aplicación se vio limitada por la disponibilidad de datos. Estos hallazgos no solo proporcionan una base sólida para comprender los cambios climáticos en la Región de Atacama, sino que también ofrecen herramientas valiosas para la gestión de los recursos hídricos y la planificación de infraestructura resiliente. La investigación destaca la urgencia de implementar estrategias de adaptación al cambio climático en esta región vulnerable, considerando las tendencias observadas en las variables hidrometeorológicas clave.Item Análisis del cambio de uso de suelo sobre el régimen hidrológico: Caso de estudio Cuenca del Río Vergara.(Universidad de Concepción, 2024) Zamorano Catalán, Carlos Arturo; Stehr Gesche, Alejandra PatriciaEn la actualidad, el uso racional, la protección los recursos hídricos y el abastecimiento de la humanidad con agua dulce limpia y suficiente, es uno de los problemas científicos más complejos. Por otro lado, Los suelos juegan un importante papel en el movimiento, almacenamiento y transformación del agua. Del agua almacenada en la tierra, más del 95% se acumula en las zonas vadosas y saturadas. Conocer el estado futuro de los recursos hídricos es una tarea fundamental para la gestión eficiente de una cuenca. A través del modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT), calibrado y validado por el software SWAT-CUP y siguiendo la metodología propuesta por Abbaspour, se busca conocer cómo serán afectados los caudales al año 2030, bajo un escenario de cambio de uso de suelo, generado utilizando el software de modelación territorial Land Change Modeler. Los resultados indican que para las zonas que presentan un cambio de plantación forestal hacia bosque nativo el caudal se ve aumentado tanto en periodos cálidos como húmedos, mientras que para las zonas de la cuenca que cambian a uso agrícola o forestal, el caudal se ve levemente disminuido en los periodos cálidos. Se concluye que tanto el modelo SWAT como el modelo Land Change Modeler, pueden ser herramientas fundamentales en la gestión de recursos hídricos pensando en los desafíos futuros a los cuales nos veremos enfrentados como sociedad.Item Análisis del comportamiento hidrológico y disponibilidad de agua, bajo escenarios de cambio climático, para dos sub-cuencas del río Biobío incorporando el impacto del aporte nival en la zona cordilleran.(Universidad de Concepción, 2008) Stehr Gesche, Alejandra Patricia; Zaror Zaror, Claudio; López Avaria, AndrésEl agua dulce es un elemento esencial para la sobrevivencia y desarrollo de los seres humanos y de los ecosistemas continentales. Chile es un país montañoso donde el 70% de la población se abastece del agua proveniente de las zonas alto-andinas. Como consecuencia del cambio climático global se esperan importantes cambios en los patrones de precipitación en gran parte de Sudamérica. Específicamente en el caso Chileno, el Estudio de Variabilidad Climática en Chile para el Siglo XXI, realizado por CONAMA-DGF, indica que para la zona centro sur de Chile, el régimen pluviométrico ha tenido una tendencia decreciente desde mediados de los años 1970. En cuanto a las temperaturas se refiere, en la región comprendida entre Santiago y Concepción se aprecia desde 1960 un aumento de +0.05°C/década y de +0.18°C/década en los promedios anuales de temperatura máxima y mínima diaria, respectivamente. Dicho informe menciona que la pluviometría disminuirá en la mayor parte del territorio y en el caso de las temperaturas dominarán los cambios positivos en todos los sectores de la cuenca para el período comprendido entre 2071 – 2100. Lo anterior, junto con la elevación de la isoterma 0°C, crea un cuadro preocupante para la región centro sur del país, ya que se estima que uno de los impactos hidrológicos más importantes que se producirá será reducción de la cantidad de nieve caída en cuencas de altura, teniendo como consecuencia cambios en la disponibilidad y calidad de agua, así como complicaciones en la gestión de los embalses y sistemas de riego. Es por ello, que es importante poder cuantificar estos efectos a nivel del ciclo hidrológico de los ríos locales, ya que esto posibilita un adecuado manejo de los recursos hídricos, como una protección efectiva al medio ambiente. Actualmente en Chile se está trabajando en elaborar una propuesta nacional de gestión de