Etienne Bresciani ● Investigador Asociado

North-central Chile and south-east France are facing semi-arid and Mediterranean climates, respectively. In addition to being historically exposed to water supply challenges, these regions are sensitive to climate change, which is increasing aridity. Thus, the pressure on water resources to meet domestic, agricultural and industrial demands is high and growing. As precipitation in these regions is low and highly variable, the water stored underground is a key adjustment variable to mitigate years with low precipitation. Hence, groundwater resources need to be carefully managed in order to secure water supply in the years and decades to come. To tackle this challenge, this project aims to develop geophysical characterization and groundwater modeling approaches to support sustainable groundwater management. The main objective of the project is to produce key information about groundwater for water resources planners in semi-arid and Mediterranean areas such as in north-central Chile and southeast France. This objective will be achieved by training students and young researchers in state-of-the-art technologies such as the Magnetic Resonance Sounding (MRS) geophysical method and the WEAP-MODFLOW integrated water resources modeling framework.

Sistema Articulado de Investigación en Cambio Climático y Sustentabilidad de Zonas Costeras de Chile CUECH/RISUE RED21992

The main aim of the present proposal is to assess, in the Western Andean Front, the magnitude and the spatiotemporal variability of deep groundwater flows and derived mountain block recharge using an original and direct collection of hydrogeological, lithological, and geophysical data. Specific objectives are: - Obj. 1: Assess the spatial variation at depth of the Abanico Formation hydraulic properties to improve the understanding of Western Andean Front fault systems and their impacts on the water transference to alluvial aquifers. - Obj. 2: Unravel the aquifer capacity of fractured rocks (i.e. Abanico Formation) and the critical zone extinction depth for groundwater flows and mountain block recharge mechanisms in the Western Andean Front of Central Chile. - Obj. 3: Estimate the mountain block recharge mechanisms regarding their quantitative (flow) and qualitative (hydrogeochemistry) aspects and assess the vulnerability of deep groundwater flows to shallow water-store variations caused by current and future hydroclimatic changes in the Western Andean Front. The study of borehole core lithological and hydraulic properties, groundwater geochemical composition, flow rates, together with spring hydraulic and hydrogeochemistry behaviors will help to fill a gap of knowledge about deep groundwater flows originating from the Principal Cordillera. This deep borehole and derived original information will therefore be used as an “eye” inside the deep Chilean Andes groundwater resources. Finally, it will be a useful observation point for multidisciplinary research due to the interest of national and international researchers to collect samples at depth and therefore will expand shared knowledge and national frontier research

La sustentabilidad de Chile es un desafío país en el cual deben interactuar diferentes actores de la sociedad. En la actualidad existe voluntad política e interés al interior de las Universidades y el sector Público-Privado para trabajar en la temática de Sustentabilidad, a fin de dar respuestas con sustento científico y responsable a la sociedad. Un desafío instalado a partir de la agenda de la Organización de las Naciones Unidas de fines de 2015, que incluye el establecimiento de 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), donde los países han adquirido un compromiso explícito y real de crecimiento económico, inclusión social y protección ambiental, basados en la Sustentabilidad. En este contexto, el Consorcio de Universidades del Estado de Chile (CUECH), ha definido la sustentabilidad como uno de los temas prioritarios de estudio. Así a mediados de 2017 se origina la Red de Investigación en Sustentabilidad de las Universidades del Estado (RISUE) para dar respuesta a los desafíos del desarrollo sustentable del país. En esta propuesta la RISUE se enfocaría en contribuír a los ODS 13 acción por el clima, 14 vida submarina, 15 vida de ecosistemas terrestres y 17 alianzas para lograr los objetivos. De este modo, la amplia distribución geográfica de las universidades pertenecientes al CUECH posibilita que esta RISUE aborde la sustentabilidad con una mirada local y al mismo tiempo con una representatividad de todo el país. Desde fines de 2017 la RISUE ha realizado cuatro talleres, definiendo el establecimiento de tres grandes líneas de investigación prioritarias: Sustentabilidad de Sistemas antrópicos, Sustentabilidad de Ecosistemas, y Caracterización y Proyección del Clima en Chile. A partir de estas líneas prioritarias, la RISUE se planteó una serie de objetivos que tuvieron un desarrollo variable debido a la crisis social y sanitaria del país y a la inexistencia de incentivos para participar en la RISUE.

