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Análisis de alternativas de valorización y reutilización de salmueras residuales provenientes de plantas desalinizadoras
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Cerro Bello , Aranza Carol ; Departamento de Química y Medio Ambiente; Pereira Aburto, Cristian Marcelo
En el presente trabajo se estudiarán los desafíos ambientales relacionados con la producción de salmueras residuales en procesos de desalinización y se evaluarán distintas opciones para su reaprovechamiento en un marco de economía circular. En este mismo contexto mundial, caracterizado por la falta de agua, el cambio climático y la alta demanda de este recurso, las plantas de desalinización se han transformado en una solución esencial para garantizar el abastecimiento de agua potable. No obstante, su funcionamiento produce grandes cantidades de salmueras con elevadas concentraciones de sales, altas temperaturas y sustancias químicas, capaces de ocasionar efectos importantes en ecosistemas marinos y suelos agrícolas si no se manejan de forma adecuada. El trabajo detalla las tecnologías más importantes de desalinización, abarcando tanto las térmicas como las de membrana, y subraya la ósmosis inversa como la más empleada en la actualidad, a pesar de producir considerables volúmenes de salmuera. Se describe la composición química habitual de estas descargas, que incluye altos niveles de sodio, magnesio, calcio, potasio, litio, boro y otros elementos, varios de los cuales tienen potencial de recuperación y valor en la industria. Además, se examinan los impactos ambientales más relevantes relacionados con el vertido de salmueras, como la modificación de la salinidad, variaciones en la microbiota marina y el impacto en la biodiversidad costera. Se presentan varias opciones para la reutilización de salmueras, centrándose en su viabilidad técnica, económica y ambiental. Entre las más relevantes se encuentran la producción de energía a partir de diferencias de salinidad; el aprovechamiento de salmueras en acuicultura y el cultivo de micro y macroalgas, beneficiándose de su elevado contenido mineral; y su aplicación en agricultura bajo condiciones controladas, mediante métodos de dilución, selección de cultivos resistentes y seguimiento de parámetros como conductividad eléctrica y pH. Asimismo, se analizan tecnologías innovadoras para la obtención de sales y minerales a través de cristalización fraccionada, precipitación selectiva o electrodiálisis.
Estimación de la huella hidríca en la producción de celulosa en la región del Bíobio
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026) Seagars Rojas, Josefa; Departamento de Química y Medio Ambiente; Moena Flandes, Daniel Matías
La presión sobre los recursos hídricos ha impulsado la evaluación integral del uso y contaminación del agua en la industria, destacando la celulosa en la Región del Biobío. El estudio analiza la huella hídrica azul, verde y gris de dos empresas de celulosa durante los años 2021 y 2022 y su cumplimiento normativo. La metodología se basó en los lineamientos del Water Footprint Network y en la normativa chilena, especialmente el Decreto Supremo N°90. La huella azul midió el consumo efectivo de agua en los procesos productivos, evidenciando la importancia de la eficiencia hídrica. La huella verde incorporó el uso indirecto del agua asociado a la producción forestal, relevante en un contexto de sequía y cambio climático. La huella gris evaluó cargas contaminantes clave y su relación con los límites ambientales vigentes. Los resultados muestran cumplimiento normativo y confirman la huella hídrica como una herramienta complementaria para la gestión sostenible del agua.