cuencas “Estrategia Nacional de Gestión de Cuencas”, que nace a partir de lo estipulado en la Agenda Ambiental 2006-2010, lo cual es fuertemente respaldado por el poder ejecutivo. De lo anterior nace la necesidad de proveer a los encargados de tomar las decisiones de herramientas que cuenten con un soporte científico y técnico solido, para así ayudar en la gestión los recursos hídricos, de tal manera de asegurar un suministro de agua eficiente para consumo humano pero que sea compatible con las funciones del ecosistema. Para ello el adecuado entendimiento de los procesos de precipitación escorrentía, tanto al mediano como largo plazo, así como su impacto en el balance hídrico de la cuenca, es fundamental. En este sentido el desarrollo y aplicación de un modelo hidrológico juega un rol de gran importancia, ya que además permite considerar el cambio climático al relacionar las variables climáticas con los caudales. En este contexto el objetivo de esta tesis fue generar una herramienta capaz de analizar el comportamiento de las cuencas en estudio: Vergara (4.265 km2) y Lonquimay (455 km2), bajo escenarios de cambio climático tanto a macro como a meso-escala (sub-cuencas), incorporando el impacto del aporte nival en la zona cordillerana y la disponibilidad del recurso agua durante diferentes períodos del año. Para realizar la modelación y considerando la disponibilidad de datos entre otros factores, se eligió el modelo Soil and Water Assessemnt Tool (SWAT). En el caso de la cuenca del río Lonquimay también se utilizaron las coberturas de nieve entregadas por imágenes MODIS, para validar el área cubierta de nieve. La evaluación estadística de los resultados entregado por el modelo durante los periodos de calibración y validación indican que el modelo es capaz de representa de manera adecuada los caudales medios mensuales en ambas cuencas. En cuanto al cambio climático, se utilizaron una serie de escenarios climáticos con la finalidad de obtener un rango de cambios esperados en los caudales para las distintas estaciones del año. Los escenarios fueron generados con MAGICC/SCENGEN (42 escenarios) y otros dos escenarios se obtuvieron a partir de un modelo climático regional. Los resultados indican una amplia gama de impactos potenciales en términos de reducción en la magnitud de los caudales medios mensuales, siendo esta variación mayor en las épocas de primavera y verano. Este estudio permitió realizar una primera interpretación cualitativa de los potenciales impactos del cambio climático en la disponibilidad de los recursos hídricos en la cuenca del río Biobío.Item Efectos del cambio climático en la calidad del agua en la cuenca del río Chillán.(Universidad de Concepción, 2023) Castro Rebolledo, Javier Ignacio; Stehr Gesche, Alejandra PatriciaEn la cuenca del río Chillán se realizan una de las actividades económicas más fuertes y notorias del país, las cuales son la agricultura y la silvicultura, siendo también el principal motor de la región de Ñuble, es por esto que una modelación hidrológica mediante el modelo SWAT (Soil & Water Assisment Tool) permitirá estimar la relación de este tipo de actividades y su influencia en los recursos hídricos, bajo 4 escenarios de cambio climático hasta el año 2060, permitiendo observar las tendencias de los caudales como de las cargas de nutrientes que pueden existir en la cuenca y determinando cómo podría llegar a ser la calidad de las aguas en un futuro. En este estudio se busca estimar las repercusiones de una de las principales problemáticas de hoy en día el cual es el calentamiento global, debido a que se espera una disminución en la disponibilidad del agua y su calidad dentro de la cuenca del río Chillán, esto se atribuye a la variación de precipitaciones, la cual está teniendo una fuerte incidencia dentro del territorio nacional debido al déficit hídrico que existe en la mayoría de las regiones, junto con el aumento de la concentración de nutrientes que afecta directamente a la calidad del agua. El objetivo principal de esta investigación es analizar el cambio en la concentración de Nitrógeno de nitrato y Fosforo total en la cuenca del río Chillán debido al cambio climático, además de relacionar la reducción de los caudales con las cargas de estos dos nutrientes. Para llevar a cabo lo antes mencionado se utiliza el modelo hidrológico