Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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    Impactos de la minería en el retroceso glaciar en La Rinconada, Cordillera Apolobamba, sur del Perú
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-12-15) Lopez Tineo, Joseph Mijail; Drenkhan, Fabian
    A pesar del creciente número de estudios sobre el efecto del cambio climático en los glaciares peruanos y su impacto en la seguridad hídrica, existe una brecha de conocimiento sobre cómo la minería afecta a los glaciares. Esta problemática adquiere mayor relevancia considerando que el Perú es un país minero, donde los principales proyectos actuales y numerosas concesiones se ubican en la zona altoandina. Con esta tesis se presenta una aproximación a los impactos de la minería en los glaciares Rinconada y Ananea, cercanos al centro poblado La Rinconada en la Cordillera Apolobamba, Puno. Se realizó un análisis anual de cobertura glaciar de 1985 a 2022 mediante el Índice Normalizado de Diferencia de Nieve. Para el mismo periodo, se aplicó un análisis multitemporal cada 5 años de la cobertura no-natural usando el algoritmo de aprendizaje automático Random Forest. Ambos análisis fueron computados en la plataforma Google Earth Engine con imágenes satelitales de mediana resolución espacial (Landsat 5 y 8, Sentinel 2) con corrección atmosférica. Los resultados indican que la cobertura glaciar de la Cordillera Apolobamba se redujo alrededor del 43 % entre 1985 (161.4 km²) y 2022 (92.1 km²). Asimismo, el área urbana aumentó en un 1 176 % entre 1990 (17 ha) y 2022 (200 ha), mientras que el área degradada incrementó en un 289 % entre 2010 (1 774 ha) y 2022 (3 389 ha). Los cambios de la cobertura glaciar y no-glaciar fueron analizados mediante el coeficiente de correlación de Pearson con tres indicadores socioeconómicos claves ligados a la actividad minera incluyendo datos de población, producción y precio del oro en la región. Este análisis permitió establecer un alto grado de asociación positiva entre el crecimiento de la actividad minera y la reducción de la cobertura glaciar. Este caso y el potencial de impactos mineros en la evolución glaciar actual y futura resaltan la urgencia de desarrollar y fortalecer una agenda ambiental para la protección de glaciares y cabeceras de cuenca en el Perú considerando lecciones aprendidas en la región, en particular en Argentina.
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    Impactos del retroceso glaciar y disponibilidad hídrica en la subcuenca llullán-Parón, cuenca del río Santa
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-07-12) Izaguirre Liviac, Marcos Fabio; Drenkhan, Fabian
    El retroceso glaciar en la Cordillera Blanca (Perú) está alterando la variabilidad estacional e interanual del régimen hidrológico. Esta situación genera impactos severos para la disponibilidad hídrica de las sociedades asentadas aguas abajo que dependen de este recurso para su subsistencia. Con el retroceso glaciar, el régimen hidrológico registraría un caudal máximo, luego del cual la oferta hídrica disminuiría, especialmente durante la época seca. Paralelamente, la demanda hídrica está creciendo en la región, debido a la expansión de la frontera agrícola, el crecimiento poblacional, y el aumento de la demanda energética. Así, la reducción de la oferta y del aumento de la demanda hídrica afectarían la seguridad hídrica, dificultando la gestión de recursos hídricos a largo plazo. Esta tesis se centra en la subcuenca Llullán-Parón (144 km2), en la cuenca alta del río Santa (Perú), la cual abarca una amplia cobertura glaciar (23 km2). Aquí se encuentra Parón (45 hm3), la laguna más grande en la Cordillera Blanca, la cual cumple un rol esencial para el suministro de agua de uso agrícola, doméstico, hidroeléctrico y turístico. Se analizan los impactos del retroceso glaciar en la disponibilidad hídrica mediante un modelo agregado con escenarios de variación de precipitación. El modelo incluye la oferta-demanda hídrica actuales (2006-2016) y futuras (2030 y 2050). Se halló que sin el control de la laguna Parón ocurriría un déficit del balance hídrico en la época seca (-0.77 m3/s en 2006-2016). Una mayor precipitación (+10%/década) incrementaría la variabilidad estacional del balance hídrico en un 24% hacia 2050; en cambio, una menor precipitación (-10%/década) la reduciría hasta en un 37% hacia 2050. En este contexto, es urgente encontrar formas eficaces de adaptación al cambio climático y socioeconómico. Estas deberían enfocarse en medidas estructurales y no-estructurales dentro de un marco de gestión coordinada entre actores locales y estatales, evitando potenciales conflictos hídricos e inseguridad hídrica. Finalmente, se debe considerar escenarios de cambio para la planificación futura de recursos hídricos.
