Con la apertura de la mina

El Teniente

en 1905, Chile
promovió la explotación a gran escala del cobre llamado “Gran
Minería del Cobre”. De ese momento a la fecha, se registran un
total de 757 relaves minero, dentro de los cuales un 85% de ellos
están abandonados o inactivos. Estos números posicionan a los
relaves como un problema importante, siendo actualmente el
pasivo ambiental de mayor impacto en nuestro país. En
particular, el relave Cauquenes ubicado en la Región de
O
Higgins, es el relave de cobre más antiguo y de mayor
dimensión, reservorio a la fecha del material depositado por El
Teniente. Considerando el número, tamaño y dimensiones,
sumado a la complejidad del escenario ambiental y las variables
involucradas, el estudio de las comunidades microbianas que
habitan los relaves mineros debe abordarse desde diferentes
disciplinas. Por estos motivos, a través de la interconexión de las
diversas capacidades de investigadores nacionales e
internacionales, el presente proyecto busca sentar las bases para
la creación de un Centro de Biología de Sistemas para el estudio
de comunidades que habitan relaves mineros. A nivel de
investigación. el Centro se enfocará en: i) Caracterizar la
estructura de las comunidades extremófilas de los relaves. ii)
Identificar y validar de los potenciales metabólicos de las
comunidades y sus miembros. iii) Generar un registro y
clasificación de información – Bases de datos y colección de
cepas. iv) Desarrollo de biotecnología para aplicaciones en
minería. En definitiva, con un fuerte compromiso regional, el
proyecto contempla abordar por primera vez desde una
perspectiva multidisciplinaria e integral, el estudio de
comunidades de especies extremófilas presentes en el relave
Cauquenes, sentando las bases para que el Centro de Biología de
Sistemas pueda en el corto plazo, proyectarse como un espacio
real para al estudio de microorganismos que habitan los relaves
en Chile.

El cáncer es la segunda causa de muerte en la población Chilena y se proyecta que en diez años será la primera causa de muerte en el país. A nivel regional, la región de O Higgins es la que presenta la mayor incidencia de muertes por cáncer. Actualmente, Chile invierte alrededor del 1% del PIB en atención y tratamiento del cáncer. Es indispensable y urgente comenzar a caracterizar molecularmente los cánceres prevalentes de la población Chilena pues esto permitirá integrar información que impactará las decisiones clínicas permitiendo la implementación de tratamientos específicos para los pacientes. El estudio genómico y molecular de sistemas biológicos complejos, como el desarrollo y progresión del cáncer, requieren del desarrollo de nuevos algoritmos y modelos teóricos para analizar e interpretar datos genómicos complejos (big- data). El principal objetivo del laboratorio de genómica computacional que instalaré en el instituto de ciencias de la ingeniería de la Universidad de O Higgins será desarrollar investigación de vanguardia entorno al diseño y aplicación de nuevos algoritmos y tecnologías ómicas para estudiar la arquitectura genómica de cánceres prevalentes de la población Chilena. La meta a largo plazo es trasladar estas tecnologías a la práctica clínica e impulsar la implementación de programas de medicina de precisión enfocados en el tratamiento y prevención del cáncer en nuestro país y región. Un segundo objetivo es impulsar y liderar investigación multidisciplinaria en temáticas de salud, agroindustria y minería, sectores críticos a desarrollar en la región de O’Higgins. Finalmente, el laboratorio de genómica computacional contribuirá a la formación de capital humano avanzado en áreas asociadas a la genómica, bioinformática y biología computacional.

La región de O´Higgins, cuya principal actividad económica corresponde a la agricultura,
está siendo
severamente afectada por la sequía como consecuencia del cambio climático, generando impactos
negativos para este sector productivo . Así, la búsqueda de especies y/o cultivares con mayor tolerancia
al estrés hídrico es clave para diversificar l a matriz productiva de la región. El almendro es una opción
viable para la región debido a su ampliamente reportada tolerancia al estrés hídrico, con gran éxito en el
cultivo de esta especie en áreas con clima Mediterráneo, incluyendo Chile, por lo que la identificación de
cultivares con mayor tolerancia a este estrés es de importancia.
A nivel fisiológico, el principal efecto del estrés hídrico es el cierre estomático, con el objetivo de evitar
una disminución drástica en el estado hídrico de la planta (p otencial hídrico, Ψ L ), esto disminuye la
asimilación de carbono y por consiguiente la producción. Sin embargo, especies y cultivares han
desarrollado distintas estrategias para responder frente al estrés hídrico, lo que se ha descrito a través de
los compo rtamientos isohídricos y anisohídricos. En breve, especies/cultivares con comportamiento
isohídrico se caracterizan por un rápido cierre estomático frente al estrés hídrico previniendo así caídas
drásticas en Ψ L . Por el contrario, especies/cultivares aniso hídricos mantienen la apertura estomática
durante el estrés, permitiendo una caída en Ψ L y, por lo tanto, sosteniendo la asimilación de carbono. En
consecuencia, el comportamiento anisohídrico se asocia a mayores tasas fotosintéticas y eficiencia de uso
de agua a pesar de la escasez hídrica. La caracterización e identificación de genotipos anisohídricos es
importante para optimizar la búsqueda de nuevos cultivares a ser producidos en la región de O´Higgins,
especialmente en el secano interior donde los efec tos del déficit hídrico son más severos. Como parte
del desarrollo del proyecto Fondecyt de iniciación de la Dra. Alvarez, se han identificado y caracterizado
a nivel fisiológico tres cultivares de almendro con comportamiento an/isohídricos contrastantes: Avijor,
Isabelona y Soleta. Si bien el proyecto anteriormente descrito incluye el análisis transcripcional de algunos
genes, que hipotéticamente tendrían un rol en la diferenciación entre ambos comportamientos, este
análisis puntual no permitiría comprende r en profundidad los mecanismos moleculares y rutas que
subyacen procesos adaptativos y respuestas a señales ambientales a nivel de genoma completo. Para
ahondar en esto último, hemos planteado el siguiente objetivo general: “ Determinar las diferencias
gen ómicas, epigenéticas y transcriptómicas que determinan el fenotipo anisohídrico e isohídrico entre
distintos cultivares de almendro durante el estrés de déficit hídrico” hídrico”.
Sin embargo, a la fecha solamente tres variedades de almendro han sido secuenciadas
: Nonpareil, Texas
y Lauranne. Si bien el genoma de esta especie es pequeño (~250Mb) su alto nivel de heterocigosidad
dificulta su ensamble. Específicamente para esta especie, abordaremos la secuenciación del genoma con
una estrategia híbrida que integra d atos de Oxford Nanopore (para secuencias largas) y MGI (lecturas
cortas) y algoritmos desarrollados por el Dr. Di Genova que permitirán realizar construcciones a escala
cromosómica para las tres variedades propuestas. Los genomas ensamblados permitirán det erminar
variantes genéticas y patrones epigenéticos diferenciales entre los tres cultivares propuestos.
Adicionalmente, secuenciaremos y analizaremos datos de expresión génica de las tres variedades
enfrentadas a estrés hídrico, lo que nos permitirá estudi ar por primera vez el impacto funcional de
variantes genéticas y epigenéticas asociados al estrés hídrico.
En resumen, nuestro proyecto multidisciplinario generará el genoma de referencia y epigenoma para los
tres cultivares: Avijor, Isabelona y Soleta. A dicionalmente, realizaremos un primer mapeo a nivel
genómico, epigenético y de expresión de los mecanismos y programas moleculares durante el estrés
hídrico de los tres cultivares de almendro.

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

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.

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.

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.

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: 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.