Facultad de Ciencias Ambientales

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Análisis de la relación entre la vegetación, temperatura y precipitación en las cuencas del Lago Conguillío y Laguna Verde utilizando el Índice de Diferencias Normalizadas de Vegetación (NDVI).
(Universidad de Concepción, 2025) Silva Olave, Javiera Belén; Parra Ramírez, Víctor Manuel; Arriagada Sanhueza, Pedro Jesús
La Cordillera de los Andes alberga una notable biodiversidad y múltiples lagos de alto valor ecológico, los cuales presentan una elevada vulnerabilidad frente al cambio climático. Estos sistemas hídricos, frecuentemente localizados en áreas protegidas, enfrentan condiciones ambientales adversas que dificultan su estudio y monitoreo. Por ello, resulta fundamental aplicar metodologías indirectas para su análisis, como el estudio de la vegetación, estrechamente relacionada con procesos clave del balance hídrico, como la evapotranspiración. Bajo este contexto, se analizó la relación entre la cobertura vegetal y las variables climáticas de temperatura y precipitación en las cuencas del Lago Conguillío y Laguna Verde, ubicadas en el Parque Nacional Conguillío, Región de la Araucanía. El análisis se centró en la estación de primavera (septiembre, noviembre, diciembre) y verano (diciembre, enero, febrero), entre los años 2005 y 2020, utilizando el Índice de Diferencia Normalizada de Vegetación (NDVI) como indicador de la cobertura vegetal. La metodología consistió en el procesamiento de imágenes satelitales (Landsat 4-5, Landsat 8-9 y Sentinel 2) mediante el programa de información geográfica QGIS. A partir del NDVI se definieron 3 categorías de vegetación: (1) vegetación densa, (2) vegetación moderada y (3) vegetación dispersa. Adicionalmente, se realizó el Análisis de Correlación de Pearson y Análisis de Componentes Principales (PCA) a través del software R. Los resultados mostraron una correlación positiva fuerte y significativa (R = 0,92; p = < 2,2e-16 para Lago Conguillío y R = 0,91; p = < 2,2e-16 para Laguna Verde) entre la temperatura media y la vegetación densa, lo que sugiere que un aumento de las temperaturas estivales favorece el desarrollo de coberturas vegetales más consolidadas. Por el contrario, la precipitación evidenció una correlación negativa moderada y significativa (R = -0,56; p = 2,9e-06 en Lago Conguillío y R = -0,58; p = 9,9e-07 en Laguna Verde) con el NDVI, especialmente durante la primavera, posiblemente debido a la nubosidad persistente, sobresaturación del suelo o cobertura nival. El análisis espaciotemporal permitió identificar un incremento gradual del NDVI en ambas cuencas, específicamente en la estación de primavera, mientras en verano parece no tener variaciones importantes. Finalmente, este estudio deja en evidencia que el uso de índices derivados de imágenes satelitales sigue siendo una herramienta eficaz y ampliamente utilizada, pero debe ser complementada con técnicas de monitoreo robustas y locales.
Análisis de la variación de la recarga en una Cuenca de montaña Andina bajo escenarios de Cambio Climático.