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    Impactos del retroceso glaciar en la seguridad hídrica: Subcuenca Llullán-Parón, cuenca del Río Santa
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-15) Izaguirre Liviac, Marcos Fabio; Drenkhan, Fabian
    El cambio climático está causando el retroceso glaciar, especialmente, de los glaciares tropicales. El retroceso afecta el régimen hidrológico, alterando su estacionalidad anual e interanual, y lleva a la expansión de lagunas glaciares. Ello genera cambios en la disponibilidad hídrica para las sociedades asentadas en las cuencas bajas que dependen de este recurso para su desarrollo. Inicialmente, el régimen hidrológico cambia hacia un aumento hasta determinado punto de inflexión, luego del cual disminuiría la provisión hídrica, especialmente en los meses de estiaje. Paralelamente, la demanda hídrica se encuentra en una tendencia creciente en un contexto de crecimiento poblacional, mayor demanda energética y expansión de la frontera agrícola. Así, la posible reducción de la oferta hídrica y el aumento de la demanda, actuando conjuntamente, afectarían la seguridad hídrica y dificultarían la gestión de los recursos hídricos a largo plazo. La siguiente investigación consiste en la revisión conceptual y del estado del arte que explican la relación entre el retroceso glaciar, y sus impactos en la seguridad hídrica humana. El estudio se enfoca en la subcuenca Llullán-Parón, ubicada en la cuenca del Santa, en la región de la Cordillera Blanca, Ancash, Perú. Esta subcuenca se caracteriza no solo por contener altas cantidades de agua en su cubierta glaciar y lacustre, sino por encontrarse en un proceso de creciente demanda hídrica. Por tales características, alcanza la seguridad hídrica en la subcuenca depende en gran parte de las dinámicas originadas por el retroceso glaciar y cambios en la demanda del agua.
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    Evaluación de la demanda hídrica agrícola actual y futuros riesgos en la costa peruana mediante el caso del Proyecto Especial Chavimochic La Libertad
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-07-25) Aste Cannock, Natalia; Drenkhan, Fabian
    El agua es un recurso indispensable para la vida con un valor sociocultural, económico y ambiental. La costa peruana se caracteriza naturalmente por una marcada escasez hídrica; sin embargo, se han desarrollado intensivamente grandes proyectos de agricultura, actividad con el mayor consumo de agua en el Perú. En La Libertad se emplaza el Proyecto Especial Chavimochic (PECH), proyecto de irrigación cuyo principal suministro es el agua derivada del río Santa (Áncash) que proviene en gran parte de zonas altoandinas glaciadas (Cordillera Blanca). Por un lado, el PECH ha impulsado el desarrollo socioeconómico de la región convirtiéndose en un centro de agroexportación. Por otro lado, la continua expansión del área agrícola con cultivos de alto consumo de agua ha generado una creciente demanda hídrica y, en consecuencia una mayor presión sobre los escasos recursos hídricos. A ello se suma el retroceso glaciar en la cuenca del Santa con cambios en la escorrentía a largo plazo, particularmente en la época de estiaje (invierno austral). Bajo ese contexto se prevén diferentes impactos, varios de ellos con repercusiones negativas sobre las condiciones de riego con el potencial de aumentar el estrés hídrico en la costa árida lo cual desafiaría aún más la futura gestión del agua. Al mismo tiempo, se presentan oportunidades para gestionar efectivamente los recursos hídricos con el potencial de reducir los conflictos sociales. La presente investigación evalúa la actual y futura demanda hídrica agrícola de los intervalles (agroindustria) y valles viejos (agricultura familiar) frente a planes de expansión del PECH y posibles cambios en la escorrentía superficial regional. El cálculo de la demanda hídrica agrícola actual de los intervalles se ha realizado mediante el software CROPWAT (FAO) en base a