Identificación de áreas con posible extracción ilegal de agua en la cuenca de Petorca, Chile, mediante la estimación de áreas agrícolas sin derechos de aprovechamiento de agua asignados

Memoria para optar al título de Ingeniero CivilEn la cuenca del río Petorca, región de Valparaíso, existe escasez de agua, lo que ha comprometido la disponibilidad para consumo humano. En aparente contradicción, sí existe agua para riego de frutales de exportación. Se han constatado extracciones ilegales, pero éstas no se fiscalizan adecuadamente. En este trabajo se genera un modelo conceptual que define los requisitos físicos y legales necesarios para considerar una extracción como ilegal en el contexto chileno. Luego, se plantea un modelo numérico que permite evaluar dichos requisitos para usos agrícolas mediante el cálculo de balances hídricos distribuidos espacialmente y su contraste con derechos de aprovechamiento de agua. El modelo numérico consiste en una integración, refinación, actualización y adecuación de un modelo WEAP y uno MODFLOW aplicados anteriormente en la zona. Se alimenta con áreas agrícolas interpoladas desde Catastros Frutícolas (2014 y 2017) y coeficientes de cultivo generados a partir del índice NDVI calculado de imágenes del satélite Sentinel-2 en 2016. No es posible implementar completamente el modelo numérico planteado: aunque se calcula una distribución de conductividad hidráulica mediante una interpolación por cokriging de valores estimados a partir de la capacidad específica de pozos de bombeo, ésta no se ingresa y el modelo numérico no es calibrado. De todas formas, en la etapa de integración se alcanzan coeficientes de Nash-Sutcliffe (NS) y Ln(NS) entre 0,47 a 0,6 y 0,47 a 0,59 en las estaciones fluviométricas observadas, respectivamente. Se reproduce la estacionalidad de los caudales, aunque se subestiman los años húmedos. Se alcanza un coeficiente de correlación de 0,99 y una raíz cuadrada del error cuadrático medio de 2% para los niveles freáticos observados, aunque el ajuste individual presenta múltiples errores. Se implementa un único caso piloto ficticio de balance hídrico distribuido, donde se detecta una zona de afectación de 251 [ha] ocasionada por una extracción ilegal debido a una sobre-extracción de hasta 36,5 [l/s]. No obstante, se presentan dudas acerca del régimen de riego ingresado para este cálculo. Con todo, se concluye que la metodología implementada sí es potencialmente capaz de identificar si es que una extracción de agua con fines para regadío constituye una extracción ilegal una vez calibrado y validado el modelo numérico construido, además de estudiado en detalle el régimen de riego ingresado. La capacidad del modelo de cuantificar la afectación de la disponibilidad de agua puede expandir la capacidad fiscalizadora tanto en la escala espacial como temporal