(Universidad de Concepción, 2025) Astudillo Opazo, Sebastián Ignacio; Parra Ramírez, Víctor Manuel
En Chile existe una creciente preocupación por los recursos hídricos, debido a que el país sufre más de una década de crisis hídrica, comprometiendo la disponibilidad del recurso en las poblaciones más vulnerables. Esto ha generado un mayor consumo de aguas subterráneas para abastecer a la población, como recurso complementario a los recursos superficiales. La superficie del país está constituida mayoritariamente por zonas montañosas, generando una diversidad de formaciones geológicas en el territorio, las cuales influyen en los procesos hidrológicos como es la recarga de los acuíferos. Este trabajo tiene como finalidad calcular la variación de la recarga en la cuenca del río Perquilauquén en San Manuel, bajo escenarios de cambio climático. En primer lugar, se realizó un test de Mann-Kendall para determinar la tendencia de las precipitaciones y temperaturas de la cuenca. En segundo lugar, se realizó una modelación hidrológica con el modelo HBV, considerando un periodo de 30 años [1990-2019] para calibrar y validar el modelo. Finalmente, se estimó la recarga para un escenario base del modelo y 6 escenarios de cambio climático. Los escenarios de cambio climático se basaron en la guía del Servicio de Evaluación Ambiental (SEA) “Criterio de evaluación en el SEIA: Cambio climático en la evaluación ambiental del recurso hídrico”. La precipitación de la cuenca muestra un déficit considerable, sin embargo, la temperatura no mostró una tendencia significativa. Por otro lado, el modelo mostró un rendimiento satisfactorio con base en los indicadores NSE (Calibración=0.782; Validación=0.802) y TRMSE (Calibración=1.13; Validación=1.22). El modelo para el escenario base entregó un promedio anual de recarga (Qp) de 440 mm y como resultado complementario, se obtuvo un promedio anual de escorrentía superficial (Q0) de 3.11 m3/s. En los escenarios futuros se obtuvo un rango de reducción promedio para Qp está entre 8,9 y 20,6%. Adicionalmente, para Q0 se obtuvo un rango de reducción promedio entre 27,8% y 55,3%. No obstante, se obtuvieron porcentajes de reducción de hasta el 100% para Q0. Estos resultados indican que la escorrentía superficial (Q0) es una variable crítica y más sensible que la recarga (Qp), ante la disminución de precipitaciones y el aumento de temperatura. A su vez, se pudo determinar que la recarga es una variable que no sufre una reducción importante para los escenarios proyectados.
Cambio en el patrón espacial del paisaje y su efecto en los procesos hidrológicos. Hacia soluciones basadas en la naturaleza para la gestión de cuencas bajo un contexto de cambio climático.
(Universidad de Concepción, 2025) Hernández Sosa, Marieta; Aguayo Arias, Mauricio Iván
El cambio climático es uno de los principales impulsores de los cambios en el ciclo hidrológico. En muchas regiones del mundo la disminución considerable de las precipitaciones y el aumento de las temperaturas extremas ha repercutido en la disminución del caudal y cambios en diversos procesos hidrológicos, como almacenamiento en la cubierta vegetal, infiltración y evapotranspiración. Sin embargo, numerosas investigaciones han demostrado como los cambios de cobertura y uso del suelo afectan también importantes componentes hidrológicos como régimen de sedimento, alteraciones de la calidad del agua y las afectaciones a la zona ribereña. Sin embargo, aún existen grandes contradicciones en torno a como los cambios del paisaje influyen en el ciclo del agua, fundamentalmente asociada con la inclusión de especies forestales exóticas y la pérdida de la superficie de bosques nativo. Algunos autores aseguran que la inclusión de las plantaciones forestales ejerce un rol estabilizador en los procesos hidrológicos, mientras que otros aseguran que la pérdida de bosques nativos repercute en la estabilidad y capacidad de regulación de las cuencas. Chile no se encuentra ajena a esta problemática, pues tanto el cambio climático como el desordenado aumento de las actividades económicas urbano-forestal están llevando a fuertes cambios en los componentes del ciclo del agua en numerosas cuencas del territorio. Esta problemática se agrava especialmente en la región centro y sur del país, donde se proyecta una disminución considerable de las precipitaciones en el futuro. Numerosas cuencas están siendo fuertemente intervenidas para el desarrollo de plantaciones forestales, lo que implica la ocupación de grandes extensiones de superficie nativa. Es por ello que, el objetivo principal de esta investigación es evaluar los efectos de la configuración y composición del paisaje sobre componentes del ciclo del agua en las cuencas Quino y Muco del centro sur de Chile. El modelo hidrológico distribuido TETIS se implementó con el propósito de analizar cómo la combinación de dos principales forzantes el cambio climático y las transformaciones en la composición y configuración del paisaje afecta la respuesta hidrológica de las cuencas. El análisis se llevó a cabo tanto para el período histórico (1980–2018) como para proyecciones futuras (2030–2060 y 2061–2091). Los cambios en la cobertura y uso del suelo fueron analizados en dos etapas. En la primera, se utilizaron cuatro clasificaciones temporales (1986, 2001, 2011 y 2017) para caracterizar la evolución del paisaje. A partir de estas, y mediante el software Fragstats, se obtuvieron métricas espaciales que permitieron describir los patrones del paisaje y su influencia sobre los componentes del ciclo hidrológico. En la segunda etapa, se generaron cinco escenarios futuros de LUCC a partir del año 2017, construidos bajo criterios ambientales, sociales y económicos. Estos escenarios se combinaron con proyecciones climáticas para evaluar su impacto conjunto sobre los procesos hidrológicos. Los resultados, obtenidos a través de análisis de correlación y regresión de mínimos cuadrados parciales (PLSR), indican que paisajes con mayor diversidad, fragmentación y menor conectividad espacial tienden a alterar significativamente la dinámica hidrológica. En particular, un paisaje altamente fragmentado afecta negativamente los flujos horizontales y verticales del agua. Asimismo, la expansión de plantaciones forestales en patrones agregados modifica los procesos verticales, como la infiltración y la evapotranspiración. La pérdida de contigüidad espacial de los bosques nativos, junto con la reducción en el número de parches, se asocia directamente con una disminución de procesos hidrológicos y en los caudales generados. Adicionalmente, los escenarios de LUCC simulados bajo el escenario climático RCP 8.5 revelan que el aumento en la superficie boscosa incrementa la evapotranspiración real en aproximadamente +20 mm. Este efecto es particularmente pronunciado en los escenarios que consideran recuperación mediante plantaciones forestales, con aumentos entre +30 y +40 mm. Por otro lado, los escenarios que promueven la reforestación con especies nativas muestran una mayor capacidad de retención hídrica en el sistema, especialmente durante períodos secos.