datos meteorológicos y de cultivos. Los datos de demanda de los valles viejos fue obtenida de las Juntas de Usuarios de Agua. La demanda hídrica agrícola bruta actual del PECH asciende a 596.5 hm3 de la cual el 87% es cubierta por el río Santa. A partir de tres escenarios de posibles trayectorias de desarrollo socioeconómico se proyectó la futura demanda hídrica a corto (2030) y mediano (2050) plazo. Mediante la construcción de un modelo hidrológico semi‐distribuido con el software libre RS MINERVE (CREALP), se estimó el balance hídrico actual y futuro para las 20 subcuencas de la región correspondientes a los valles viejos. Se calculó un balance hídrico actual y futuro negativo para los valles viejos lo cual reafirma la dependencia del Santa. Bajo cambios socioeconómicos e hidroclimáticos se proyectó el futuro caudal del Santa el cual demostró una significativa reducción durante la época de estiaje (~34 % al año 2050) lo cual conllevaría a un severo déficit hídrico futuro para el PECH y otros usuarios de agua en la costa. Si se considera el funcionamiento del reservorio planificado Palo Redondo (volumen útil: 366 hm3), se amortiguaría el déficit a corto plazo, más no al año 2050 bajo los escenarios más pesimistas de futura demanda hídrica. Los resultados obtenidos del futuro balance hídrico integrado proveen una base importante para llevar a cabo medidas estructurales y no‐estructurales de gestión adaptativa del agua incluyendo a los diferentes usuarios y tomadores de decisión bajo un enfoque de cuenca hidrográfica.
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    Análisis multitemporal de glaciares y lagunas glaciares en la Cordillera Blanca e identificación de potenciales amenazas GLOFs
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-09-14) Yap Arévalo, Aderly Andrés; Drenkhan, Fabian
    En la actualidad, el cambio climático ha alterado la temperatura, precipitación, humedad y otros indicadores océano atmosféricos globales, lo que incide en el equilibrio de los sistemas glaciares de todo el mundo, pero con mayor sensibilidad en los glaciares tropicales y cuya consecuencia más visible es su derretimiento acelerado. En las últimas décadas los glaciares han experimentado un retroceso acelerado sin precedentes desde la máxima extensión de la Pequeña Edad de Hielo (LIA). En la Cordillera Blanca, se calcula que desde la LIA hasta la actualidad, la superficie glaciar se redujo de los 900-850 km² (Georges, 2004) a 484km² (la presente investigación). Esto ha permitido el desarrollo de numerosas lagunas, las cuales son conocidas por su belleza como por las amenazas relacionadas a ellas, una de ellas son las Avenidas Repentinas por Desbordamiento de Lagunas Glaciares (GLOF). En este trabajo, por medio de modelos basados en los índices de cocientes NDSI (Normalized Difference Snow Index) y NDWI (Normalized Difference Water Index) se identifican y analizan los cambios en los glaciares y lagunas glaciares ocurridos en la Cordillera Blanca durante los años 2004-2014, obteniendo como resultados el incremento en 5.36 km2 de la superficie lagunar, lo que representa 10% de ganancia, y la disminución de 31 km2 de la superficie glaciar, que representa una pérdida de 6%. Además, en esta investigación se identificaron 24 lagunas nuevas, de las cuales 17 son de origen glaciar y 7 de origen antrópico (actividad minera). Así mismo, según criterios descritos en el presente trabajo, se evalúa y plantea la posibilidad de identificar lagunas que podrían representar una potencial amenaza de GLOF (Avenidas Repentinas Ocasionadas por Lagunas Glaciares, por sus siglas en ingles), de manera que, de las 812 lagunas identificadas en el área de estudio, 99 podrían ser consideradas una potencial amenaza, esto es un poco más del 12% de las lagunas identificadas, información que puede servir de insumo a futuros trabajos e investigaciones que profundicen más los temas relacionados a la Gestión del Riesgo de Desastres (GRD) y particularmente los riesgos relacionados a GLOFs.