Soil and Water Assessment Tool (SWAT). El modelo SWAT fue calibrado y validado, para caudales, sedimentos y nutrientes, utilizando como medidas de bondad de ajuste el coeficiente de Pearson, el porcentaje de sesgo BIAS, el índice de eficiencia Nash-Suttclife entre otros, Los resultados obtenidos en estos dos procesos muestran un comportamiento del modelo que va desde satisfactorio hasta muy bueno, por lo que se concluye que es posible utilizarlo para la modelación de escenarios de cambio climático. Los resultados de las modelaciones bajo cuatro distintos escenarios de cambio climático indican que, en el caso de los caudales, estos tenderán a reducirse a través del tiempo en función al promedio entre 1984 y el 2020, obteniendo porcentajes de reducción promedio a nivel de la cuenca entre un 1.2% (CSIRO) y 57% (IPSL) dependiendo del escenario de cambio climático con el cual se forzó el modelo. Por otra parte, las cargas de nutrientes, nitrógeno de nitrato y fósforo total, tenderán a aumentar su concentración de, tanto en la parte baja como en la parte alta de la cuenca solo si la escala en la que decrecen los caudales es mayor que la de las cargas de nitrógeno de nitrato y fósforo total.Item Estimación de caudales máximos instantáneos para el periodo 2020 - 2060 a partir de caudales medios diarios obtenidos desde el modelo hidrológico Swat.(Universidad de Concepción, 2024) Espinoza Agurto, Gabriel Ignacio; Stehr Gesche, Alejandra PatriciaLa información fluviométrica es esencial para el diseño de diferentes obras civiles, desde puentes y caminos, hasta planes de emergencia y evacuación. Es por esto mismo que se necesita contar con datos de caudales simulados futuros, para poder evaluar las obras y planes existentes en un escenario incierto de cambio climático. En este estudio, se recopiló información fluviométrica histórica y se desarrollaron modelos hidrológicos semi distribuidos para dos cuencas del centro-sur de Chile, el río Carampangue en Carampangue y el río Quepe en Quepe. Con estos modelos, se simularon caudales medios diarios futuros bajo diferentes escenarios de cambio climático, con el objetivo de evaluar su impacto en los caudales asociados a periodos de retorno característicos para el diseño de obras civiles. Para mejorar la precisión de estas estimaciones, se aplicó el método propuesto por Chen, que permite transformar los caudales medios diarios simulados en caudales máximos instantáneos. De esta manera, se obtuvieron estimaciones de caudales futuros para ambas cuencas. Con estos caudales máximos instantáneos, se realizó el cálculo de caudales para distintos periodos de retorno, y se analizó el cambio que existe entre los determinados con los datos observados por la DGA, y con los datos simulados, en los periodos 1991-2020 y 2025-2054. Estos modelos no fueron capaces de predecir de buena forma los caudales máximos. Comparando ambos periodos antes mencionados se tienen distintas variaciones según el modelo de cambio climático utilizado. En el caso del río Carampangue se ven aumentos de hasta 37% en los caudales de 100 años de periodo de retorno, y con otro modelo, reducciones de hasta un 33% para el caudal con el mismo de periodo de retorno. Para el río Quepe también se tiene un espectro de variaciones que van desde aumentar un 39%, hasta disminuciones de 21% para el caudal con periodo de retorno de 100 años.Item Evaluación del cambio de la disponibilidad hídrica para el período 2030-2050 en la cuenca del río Duqueco en base al modelo climático IPLS -CM5A -LR, región del Biobío, Chile.(Universidad de Concepción, 2024) Santibánez Gallegos, María Paz; González Martínez, Liubow Nikolaivna; Oliveros Clavijo, Verónica Laura; Stehr Gesche, Alejandra PatriciaEl cambio climático en el territorio nacional ha provocado un aumento de temperatura y déficit de precipitaciones, lo que afecta directamente la disponibilidad y calidad de los recursos hídricos. Se proyecta que está situación empeore en los escenarios climáticos a corto y largo plazo, lo que perjudicará a la salud humana, la seguridad alimentaria e hídrica, a los sectores productivos, a los ecosistemas, entre otros. Chile está siendo afectado por una megasequía, por lo que prever el potencial impacto del cambio climático en el futuro sobre los recursos hídricos es fundamental. Para esto nos ayudan los