Objetivo general: sesarrollar un modelo de balance hídrico en acuífero de roca fracturada. Objetivos específicos: (i) identificar un sitio piloto de roca fracturada; (ii) instrumentar el piloto para monitorear los flujos hídricos; (iii) diseñar e implementar la metodología de balance hídrico en acuíferos de roca fracturada.

Objetivo general: contribuir con información y metodología de estudio inexistente sobre la ubicación y la estimación de las reservas en agua subterránea para descubrir nuevos acuíferos, monitorear y gestionar su rol hídrico, especialmente en periodo de sequía, en la cuenca de Limarí, en la Región de Coquimbo. Objetivos específicos: (i) identificar áreas donde los acuíferos se encuentran bajo fuertes presiones antropogénicas o naturales y donde hay un alto grado de incertidumbre sobre los recursos subterráneos; (ii) en cada punto identificado, evaluar el contenido en agua de los acuíferos, sus bases y sus techos con la técnica de Magnetic Resonance Sounding (MRS); (iii) contribuir en la elaboración de una metodología para determinar las reservas en agua subterránea; (iv) construir un modelo tridimensional de las reservas de agua subterránea presentes en la región; (v) diseñar un plan que permita monitorear y gestionar eficientemente los acuíferos de la zona como recurso hídrico económico-social de la cuenca del Limarí.

Objetivo general: mejorar la toma de decisiones respecto al manejo de los recursos hídricos subterráneos durante sequias mediante una plataforma web en acceso libre con un modelo 3D de las reservas de agua subterránea en la Cuenca del Limari. Objetivos específicos: (i) crear un modelo 3D de los acuíferos del valle del Limarí a través de sondajes de resonancia magnética; (ii) desarrollar una plataforma web de acceso libre con el modelo 3D, sus productos asociados como mapa de reservas y costo de extracción, medidas de mitigación de la sequía, capas de informaciones sobre derechos de agua y perforación, y un foro para que los usuarios suban informaciones; (iii) capacitar a los usuarios finales y tomadores de decisiones en la utilización de la plataforma.

La experiencia internacional (Israel, Holanda, España) muestra que la recarga artificial de acuíferos es una herramienta eficaz para lograr gestionar la cantidad y calidad del recurso hídrico considerando integralmente las fuentes superficiales, subterráneas y su interacción. La presente iniciativa tiene como propósito diseñar un piloto de Recarga artificial para el acuífero de Pan de Azúcar y Elqui Bajo. Esto significa seleccionar la localización óptima con criterios hidrogeológicos (capacidad de almacenamiento, niveles piezométricos, velocidad de recarga, transmisibilidad, modelo hidrogeológico de recarga, etc), hidrogeoquímicos (calidad del agua, interacción suelo-agua, factores antrópicos, etc), socio-económicos (salud de la población, productividad, empleo, etc) y ambientales (aspectos ambientales, impactos ambientales). Una vez seleccionada la localización, está será caracterizada. Para ello se utilizará información bibliográfica general y específica disponible. Parte importante de esta información ha sido generada por el equipo UCN que en los últimos años ha ejecutado proyectos estudiando los acuíferos costeros en la región. También se generará información complementaria, con campañas de caracterización y monitoreo, necesaria para la aplicación de los criterios establecidos. Con la información de caracterización se determinará la técnica de infiltración más adecuada a partir de criterios técnicos-científicos. Para esto se modelará hidrogeológicamente la efectividad en el corto, mediano y largo plazo de la infiltración definida. Finalmente, se realizará el diseño ingenieril a nivel de detalle de la planta piloto que permita la inyección artificial el acuífero.

Desarrollo de tecnologías de modelación para evaluar y optimizar sistemas de recarga artificial

Desarrollo de un modelo numérico de aguas subterráneas de las Planicies de Adelaida, Australia.