Caracterización del riesgo de los sitios de disposición de residuos sólidos ante eventos extremos asociados al cambio climático en la Región del Biobío.
(Universidad de Concepción, 2025) Torres Muñoz, Fernanda Javiera; González Sánchez, Patricia del Carmen; Rojas Vilches, Octavio Enrique
La disposición final de residuos sólidos urbanos conlleva impactos ambientales que se ven agravados por el cambio climático, especialmente al no considerarse de manera integral las interacciones entre diversos factores de riesgo. Esta investigación se centra en caracterizar el riesgo de los sitios de disposición de residuos sólidos frente a eventos climáticos extremos en la Región del Biobío, con el propósito de fundamentar estrategias de gestión más efectivas. El estudio inició con una revisión de modelos internacionales de riesgo aplicados a sitios de disposición, a partir de los cuales se diseñó un modelo conceptual adaptado a las condiciones locales. Se empleó la plataforma ARClim para proyectar amenazas futuras y se realizaron entrevistas a expertos para evaluar la probabilidad de eventos extremos, su evolución, consecuencias y nivel de preparación de los sitios. Estos datos permitieron jerarquizar factores de riesgo críticos y analizar incidentes pasados, identificando brechas en la gestión y formulando ejes estratégicos para nuevos lineamientos. Los principales factores de riesgo identificados incluyen el aumento de la temperatura máxima y la frecuencia de olas de calor, lo que eleva significativamente el riesgo de incendios, especialmente en sitios cercanos a plantaciones forestales. Además, las sequías prolongadas afectan la estabilidad del suelo y aumentan la vulnerabilidad frente a lluvias intensas, aunque se proyecta una disminución general en las precipitaciones extremas. En contraste, el riesgo asociado a inundaciones y remociones en masa presenta un comportamiento diferencial entre los diferentes sitios analizados. La capacidad de preparación de los sitios es un factor clave en la reducción de impactos. Aquellos que han adoptado medidas de prevención, adaptación o mitigación ante el cambio climático han demostrado menor riesgo a eventos extremos. Entre las principales medidas propuestas se destacan la incorporación del cambio climático en la evaluación ambiental, el fortalecimiento de la regulación ambiental, fomentar la colaboración entre actores públicos y privados, y la inversión en infraestructuras resilientes para mejorar la capacidad de respuesta. El estudio concluye que una gestión adecuada de los residuos sólidos debe incorporar de manera explícita las proyecciones climáticas, a fin de minimizar la vulnerabilidad y mejorar la capacidad de respuesta de los sitios de disposición, proporcionando así una base técnica sólida para la adaptación al cambio climático en la Región del Biobío.
Estudio de viabilidad de uso de fotobiorreactores en la Laguna Tres Pascualas.