Evaluación de la gestión ambiental, de las emisiones atmosféricas y descargas de riles de la industria pesquera en Lota
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026) Mercado Fernández, Camila; Departamento de Química y Medio Ambiente; Moena Flandes, Daniel Matías
El presente proyecto de titulación analiza la gestión ambiental de la industria de procesamiento de harina y aceite de pescado en la comuna de Lota. El análisis se centra en las emisiones atmosféricas (MP10, MP2,5, SO₂, NOx y CO) y en las descargas líquidas de residuos industriales (grasas y aceites, pH, SST, temperatura, entre otros parámetros) que son generadas debido a los procesos productivos para la obtención de harina y aceite. Este análisis se lleva a cabo a través de datos obtenidos desde plataformas oficiales del Ministerio del Medio Ambiente, específicamente del Sistema Nacional de Fiscalización Ambiental (SNIFA) y del Sistema de Información Nacional para la Calidad del Aire (SINCA), correspondientes a un período de cinco años (2020–2025). Analizando el cumplimiento normativo de la legislación chilena, específicamente la Ley N°19.300 sobre Bases Generales del Medio Ambiente, el Decreto Supremo N°90/2000, Norma de emisión para descargas de residuos líquidos a aguas marinas y continentales superficiales, y el Decreto Supremo N°12/2011, Norma primaria de calidad del aire para MP2,5, se logró evidenciar un incumplimiento reiterativo en los parámetros de material particulado 10 y material particulado fino 2,5 a lo largo de los años monitoreados, principalmente en los meses invernales. Asimismo, se pudo establecer que, para las descargas de residuos líquidos industriales (RILES), a través de los datos obtenidos desde SNIFA, se observa un cumplimiento aceptable del Decreto Supremo N°90/2000 por parte de las empresas analizadas. De igual forma, se realizó una comparación entre la normativa chilena para descarga de RILES y la normativa estadounidense de la EPA, CFR Part 40. Además, se analizan tecnologías como biofiltros en materia de calidad del aire y tecnología híbrida anaerobia más membrana para una mayor optimización en el tratamiento de descargas de RILES, con el fin de que puedan ser implementadas en la industria pesquera y así mejorar la calidad de vida de las comunidades que se ven afectadas por la contaminación atmosférica y marina. Los resultados de este análisis permiten identificar las problemáticas tanto en materia social como ambiental, reconociendo cada una de ellas para lograr una mayor gestión ambiental dentro de la comuna de Lota, lo que contribuye directamente a disminuir el impacto generado por las plantas procesadoras.
GreenGuardian-Fronted-Mobile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-12) Sureda Quiero, Tomás Andrés; Departamento de Electrónica e Informática; Viveros Muñoz, Rhoddy Angel
Este trabajo presenta el desarrollo de GreenGuardian, una solución tecnológica para enfrentar la crisis hídrica en Chile mediante la automatización de cultivos hidropónicos. Se diseñó y desarrolló el frontend móvil de la aplicación, que permite a los usuarios gestionar y controlar remotamente el sistema de cultivos, optimizando el consumo de agua mediante tecnologías como IoT e Inteligencia Artificial. Además, se utilizó APIs para consumir los microservicios del sistema, facilitando la interacción entre los diferentes componentes. Los resultados muestran una mejora en la eficiencia en el uso del agua, contribuyendo a la sostenibilidad agrícola. Este proyecto es relevante debido a su potencial para reducir el consumo de agua en el sector agrícola, ayudando a mitigar la creciente escasez hídrica.
Mantención y mejora de diseño de un surtidor neumático
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Rocha Castillo, Felipe Ignacio; Departamento de Mecánica; Figueroa Cohn, Juan José
El objetivo principal de este proyecto es realizar la reparación de un manto de un estanque posicionado en la línea de vaciado de residuos de la empresa pesquera Orizon, en un proceso que trabaja con interiores y vísceras de peces. Con este objetivo, también se instalan las líneas de alimentación, vacío y el despiche asociado, así como todo el argumento teórico previo. Con el propósito anteriormente mencionado, se detallan los siguientes objetivos específicos: Recopilación de información técnica del surtidor, planificación de la metodología y fases de trabajo a realizar, reparación del surtidor y diseño.
