Líneas de investigación

CRHIAM está organizado en torno a cuatro grandes temas, (1) Recursos hídricos, (2) Demanda de agua, (3) Tecnología para la gestión del agua y 4) Agua y la sociedad; todos ellos con líneas de investigación interdisciplinarios. Por primera vez en Chile, este proyecto reúne a ingenieros, científicos ambientales, sociólogos y abogados para discutir los recursos hídricos y colaborar con el gobierno en la reformulación de las leyes relacionadas con el agua. En particular, este grupo es responsable de la organización de talleres internos para discutir aspectos relacionados con la demanda de agua, los recursos, la tecnología y la sociedad. Varios sub-proyectos incorporan investigadores de más de un solo grupo.

01. Recursos Hídricos02. Demanda de Agua03. Tecnología para la Gestión del Agua04. Agua y Sociedad

Existe una fuerte preocupación por el calentamiento global previsto para los altos Andes que, combinado con el rápido crecimiento económico y demográfico que afecta el norte de Chile, dará lugar a un grave estrés hídrico, lo que limitaría el desarrollo futuro del país. En este contexto, el objetivo de este grupo es evaluar el estado actual de los recursos hídricos en el norte-centro de Chile e investigar nuevos recursos hídricos para apoyar las actividades de minería y agricultura.

El agua en Chile se distribuye de forma desigual debido a varios factores, incluyendo la variedad geográfica y las condiciones climáticas a lo largo de la longitud del país, con condiciones de desierto en el norte y un sur muy húmedo. Teniendo en cuenta la escasez de agua dulce en el norte de Chile, el agua de mar puede considerarse como una potente posibilidad para resolver problemas relacionados con la expansión y la creación de nuevas plantas por las empresas mineras. Sin embargo, el agua de mar presenta grandes problemas que debe ser estudiada y resuelta antes de que sea una solución general. Otra fuente de agua para la industria minera es el reciclo del agua desde los procesos de las concentradoras de minerales. La industria de la minería del cobre se ha propuesto desarrollar nuevas tecnologías para mejorar las tasas de recuperación de agua de espesadores y tranques de relaves desde el nivel actual del 70% a más de 88% en un futuro próximo.

Chile es un país agrícola y minero. Las actividades agrícolas se concentran entre Coquimbo y Los Lagos, que cubre la mayor parte del territorio nacional, donde más de 270.000 agricultores trabajan 30.45 millones de hectáreas, el 40% de la superficie continental del país. Chile ha declarado su intención de fortalecer su sector agrícola y aumentar su competitividad económica con el fin de convertirse en un proveedor de comida internacional. De las actividades económicas en Chile, la agricultura es el mayor consumidor de agua, con un promedio de alrededor del 84% del total, así como los menos eficientes en su manejo. Por lo tanto, la optimización del uso del agua y la reutilización, para una mayor disponibilidad de agua, es una prioridad.

Riego y gestión del agua tienen un papel importante en la producción agrícola, se ilustra claramente por el hecho de que la superficie bajo riego, que genera un alto porcentaje de la producción agrícola, es ineficiente. Por otro lado, en Chile el agua es un recurso estratégico para el desarrollo de las actividades mineras. Su suministro y el uso racional se han convertido en factores clave para la sostenibilidad. Los recursos de agua y energía asociados a los procesos de riego y la minería son factores clave para la agricultura y las industrias mineras competitivos.

Las minas en Chile están ubicadas en la parte norte de Chile, a partir de las regiones de Arica-Parinacota a O’Higgins. Aunque el consumo de agua es menor en la minería que en la agricultura, sólo el 6% del total nacional, el problema es el gran tamaño de la industria minera que consume un porcentaje mucho mayor en la región norte de Chile.

La minería de cobre, una de las principales actividades económicas de Chile, es una de las principales fuentes de contaminación del agua. El drenaje ácido de minas, generada a partir de residuos mineros y relaves, contamina los suelos, las aguas superficiales y las aguas subterráneas. Por otra parte, el drenaje ácido de minas puede ser una fuente de metales valiosos, y su recuperación puede compensar parcial o totalmente por el coste de tratamiento. La contaminación histórica y actual de los recursos hídricos con aguas de las minas y drenaje ácido es un problema generalizado en varios valles agrícolas clave en Chile. El riego de tierras agrícolas con agua contaminada ha dado lugar a la acumulación de metales en los suelos, y de árboles frutales y cultivos de hoy en día están mostrando signos de esta contaminación. Debido a la acumulación masiva de residuos mineros, se espera que el drenaje ácido continuará formándose en varios sitios mineros. Por lo tanto, se necesita tecnologías de tratamiento sostenibles, con bajo consumo de energía, minimizando la generación de residuos y permitiendo la recuperación de metales valiosos siempre que sea posible.

Otro tema importante en la industria minera es la seguridad de las presas de relaves, en las operaciones mineras y las poblaciones de los alrededores, que incluyen los asentamientos en operación y aquellos abandonados después terminada la vida útil de las mina. Los tranques que nos interesan se encuentran en las zonas sísmica más activas del mundo y tienen historia de fallos recientes. El análisis de su seguridad es primordial para garantizar la seguridad de las operaciones mineras, de la población y el abastecimiento de las aguas superficiales y subterráneas.