(Universidad de Concepción, 2024) Carrasco Valenzuela, Valentina Ximena; Figueroa Jara, Juan Ricardo
La eutrofización consiste en el enriquecimiento desmedido de nutrientes en un cuerpo de agua, en especial nitrógeno y fósforo, lo que usualmente se debe a actividades humanas. Este fenómeno provoca un impacto negativo en la biodiversidad, ya que alteran el equilibrio entre las especies presentes. En contextos urbanos, como el de la Laguna Las Tres Pascualas en Concepción, Chile, sus impactos afectan no solo al ecosistema acuático local, sino también al uso recreativo y la calidad de vida de la población. Frente a este escenario, la presente investigación evalúa la viabilidad técnica de emplear fotobiorreactores como estrategia de biorremediación para reducir el proceso de eutrofización en dicha laguna. El estudio se fundamenta en el uso de microalgas con alta capacidad de absorción de nutrientes y metales pesados, analizando su desempeño bajo distintas condiciones de calidad lumínica. Se implementaron ensayos en laboratorio con fotobiorreactores cerrados, controlando parámetros críticos como tipo de luz, concentración de nutrientes, presencia de metales traza y rendimiento fotosintético. Los resultados indican que la luz azul (450–495 nm) optimiza la producción de biomasa y mejora significativamente la eficiencia del fotosistema II. Asimismo, se evidenció una remoción sostenida de fosfatos, nitratos y amonio durante el tratamiento, y concentraciones de metales pesados por debajo del límite de detección, conforme a los estándares de la OMS. Finalmente, se realizó un análisis preliminar de escalabilidad para estimar la factibilidad de aplicar este sistema a mayor escala en la laguna, considerando variables de diseño, recambio hídrico y tiempo de tratamiento. Este estudio muestra que los fotobiorreactores pueden representar una alternativa sostenible y técnicamente viable, para mitigar la eutrofización en sistemas lagunares urbanos, abriendo una línea de trabajo prometedora para la rehabilitación ecológica mediante tecnologías basadas en microalgas.
Evaluación del uso de microalgas para el tratamiento de efluente de celulosa utilizando aguas servidas domiciliarias como fuente de nutrientes.
(Universidad de Concepción, 2025) Villarroel Venegas, Ignacia Camila; Urrutia Pérez, Roberto Enrique; Baeza Freer, Ana Carolina
La industria de la celulosa es una de las industrias que más efluentes genera, los cuales tienen efectos negativos en el medio ambiente si no se tratan adecuadamente (Torres, 2017). El tratamiento de efluentes industriales es crucial para reducir su impacto ambiental antes de su liberación a cuerpos de agua o su reutilización (Mohd et al, 2017). En este contexto, las microalgas han surgido como una tecnología prometedora para la depuración de efluentes industriales debido a su capacidad para absorber contaminantes y convertirlos en biomasa útil como un posible tratamiento terciario. Esta investigación evalúa la eficacia de las microalgas en la depuración de efluentes de celulosa, enfocándose en su capacidad para reducir la demanda química de oxígeno (DQO), los nutrientes como nitrógeno y fósforo, y otros contaminantes presentes en los efluentes. La propuesta de este trabajo incluye un novedoso nuevo enfoque: la utilización de efluentes de aguas servidas como fuente de nutrientes a las microalgas. La metodología de este estudio comprende la obtención de los efluentes, luego analizar los parámetros iniciales para posteriormente realizar una mezcla en distintas concentraciones de efluente de celulosa y de aguas servidas para lograr determinar la mejor mezcla. De esta forma con esa concentración establecida se realizó un cultivo de 14 días para determinar la depuración del efluente de celulosa para finalizar realizando un análisis estadístico que determine la depuración significativa del efluente. Como principal resultado se obtuvo que el tratamiento mediante microalga Chlorella con aguas servidas domiciliarias como fuente de nutrientes no es eficaz para la depuración de efluentes, debido a la nula o poca reducción de los parámetros que fueron analizados en laboratorio. Se sugiere que para investigaciones futuras se considere otras condiciones de cultivo, así como también utilizar otra especie de microalga para descartar que el problema residió en la microalga Chlorella.
Factores que impulsan la valorización eficiente de los residuos sólidos orgánicos municipales en la Provincia de Concepción, Chile.