modelos climáticos, mediante los cuales se puede estimar la variación de agua superficial o subterránea a nivel global o local para diferentes escenarios y escalas de tiempo. El área de estudio corresponde al cauce del río Duqueco, que es parte de la cuenca del río Biobío, en la región homónima. Comprende depósitos de origen fluvio - aluvial del Cuaternario ubicados en cauces de ríos o esteros actuales o pasados, los que constituyen una unidad de alta importancia hidrogeológica; rocas sedimentarias del Cuaternario de génesis glacio - lacustre depositadas en la depresión intermedia y la precordillera relacionadas a una unidad de media a baja importancia hidrogeológica; y rocas ígneas con aporte sedimentario del Cenozoico que están en la cordillera de los Andes, esta unidad no posee importancia hidrogeológica. Para este estudio se trabajó con el modelo hidrológico SWAT, para lo que se requirió datos de variables espaciales, meteorológicas e hidrológicas de la cuenca del río Duqueco. Luego, se calibró y validó el modelo con datos de caudales medios mensuales de 2 estaciones fluviométricas y se re - validó con datos mensuales del nivel estático de un pozo de la DGA. Ya comprobado el desempeño del modelo, se calculó el caudal y la recarga de acuíferos media mensual de la cuenca para el periodo 2000 - 2020. Este valor fue comparado con los simulados por el modelo climático IPLS - MC5A - LR, para el periodo 2030 - 2050 en un escenario de muy altas emisiones de gases de efecto invernadero, cuyo resultado determinó una reducción del caudal del 12,79 % y de la recarga de acuíferos del 3,28 %, siendo la estación invernal y la naciente del río Duqueco los más afectados.Item Evaluación del impacto del cambio climático en el comportamiento espacial y temporal de los eventos de sequía en la zona centro sur de Chile.(Universidad de Concepción, 2022) Bobadilla Clouet, Andrea Belén; Stehr Gesche, Alejandra PatriciaDroughts are a normal phenomenon that happens with climate natural variability. These events have a low frequency of occurrence, however, this has been modified due to the current anthropogenic climate change. Chile is a country particularly vulnerable to climate change due to its geomorphology, ecological wealth, and economic dependence to water resources. The objective of this work was to evaluate the impact of climate change on meteorological and hydrological drought events in south-central Chile through the application of standardized indices, comparing historical and future drought conditions. For this purpose, the Maule, Itata and Biobío river basins were evaluated considering meteorological and hydrological droughts considering the RCP 8.5 radiative forcing scenario according to the Representative Concentration Pathways proposed by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) using four downscaled GCM models. The SWAT model was implemented to determine the changes in streamflow. Results were evaluated using SPI and SSI indexes comparing drought events in two periods of time (1993-2019 and 2034-2060). An increase in magnitude and duration of meteorological droughts is projected, especially in the mountain range of the Maule and Biobío River basins. Regarding hydrological drought, greater increases in magnitude and duration are anticipated. In both types of droughts, an increase in the frequency of future events is expected.Item Evaluar la relación entre los objetos de valoración y el potencial hidroeléctrico de la cuenca del río Aysén para la planificación territorial del desarrollo hidroeléctrico.(Universidad de Concepción, 2018) Guerrero Figueroa, Tania Gabriela; Stehr Gesche, Alejandra PatriciaLa promoción de las fuentes nuevas y renovables de energía se ha vuelto unos de los principales ítems del desarrollo sustentable. Es por ello, que acorde a las metas del Ministerio de Energía en la agenda de energía 2050, se hace necesario utilizar recursos energéticos propios para la generación de energía, pero esto no puede ser llevado a cabo sin medidas que se consideren los elementos del territorio.Item Evaluar la relación entre los objetos de valoración y el potencial hidroeléctrico de la cuenca del río Aysén para la planificación territorial del desarrollo hidroeléctrico.