El actual sistema de gestión del agua en Chile se caracteriza por tres conceptos centrales: (1) un sistema de concesión en la que el Estado otorga derechos de uso a los particulares que lo soliciten, confiriendo con el estado de la propiedad privada; (2) el concepto de un Estado subsidiario con poca participación en la gestión de los recursos hídricos; y (3) la existencia de asociaciones de usuarios del agua integrado únicamente por titulares con derechos al uso del agua. En este contexto, se hace necesario la existencia de asociaciones funcionales de usuarios del agua que, junto con cumplir con sus objetivos y llevar a cabo sus funciones de manera óptima, sean interlocutores válidos para las instituciones y la sociedad en su conjunto. Esta necesidad se identificó claramente a principios de los años 90, junto con la comprensión de que estas asociaciones deben ser fortalecidas a través de un proceso participativo orientado hacia el desarrollo de capacidades para mejorar su funcionalidad y el desarrollo de redes en el ámbito institucional, es decir, tanto en el sector público y el privado.

01. Uso eficiente del agua en la agricultura y la minería
  • Imagen satelital para ayudar al manejo de agua en la agricultura
  • Efecto del régimen de irrigación en el rendimiento y calidad del vino carmenere.
  • Efecto del área mojada en la producción de manzanas bajo micro riego.
  • Efecto del nivel de riego en el rendimiento de paltas.
  • Huella de agua en los arándanos cultivados con sistemas de riego por goteo (Concordia, Argentina).
  • Balance hídrico del suelo para las naranjas injertadas con diferentes patrones. (Bahia, Brasil)
  • Gestión de pivote para aplicaciones espaciales.
  • Sistema de riego lineal variable.
  • Análisis y evaluación de suelos para el diseño de sistemas de irrigación.
  • Costo-efectividad de las estrategias para reducir el consumo de agua en la industria de la minería del cobre.
  • Escasez de agua y su impacto de la minería y la agricultura en Chile.
  • Reactores de Ultra-floculación en el espesamiento de relaves finos
  • Modelación de tranques de relave
  • Formación del sedimento en tranques de relave
  • factor de seguridad en tranques de relave
02. Agua de mar como una nueva fuente para la agricultura, la minería y las comunidades
  • floculación y el comportamiento reológico de suspensiones de partículas con iones de agua de mar.
  • simulación dinámica-molecular de la interfaz de mineral-agua en presencia de iones de agua de mar y poli-electrolitos.
  • Simulación de dinámica-molecular de puentes capilares de agua a nanoescala entre dos sustratos planos.
  • Metodología de simulación híbrida que permite el estudio de los sistemas de partículas.
  • Desalación parcial de agua de mar (pre-tratamiento).
  • Evaluación económica de la producción de agua de proceso desde agua de mar para la minería.
  • Mecanismos de contaminación biológica e inhibidores.
  • Reactivos para la flotación de cobre en agua de mar y soluciones salina.
  • Efecto de la caolinita en la flotabilidad de la calcopirita usando agua de mar.
03. Hidrología, disponibilidad de agua y cambio climático
  • Balance de masa y la contribución hidrológica del Glaciar Universidad.
  • Balance de agua en el Lago Santa Elena; estudiar evaporación, (GW-sw) de interacción del agua subterránea en la superficie del agua y servicios de balances de sistemas.
  • Fluctuaciones a largo plazo de los componentes específicos del balance hídrico.
04. Tecnología para el tratamiento del agua y la remediación ambiental
  • Efectos de la composición de ácidos drenaje de la mina, de tipo membrana, presión, pH, y la temperatura en la eliminación de sulfatos y metales en nano-filtración.
  • El riesgo ambiental de drenaje ácido de minas mediante bioensayos para poner a prueba la calidad del agua y el uso de la tierra.
  • Tecnologías no convencionales para el tratamiento de aguas residuales: materia orgánica, nutrientes y evaluación micro-contaminantes.
  • Evaluación de la estabilidad de la tecnología de lodo-activado por bio-indicadores.
  • La producción de biogás mediante el tratamiento anaeróbico de aguas residuales y bio-sólidos.
  • Aplicación de la tecnología anaerobia para el tratamiento de aguas residuales.
  • Modelos matemáticos para la simulación de tanques de sedimentación secundaria y el proceso de lodos activados en plantas de tratamiento de aguas residuales.
  • Modelo matemático de la sedimentación de sistema de partículas poli-dispersas.
  • Residuos agroindustriales para desarrollar sustrato para mejorar la capacidad de retención de agua en las zonas degradadas.
  • Sistema Bio-purification para la degradación de los pesticidas.
  • Sistema Bio-purification para la degradación de los pesticidas.
05. Gobernanza del agua, servicios ecosistémicos y sustentabilidad
  • El agua y los problemas judiciales en Chile.
  • mapeo de conflictos por el agua: La búsqueda de patrones socio-hidrológicos.
  • Evaluación de la sostenibilidad de la política de aguas.
  • Desarrollo de un modelo de enfoque sistémico para discutir los conflictos socio-ambientales.
  • Evaluación de los riesgos hidro-meteorológicos, vulnerabilidad y riesgos en la agroindustria.
  • La minería de texto, modelo y visualizaciones: poderosas herramientas para el análisis de conflictos por el agua.
  • La construcción de las capacidades de monitoreo a nivel comunitario.
  • El crecimiento y la convergencia de consumo de agua residencial.
  • IGERT NSF; Adaptación al cambio en los recursos hídricos: ciencia para informar la toma de decisiones a través de disciplinas, culturas y escalas.
  • Identificación y cuantificación de los servicios de ecosistemas.
  • Nuevos desarrollos en el monitoreo de la calidad del agua: muestreadores pasivos como una herramienta para el análisis y la interpretación de los
  • contaminantes orgánicos persistentes y otros contaminantes emergentes en diferentes ecosistemas.
  • Percepción del valor del agua.