(Universidad de Concepción, 2025) Griffin, Flora Michelle; Salgado Vargas, Marcela Andrea
Esta tesis explora los factores claves que influyen en la valorización eficiente de los residuos sólidos municipales orgánicos (RSMO) en la Provincia de Concepción, Chile, a través de la aplicación del marco de análisis DAFO (Fortaleza, Debilidad, Oportunidad, Amenaza). Mediante la categorización y el análisis de los factores desde cinco perspectivas -social, política, económica, medioambiental y territorial- la tesis pretende descubrir qué motiva e impulsa la valorización en curso. Actualmente no existe en Chile una separación y valorización organizada y a gran escala de los RSMO. Alrededor del % de los residuos orgánicos municipales en Chile se mezclan con los residuos no orgánicos y se depositan en rellenos o vertederos, lo que amplifica varios problemas ambientales, especialmente la emisión de gases de efecto invernadero. Esto se debe principalmente a la falta de políticas nacionales que obliguen a separar y valorizar estos residuos. No obstante, en los últimos años han surgido diversos proyectos de valorización de RSMO. El objetivo de esta tesis es comprender mejor cómo se puede aumentar, ampliar y mejorar la valorización de los RSMO. No sólo en esta región, sino también en otras regiones del Sur Global que comparten contextos similares.
Percepción de Impactos Ambientales del Consumo Textil en la ciudad de Concepción: comportamiento de la población y propuestas de implementación de prácticas más sostenibles.
(Universidad de Concepción, 2025) León Arratia, Florencia Beatriz; Salgado Vargas, Marcela Andrea; González Sánchez, Patricia del Carmen
La presente investigación analiza la percepción de los impactos socioambientales del consumo y postconsumo textil en la comuna de Concepción, Chile, con el objetivo de identificar comportamientos, hábitos, barreras y oportunidades para implementar practicas más sostenibles. El estudio surge en un contexto donde la industria textil se identifica como una de las más contaminantes a nivel mundial, no obstante, a nivel local existe escasa información sobre cómo la población entiende y enfrenta esta problemática. Por lo tanto, mediante este trabajo se busca aportar evidencia que ponga en valor el rol del conocimiento, la regulación y las acciones tanto individuales como colectivas en proceso a una moda más amigable con el medio ambiente. El estudio se basó en tres etapas principales. En primer lugar, se realizó una búsqueda bibliográfica de artículos nacionales e internacionales con el fin de identificar iniciativas, normativas y enfoques relevantes en torno al consumo y sostenibilidad textil. La segunda etapa se basó en el diseño y aplicación de una encuesta de percepción en torno a tres dimensiones, cognitiva, afectiva y conductual, aplicada a una muestra compuesta por personas mayores de 18 años, residentes de la comuna de Concepción, con el objetivo de identificar su nivel de conocimiento y prácticas de consumo relacionadas con la moda y sus impactos. Finalmente, se llevó a cabo un grupo focal con actores clave dentro del sector ambiental, académico y ciudadano, donde se discutieron brechas, oportunidades y la percepción emergente en torno a ciertos temas, combinando hallazgos cualitativos y cuantitativos. Los resultados revelan que, si bien existe un creciente interés por prácticas más sostenibles, aún se mantienen vacíos de conocimiento, acciones individualistas y barreras estructurales como la regulación ineficiente y el escaso acceso a opciones más responsables, además, existe una gran desconexión entre lo que la población valora y conoce y lo que realmente hacen. La reciente incorporación de los residuos textiles como prioritarios dentro de la ley REP en Chile representan una gran oportunidad, pero su éxito dependerá de cómo esta se implemente, del compromiso de todos los actores clave y la generación de instancias de concientización. Esta investigación refleja la urgente necesidad de avanzar hacia un enfoque más integral que permita enfrentar los impactos del consumo textil considerando el contexto global y las necesidades locales.
La percepción del cambio climático en las comunidades rurales y su impacto en las medidas de adaptación utilizando el ejemplo de la comuna de San Fabián, región de Ñuble, Chile.
(Universidad de Concepción, 2025) Fritz, Emely; Azócar García, Gerardo; Salgado Vargas, Marcela Andrea
El cambio climático, y sus impactos locales marcan la vida de las comunidades rurales en todo el mundo. Estos cambios no solo se manifiestan en forma de desafíos físicos como patrones climáticos alterados o escasez de recursos, sino que también influyen en las estructuras sociales, culturales y económicas desarrolladas en las regiones afectadas. Especialmente en países como Chile, que, debido a su diversidad topográfica y climática, presenta una alta vulnerabilidad frente a las consecuencias del cambio climático (IPCC 2019). Las comunidades rurales, en particular, se encuentran en el punto de tensión entre tradición, adaptación y las exigencias de los desarrollos globales (IPCC 2014, Bergramini & Rasse 2022). Regiones como la zona andina de la comuna de San Fabián, en la región de Ñuble, representan de manera ejemplar los desafíos específicos que las áreas rurales deben afrontar en este contexto. Debido a su carácter tradicional y agrícola, estas regiones dependen fuertemente de los recursos naturales, y están con creciente intensidad expuestas a condiciones climáticas cambiantes (Pechan et al., 2023; Roco et al., 2016; Marengo et al., 2014). Al mismo tiempo, las comunidades rurales siempre han tenido que adaptarse a sus condiciones ambientales, especialmente en zonas geográficamente diversos como San Fabián, donde los extremos climáticos han marcado la vida durante generaciones (Hosen et al. 2020). Sin embargo, las experiencias derivadas de ello siguen siendo en gran medida invisibles en el discurso político (Carmona et al., 2023).
