Facultad de Ciencias Ambientales

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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.
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.
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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