(Universidad de Concepción, 2018) Guerrero Figueroa, Tania Gabriela; Stehr Gesche, Alejandra Patriciapromoción de las fuentes nuevas y renovables de energía se ha vuelto unos de los principales ítems del desarrollo sustentable. Es por ello, que acorde a las metas del Ministerio de Energía en la agenda de energía 2050, se hace necesario utilizar recursos energéticos propios para la generación de energía, pero esto no puede ser llevado a cabo sin medidas que se consideren los elementos del territorio. Una de estas formas de generación de energía es la hidroelectricidad, sin embargo, ya no es suficiente con considerar el potencial hidroeléctrico del río, es por eso que este se relaciona con los Objetos de Valoración de las subcuencas del río Aysén a través de la teoría de grafo. Los Objetos de Valoración son los elementos del territorio a considerar para realizar una planificación territorial para aplicar en la teoría de grafo, estos se definen como acciones, actividades u otro tipo de aspectos que las comunidades valoran en su territorio y que puedan o no tener un grado de tutela o protección por parte del estado. Además, se dividen en cuatro sistemas: Fluvial, terrestre, sociocultural y productivo. Por su parte, la teoría de grafo es un modelo que entrega un índice único que puede ser comparado en situaciones estándar, en este caso, un escenario optimista y uno pesimista. La aplicación de este modelo en la cuenca del río Aysén arrojó como resultados principales que el sistema terrestre era el más valorado. Por su parte, la subcuenca río Aysén bajo junta Mañihuales fue la que arrojó mayores valores para el modelo aplicado. A modo de conclusión el modelo de grafo puede ser utilizado como herramienta de planificación territorial, sin embargo, se debe utilizar un método de encuesta que asegure una respuesta de la mayoría de los participantes.Item Inundaciones históricas y medidas de mitigación estructural en cuencas andinas de Chile centro-sur: río Maule & río Cautín(Universidad de Concepción, 2022) Rojas Vilches, Octavio Enrique; Aguayo Arias, Mauricio Iván; Stehr Gesche, Alejandra Patricia; Soto Muena, Diego NicolásEn Chile central, eventos de precipitación extrema con temperaturas elevadas, junto a la elevación de la isoterma 0°C, desencadena inundaciones de elevada magnitud en ríos andinos, por esto, la presente investigación, evalúa las crecidas históricas y medidas de mitigación estructurales implementadas para su reducción, en dos cuencas andinas de Chile centro-sur, específicamente en los ríos Maule y Cautín. Para ello, se i) Caracterizó la recurrencia histórica de crecidas y efectos ambientales asociados, mediante análisis de fuentes secundarias y una encuesta de cotas históricas aplicada en terreno, que fue contrastada con un análisis estadístico de caudales y precipitación; ii) Generación de una base de datos espacial de inundaciones históricas y medidas de mitigación estructural efectuada a través una búsqueda bibliográfica y trabajo en terreno mediante el uso de GPS y vuelos en dron y; iii) Análisis de la implementación y eficiencia de las medidas de mitigación estructurales, mediante la aplicación de una encuesta online a expertos y tomadores de decisiones. En ambos ríos se registraron más de 30 inundaciones entre los años 1963-2019, las que se correlacionaron significativamente con las anomalías cálidas del ENOS en la cuenca del Maule. Se desarrollaron 23 proyectos relacionados a medidas de mitigación estructurales en el río Cautín donde el principal sector afectado fue el urbano, mientras que para el río Maule solo fueron 13 principalmente en áreas agrícolas; el monto invertido por proyecto fue superior para el Cautín en 30,7%, por ultimo las principales medidas estructurales en ambas cuencas fueron enrocados y espigones. Actores claves determinaron que implementación futura de medidas de mitigación difiere en ambas cuencas en variables: costos de implementación y mantención, tiempo de construcción, beneficios a corto plazo, tamaño total de la obra y pendiente del cauce. Mientras que, las medidas implementadas actualmente fueron evaluadas de forma similar, solo varió el “costo de implementación”, siendo mejor evaluada en el Cautín. Por último, las medidas de mitigación de tipo verdes fueron consideras más efectivas que las mixtas y grises.Item Modelación de la calidad del agua del Río Biobío: aplicación del modelo AQUATOX.