La percepción del riesgo y la prevención de incendios forestales en Concepción, Chile: un estudio de métodos mixtos con implicaciones para la planificación territorial.
(Universidad de Concepción, 2025) Walter, Madita Elisa; Aguayo Arias, Mauricio Iván; Salgado Vargas, Marcela Andrea
La presente investigación examina la percepción del riesgo y la prevención de los incendios forestales en el Área Metropolitana de Concepción, Chile, destacando sus implicaciones para la planificación territorial. A través de un enfoque mixto (Sequential explanatory design) que combinó cuestionarios con residentes y entrevistas con expertos, se buscó responder dos preguntas principales: cómo perciben distintos grupos de población el riesgo y la prevención de incendios, y en qué medida estas percepciones son consideradas en los instrumentos de planificación territorial y en la toma de decisiones. Los resultados cuantitativos indicaron un nivel de preocupación muy alto en la población general que ha aumentado en las últimas décadas. Sin embargo, no fue posible identificar diferencias significativas entre grupos socio-demográficos debido al tamaño limitado de la muestra. El hallazgo central de estudio del análisis fue la paradoja de la percepción del riesgo. La encuesta ciudadana reveló una correlación débil a moderada entre la preocupación por los incendios forestales y la sensación subjetiva de estar preparado, lo que contrasta claramente con las entrevistas a los expertos, que confirman la existencia de la paradoja en Concepción. Se argumenta aquí que este resultado se refiere menos a la prevención real que a la autoeficacia percibida y pone de manifiesto la discrepancia entre la preparación percibida y la real. Además, los resultados evidencian una confianza limitada hacia las instituciones, ya que la mayoría de los encuestados atribuye su seguridad a acciones individuales más que a medidas estatales o municipales. La investigación confirma que la percepción ciudadana aún no es suficientemente considerada en la planificación territorial en Concepción, lo que amplía la brecha entre medidas oficiales y necesidades locales. La experiencia personal influye en la percepción de riesgo, aunque no siempre en la acción preventiva, y la integración de las perspectivas de la población se ve limitada por barreras institucionales y comunicativas. No obstante, se identifican oportunidades para consolidar una gobernanza territorial más resiliente si se fortalecen los procesos participativos y se articulan con políticas públicas de carácter vinculante.
Reciclaje de conchas de la industria mitilicultora: Implicancias en la tasa de disolución de las conchas y la mitigación de la acidificación costera.