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    Análisis de la evolución de las lagunas de alta montaña en la Cordillera del Vilcabamba (Cusco y Apurímac) entre los años 1991-2014 mediante métodos de sensoramiento remoto y SIG
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-04-07) Guardamino Soto, Lucía Yesabell; Drenkhan, Fabian
    En las últimas décadas los glaciares de todo el mundo han experimentado un retroceso glaciar sin precedentes desde la máxima extensión de la Pequeña Edad de Hielo (LIA). Este desarrollo favorece la formación y crecimiento de lagunas glaciares que en conjunto con cambios de parámetros glaciares probablemente generarán más frecuentemente las condiciones para la ocurrencia de desastres, tales como Avenidas repentinas por Desbordamiento de Lagunas Glaciares (GLOF). Ante este escenario, el análisis de cambio de las características de lagunas y la identificación de nuevas lagunas glaciares, así como la evaluación de la amenaza que representan son fundamentales para reducir el potencial daño y prevenir desastres futuros para poblaciones adyacentes. A pesar de fuertes evidencias de impactos del cambio climático en las 19 cordilleras glaciares de los Andes Tropicales del Perú y múltiples registros de desastres relacionados al derretimiento glaciar, pocos estudios han cuantificado y analizado el desarrollo de lagunas glaciares. En este contexto, la tesis se enfoca en la Cordillera del Vilcabamba, Cusco y Apurímac, un área remota de difícil acceso y escasos datos climáticos y glaciológicos in-situ. El estudio emplea un análisis multi-temporal con imágenes Landsat TM 5 y OLI 8 entre 1991 y 2014. Para ello se desarrolló un modelo semi-automático con los cocientes de bandas Normalized Difference Snow Index (NDSI) y Normalized Difference Water Index (NDWI) a fin de identificar los cambios de áreas glaciares y lagunares. Los resultados corroboran una fuerte reducción de área glaciar de 51% en los últimos 23 años (1991-2014). En el mismo período, el número de lagunas (la superficie lagunar total) se han incrementado a una tasa cada vez más acelerada, de 0.77% (0.48%) en 1991 a 2.31% (2.49%) en 2014. Del total de 329 lagunas en 2014, 90 cumplían con al menos uno de los cinco criterios establecidos para la derivación de la potencial amenaza. La laguna B062 es la de mayor interés por cumplir con tres criterios establecidos. Además, se detectaron 29 centros poblados altamente expuestos a amenazas relacionadas con lagunas de los cuales, 25 se encuentran a menos de 1 km de distancia de alguna laguna y cuatro, en la ruta de recorrido de una posible remoción de masa. En estas áreas los riesgos humanos podrían ser particularmente altos en vista de un bajo IDH que se encuentra por debajo del promedio peruano y por tanto implica una vulnerabilidad acentuada. Este panorama exige mayores esfuerzos de investigación en la Cordillera del Vilcabamba y cordilleras adyacentes con trabajos de campo que incorporen mediciones y monitoreo de las lagunas de alta montaña que representen un mayor potencial de amenaza.