(Universidad de Concepción, 2022) Saldías Hernández, Fernanda del Pilar; Baeza Freer, Ana Carolina; Stehr Gesche, Alejandra PatriciaLa creciente preocupación por el cambio climático y los efectos que este provoca, sumado a las crecientes actividades antrópicas sobre los cuerpos de aguas superficiales, han incitado a que cada vez sean mayor los monitoreos y estudios para mantener la calidad de aguas en condiciones óptimas para los ecosistemas y los diversos usos que se le da al recurso. Con el objetivo de identificar nuevas fórmulas en la gestión de nuestros recursos hídricos en el país, este estudio buscó evaluar el modelo de evaluación de riesgo ecológico AQUATOX versión 3.2 perteneciente a Agencia de Protección Ambiental (EPA-US) para determinar calidad de agua del río Biobío en base a su norma secundaria de calidad ambiental. Para ello, se identificaron los requerimientos del modelo y la disponibilidad de datos presente en marzo de los años 2009 y 2012 el río Biobío para la calibración y validación del modelo AQUATOX. Posteriormente simular escenarios de cambio climático en disminución de caudales comparando los resultados con la norma secundaria de calidad del agua de la cuenca del río Biobío. El tramo de estudio utilizado fue de 158,9 km que abarca desde Rucalhue hasta Hualqui. Dividido en segmentos individuales en base a Zurita (2015) en su tesis de pregrado “Estimación de la capacidad de carga para demanda bioquímica de oxígeno (DBO) en el río Biobío”. Los resultados arrojaron que los datos disponibles en el tramo fueron suficiente para llevar a cabo una modelación de calidad de agua, mostrando índices de bondad de ajuste de R2 , d y PBIAS para la calibración, mientras que la validación del modelo obtuvo un R2 , d y PBIAS. La disminución de caudal aplicada a los escenarios fue de 10,15, 20, 25, 30, 35, 40 y 95%, mostrando que la disminución no afecta de forma significativa a la calidad de las aguas del río Biobío en ese tramo de estudio. La clase más baja alcanzada fue por parte de la variable de oxígeno disuelto, con una clase 3 (regular) que determina un ecosistema perturbado. En cuanto la variable de demanda bioquímica de oxígeno alcanzo una clase 1 (muy buena), indicio de un ecosistema no perturbado; Mientras que, la variable de amonio obtuvo una clase 2 (buena), considerando un ecosistema mediamente perturbad.Item Modelación de la calidad del agua en una subcuenca del río Biobío como una herramienta para un plan de descontaminación.(Universidad de Concepción, 2023) Huanquiao Millapinda, Diego Guillermo; Stehr Gesche, Alejandra Patricia; Baeza Freer, Ana CarolinaEn las últimas décadas se ha registrado un incremento demográfico y desarrollo industrial, lo que ha ocasionado una fuerte presión en las fuentes de agua dulce, disminuyendo en ~20% la disponibilidad hídrica anual por persona, y alterando las condiciones físicas, químicas y biológicas de los diversos cuerpos de agua. Por parte de la industria agrícola, influye fuertemente en la disponibilidad hídrica por la gran extracción de agua que requiere, y en la calidad del agua por el uso de agroquímicos y la liberación de contaminantes, principalmente por fuentes difusas, causando el aumento de eutrofización y decadencia en los hábitats de fauna acuática. Se utilizó el modelo hidrológico SWAT (Soil and water assesment tools) para la modelación de caudales y nutrientes para el periodo de 2003 – 2019 en la cuenca del río Duqueco, una de las principales subcuencas de la cuenca río Biobío, el cual posee mayormente plantaciones forestales (41,14%), bosque nativo (29,50%) y terreno agrícola (21,35%), y sus niveles de calidad están determinados por la norma secundaria de la región del Biobío (DS N°9/2015). Además, se modeló un escenario con reemplazo total de terreno agrícola por bosque nativo y otro escenario con reemplazo de 50% de plantación forestal por bosque nativo, para la estimación de cargas medias anuales de nitrógeno y fósforo total. El modelo logró predecir bien los caudales, de buena forma nitrógeno total y aceptabilidad regular fósforo total, por lo que se pudo cuantificar los nutrientes y diferenciar el aporte por fuentes puntuales y difusas, determinando un aporte dominante en la cuenca por fuentes difusas, con carga media anual de 92,4% de nitrógeno total y 84,7% de fósforo total. Además, se determinó que el reemplazo total de terreno agrícola por bosque nativo reduce la carga media anual en -14,56 [ton/año] y aumenta la carga media anual de fósforo total en +2,78 [ton/año]. Y un escenario con reemplazo de 50% de plantaciones forestal por bosque nativo disminuye la carga media de nitrógeno total en -4,55 [ton/año], y aumentan las de fósforo total en +4,47 [ton/año], lo que indica que disminuir la superficie de terreno agrícola o forestal en la cuenca Duqueco presentaría una posible tendencia de disminución de nitrógeno total.Item Simulación de caudales en cuencas costeras del centro-sur de Chile.