(Universidad de Concepción, 2024) Benavente Rivas, Tomás Antonio; Vargas Gálvez, Cristian Antonio
El estudio aborda el reciclaje de conchas de mejillón (Mytilus chilensis) generadas por la industria mitilicultora en Chile, en el contexto de la acidificación costera, un fenómeno ambiental emergente causado por el aumento de dióxido de carbono (CO₂) en la atmósfera, en combinación con procesos costeros, como el ingreso de materia orgánica, y/o eutroficación, todos los cuales generan una disminución del pH del agua de mar y altera la química del sistema de carbonato. Esta acidificación afecta especialmente a los organismos calcificadores, como los moluscos, que dependen del carbonato de calcio para formar sus conchas. Además, la investigación se enfoca en resolver desafíos asociados a la gestión de residuos industriales, específicamente la gran cantidad de conchas que se generan como desecho en la industria mitilicultora. Actualmente, estas conchas son transportadas a rellenos sanitarios, lo que genera altos costos económicos y una significativa huella de carbono, debido al traslado de grandes volúmenes de residuos a largas distancias. El estudio propone una alternativa sostenible al reciclar estas conchas, no solo para reducir el volumen de residuos, sino también para mitigar la acidificación costera mediante su disposición en cuerpos de agua. La investigación se centra en la tasa de disolución de las conchas y su impacto en la química del agua de mar, considerando diferentes condiciones de salinidad y la presencia o ausencia de materia orgánica en las conchas. El experimento se realizó en condiciones controladas de laboratorio, donde se simuló la disposición de conchas en agua de mar con variaciones en salinidad y filtración. Los resultados mostraron que la tasa de disolución no varió significativamente entre condiciones de alta y baja salinidad, y que la presencia de materia orgánica no afectó de manera importante la disolución. Sin embargo, se observó que la materia orgánica generó efectos secundarios, como mal olor y aumento de la turbidez, lo que sugiere la necesidad de tratamientos previos para su eliminación. La disolución de las conchas incrementó la alcalinidad total, y el pH, lo que confirma su potencial para contrarrestar la acidificación costera. En conclusión, el estudio sugiere que el reciclaje de conchas de mejillón podría ser una estrategia viable para mitigar la acidificación costera y reducir el volumen de residuos, siempre que se implementen medidas para eliminar la materia orgánica antes de su disposición en cuerpos de agua. Sin embargo, se necesitarán estudios adicionales en mayores volúmenes y por períodos de tiempo más largo, asi como estudios de campo para poder finalmente considerar esta alternativa como una estrategia para el reciclaje de conchas y mitigación de la acidificación costera.
Utilizando el conocimiento del desempeño fisiológico como medida de adaptación del sistema socioecológico de la industria mitilicultora frente a eventos ambientales extremos.
(Universidad de Concepción, 2024) Castillo Villagrán, Nicole Cecilia; Vargas Gálvez, Cristian Antonio; Ponce Oliva, Roberto Daniel
La plasticidad fenotípica se define como la capacidad de un genotipo para expresar diferentes fenotipos en respuesta a cambios ambientales, modificando su fisiología, comportamiento o morfología. Al mismo tiempo, este mecanismo permite a los organismos maximizar su aptitud en un entorno cambiante. Sin embargo, no todos los organismos responden de la misma forma, algunos desarrollan características especialistas, mientras que otros son generalistas, tolerando una gama más amplia de condiciones ambientales. La variabilidad y la predictibilidad ambiental en los sistemas costeros han permitido que ciertos organismos, como los bivalvos marinos, desarrollen una amplia tolerancia a las condiciones oceanográficas diversas, acentuando diferencias intraespecíficas en la capacidad de adaptación (por ejemplo, plasticidad y potencial evolutivo) de poblaciones naturales. Bajo el contexto actual de cambio global, los océanos están experimentando diversas alteraciones, impulsadas principalmente por la actividad antropogénica, lo que ha provocado múltiples implicancias en la frecuencia de eventos extremos (por ejemplo, ‘olas de calor’, ‘descargas extremas de agua dulce’, ‘eventos de acidificación costera’, entre otros) y cambios en la respuesta de los organismos, entre otros. En el sur de Chile, la mitilicultura se ha convertido en una de las industrias acuícolas de mayor importancia comercial, concentrada en la región de Los Lagos, donde se cultiva a gran escala el “mejillón chileno” o “chorito” (Mytilus chilensis). Esta industria proporciona una serie de beneficios económicos y son forma parte del estilo de vida de las comunidades locales. Su cadena productiva involucra a una diversidad de actores, desde grandes empresas hasta pescadores artesanales dedicados a la captación de semillas y al cultivo de este molusco. El suministro clave para esta industria corresponde al abastecimiento de semillas desde bancos naturales, por lo que cualquier alteración en los parámetros ambientales (por ejemplo, temperatura, salinidad y pH/pCO2) puede significar un riesgo para la actividad. En los últimos años, la mitilicultura se ha visto enfrentada a una serie de perturbaciones ambientales que han