(Universidad de Concepción, 2024) Villegas Salgado, Pablo Alonso; Stehr Gesche, Alejandra PatriciaEl agua como recurso indispensable de la vida y la sociedad, no solo determina la subsistencia de la población sino también el funcionamiento de su economía y productividad. Por ello es vital conocer el estado de este recurso. Esto parte por contar con información fluviométrica, es decir, datos sobre el nivel histórico y actual de los ríos. Estos datos juegan un papel crucial en la gestión de recursos hídricos, obras de infraestructura, predicción de desastres y toma de decisiones. Sin embargo, en Chile, al igual que en muchas partes del mundo, la mayor parte de las cuencas no cuentan con dicha información. El objetivo de este trabajo es simular caudales medios diarios en cuencas del centro sur del país, específicamente en dos cuencas en monitoreo situadas en la zona costera de la región del Biobío, que carecen de información fluviométrica histórica. Se recopiló información hidrometeorológica y fisiográfica de cuencas cercanas a las cuencas en estudio con registros disponibles, y se monitorearon las cuencas sin registros históricos durante el período reciente. Con esta información, se desarrollaron modelos empíricos, utilizando métodos de escala y regresiones, aplicando un enfoque de regionalización basado en la información fluviométrica de una cuenca donante. Los modelos se calibraron y luego validaron en distintos escenarios, con datos de la cuenca con registro y con datos de la cuenca monitoreada, realizando pruebas de bondad de ajuste. El método de transposición de caudales produce buenos resultados, pero en general, los modelos de regresión mostraron un mejor ajuste. El modelo de regresión lineal logarítmica múltiple presentó un desempeño deficiente, mientras que el modelo de mejor desempeño fue el de regresión lineal múltiple (salvo pequeñas discrepancias en los caudales altos y de recesión). Este último se utilizó para reconstruir la serie histórica de caudales medios diarios de una de las cuencas desde enero de 1983 hasta diciembre de 2020.Item Simulación de caudales en cuencas del centro-sur de Chile.(Universidad de Concepción, 2023) Saenger Derache, Vicente Ricardo; Stehr Gesche, Alejandra PatriciaLa información fluviométrica es fundamental para la gestión de recursos hídricos y para el diseño de obras de infraestructura, sin embargo, la mayor parte de las cuencas en Chile y en el mundo no cuentan con esta información. El objetivo principal de este trabajo es simular caudales medios diarios en cuencas del centro sur de Chile, específicamente en cuatro cuencas en monitoreo situadas en la zona andina de la región de la Araucanía. Se recopiló información hidrometeorológica y fisiográfica de cuencas con registros y de las cuencas en monitoreo. En base a esto, se desarrollaron modelos empíricos, utilizando métodos de escala y regresión, basando las simulaciones en la información hidrológica de una cuenca donante. Los modelos se validaron con datos de las cuencas con registro y datos de las cuencas en monitoreo. Los resultados de los modelos con mejor bondad ajuste de la validación en cuencas con registro indican un ajuste bueno en dos cuencas y satisfactorio en otra cuenca. Para la validación en las cuencas en monitoreo, los modelos con mejor bondad de ajuste indican un ajuste bueno en una cuenca y satisfactorio en las otras tres cuencas. El modelo de transposición de caudales produce buenos resultados, pero en general, los modelos de regresión tienen un mejor ajuste. Los caudales altos se suelen subestimar, y es donde se producen las mayores discordancias. Con el modelo de mejor ajuste se generaron caudales medios diarios en las cuencas en monitoreo para el periodo 2011-2012.