incidido en la actividad, lo que ha manifestado la necesidad de comprender la respuesta de los organismos a escenarios ambientales actuales y futuros considerando el conocimiento distintas disciplinas. Esto es especialmente relevante considerando que la industria se abastece de semillas provenientes desde sitios con distintos regímenes de variabilidad ambiental. Este estudio adopta un enfoque integrador del Mytilus chilensis, con el objetivo de comprender cómo estos organismos responden en un gradiente ambiental de temperatura, salinidad y pH del agua de mar pudiendo utilizar esta información como una posible medida de adaptación del sistema socioecológico de la industria mitilicultora frente a, por ejemplo, la exposición de eventos ambientales extremos. Para esto, se analizaron tres sitios de importancia para la captación de semillas, los cuales también contaron con la disponibilidad de datos de series de tiempo oceanográficas de al menos un año. Los sitios seleccionados fueron Puelo (fiordo), Metri (seno) y Caleta El Manzano (bahía), los cuales presentan condiciones ambientales contrastantes a pesar de encontrarse en una pequeña escala espacial. Posteriormente, se realizaron experimentos de exposición para construir curvas de desempeño en respuesta a la exposición de diferentes temperaturas, salinidades y pH a partir de organismos extraídos de los lugares anteriormente mencionados. Además, se incluyeron análisis de diversidad y estructura genética, y entrevistas iniciales con actores clave de la industria. Esta tesis doctoral se organiza en seis capítulos. Los primeros dos capítulos están dedicados a proveer al lector información general del estudio. En el Capítulo I se presenta una introducción general a la presente tesis doctoral, mientras que el Capítulo II está dedicado a exponer las hipótesis y objetivos de estudio. En el Capítulo III, se caracterizaron los regímenes de variabilidad y predictibilidad ambiental utilizando los datos de series de tiempo de temperatura, salinidad y pH recopilados por medio de boyas y sensores desplegados en tres sitos de importancia para la captación de semillas en la Patagonia norte de Chile. Posteriormente, se construyeron curvas de rendimiento fisiológico, evaluando la tasa de aclaramiento de semillas recolectadas de las áreas geográficas seleccionadas. Estos datos ambientales y fisiológicos se complementaron con análisis de estructura y diversidad genética de los individuos provenientes de cada sitio de estudio. Los resultados mostraron que la variabilidad temporal, la predictibilidad y la exposición a eventos extremos (por ejemplo, pH bajo/salinidad baja) modulan la plasticidad y las condiciones óptimas de los mejillones. Sin embargo, a pesar de estas diferencias fenotípicas, observamos una alta diversidad genética, probablemente como resultado de un alto flujo genético inducido por la actividad acuícola y la fase larvaria de estos organismos. Nuestros hallazgos enfatizan la importancia de la variabilidad y la predictibilidad, en su conjunto, como factores esenciales que dan forma a la diversidad fenotípica, incluso en escalas espaciales pequeñas. En el Capítulo IV, y considerando la importancia socioecológica de esta industria, se indagó en los esquemas de certificación. Lo anterior, considerando que estos sistemas están diseñados para entregar información relevante al mercado. En nuestro contexto, la implementación de un sistema de certificación de semillas, por ejemplo, con respecto al origen, permitiría informar a los compradores (empresas dedicadas al cultivo de mejillones) sobre la potencial plasticidad fenotípica de los individuos con respecto a diversas variables ambientales. Metodológicamente, esta investigación se llevó a cabo mediante entrevistas semiestructuradas con actores clave de la industria mitilicultora, con el objetivo de explorar y entender las relaciones comerciales entre zonas y agentes, y evaluar la viabilidad de un sistema de certificación. El Capítulo V presenta una revisión sistemática de la literatura sobre certificación en distintas áreas productivas (1999-2022), analizando diversos sistemas de certificación incluidas las tendencias en productividad, principales países de publicación, distribución regional y categorías temáticas. Este análisis identificó tres categorías claves: sostenibilidad, ingeniería y negocios y economía, con clústeres temáticos en cada una de estas áreas. Esta revisión sistemática indica además que las organizaciones utilizan esquemas de certificación no solo para gestionar los riesgos ambientales o climáticos sino también para armonizar sus operaciones en respuesta a las diversas presiones ejercidas por las múltiples partes interesadas y fomentar prácticas organizacionales más sostenibles. Los efectos del cambio global en los ecosistemas son inevitables, por lo que estudios interdisciplinarios son esenciales para comprender mejor la interacción entre el ambiente, la fisiología y la genética de los organismos y las especies. Estos hallazgos tienen implicaciones en la gestión y sostenibilidad de la mitilicultura, proporcionando información valiosa para optimizar prácticas acuícolas y mejorar las estrategias de adaptación de la industria al cambio climático, en particular para especies de relevancia económica y seguridad alimentaria.

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