Optimización técnica del sistema CIP aplicado a la sanitización de unitanks cerveceros
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Macaya Olmo, Sergio Orlando; Departamento de Mecánica; Garay Burgos, Carlos Boris
El presente trabajo de título se centra en el análisis y optimización del sistema de limpieza y sanitización CIP (Cleaning In Place) utilizado en una cervecería artesanal, con énfasis en la limpieza interna de los Unitanks empleados durante las etapas de fermentación y maduración del proceso cervecero. La correcta ejecución del sistema CIP constituye un factor crítico para asegurar la calidad del producto final, la estabilidad microbiológica del proceso y la eficiencia operativa de la planta. En el desarrollo del trabajo se aborda, en primer lugar, un marco teórico que describe los fundamentos del proceso cervecero, la importancia de la limpieza y sanitización en la industria alimentaria y los principios básicos de funcionamiento de los sistemas CIP. Se destaca el rol de estos sistemas como parte fundamental de las buenas prácticas de manufactura y de los programas de prerrequisitos en plantas de producción de alimentos y bebidas. Posteriormente, se realiza un diagnóstico detallado del sistema CIP actualmente utilizado en la cervecería en estudio. Dicho sistema corresponde a un proceso de operación manual, sin automatización ni instrumentación de control, en el cual la dosificación de productos químicos, los tiempos de recirculación y los volúmenes de agua utilizados dependen principalmente del criterio del operador. Esta condición genera una alta variabilidad operativa entre ciclos de limpieza y dificulta el control del consumo de recursos. A partir del diagnóstico, se identifican y describen las etapas que componen el ciclo de limpieza y sanitización CIP, incluyendo el enjuague inicial, la limpieza con solución alcalina, el enjuague intermedio, la sanitización y el drenaje final. Para cada una de estas etapas se analizan las variables críticas del proceso, tales como volúmenes de trabajo, concentración de detergente, tiempo de recirculación y costos asociados(...).
Propuesta de sistema de tratamiento para el uso de agua de mar en procesos industriales costeros
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Troncoso Martínez, Ignacio Nicolas; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Inostroza Saldías, Juan Pablo
El presente informe tiene como propósito principal realizar un análisis bibliográfico comparativo orientado a la propuesta de implementación de un sistema de tratamiento de agua de mar para su utilización en procesos de enfriamiento en instalaciones industriales ubicadas en zonas costeras. En este contexto, el empleo de agua marina en operaciones industriales se considera una alternativa viable, especialmente en sistemas de refrigeración. No obstante, esta práctica enfrenta retos técnicos y ambientales derivados de su elevada salinidad y la presencia de sólidos, factores que pueden ocasionar corrosión, incrustaciones y bioincrustación en los equipos, afectando la eficiencia operativa y generando impactos sobre el ecosistema marino. El objetivo central de este estudio es plantear un sistema integral de tratamiento que optimice las operaciones industriales, disminuya la dependencia de fuentes de agua dulce y reduzca los impactos ambientales asociados. Para ello, se llevó a cabo un análisis bibliográfico y comparativo de tecnologías disponibles, un diagnóstico ambiental sobre el uso de agua marina y una evaluación de las ventajas y desventajas económicas y ambientales de cada alternativa. Asimismo, se consideraron propuestas de mejora basadas en la normativa chilena vigente (D.S. 90/2000) y en estándares internacionales como la Clean Water Act y el programa NPDES de Estados Unidos. Las tecnologías revisadas incluyen cribado para la remoción de sólidos gruesos, filtración multimedia para disminuir la turbidez, procesos de coagulación y floculación para eliminar partículas coloidales, ajuste de pH y alcalinidad para prevenir corrosión e incrustaciones, dosificación de inhibidores para proteger los equipos y el uso de torres de enfriamiento para disipar el calor antes de la descarga(...).
Propuesta metodológica para la determinación de selenio total en biomasa microbiana productora de nanopartículas de selenio mediante HG-MP-AES
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Vera Lonconado, Tamara; Departamento de Química y Medio Ambiente; Inostroza Saldías, Juan Pablo
El selenio es un elemento químico presente en bajas concentraciones en el ambiente, pero de gran relevancia desde el punto de vista biológico, ambiental e industrial. Su comportamiento, movilidad y toxicidad dependen directamente de su especiación química, siendo las formas oxidadas más solubles y potencialmente tóxicas, mientras que el selenio elemental presenta mayor estabilidad y menor biodisponibilidad. En este contexto, diversos microorganismos poseen la capacidad de reducir biológicamente especies oxidadas de selenio hasta selenio elemental, formando nanopartículas como parte de mecanismos metabólicos de detoxificación, lo que representa, además, una alternativa de síntesis verde con interés creciente por sus aplicaciones potenciales. Este trabajo propone, de manera teórica y basada en una revisión bibliográfica, un método para la determinación de selenio total en biomasa microbiana productora de nanopartículas de selenio mediante generación de hidruros acoplada a espectrometría de emisión atómica (HG-AES). La propuesta metodológica considera la preparación y acondicionamiento de la biomasa, la digestión oxidante de la matriz biológica para asegurar la completa solubilización del analito y la posterior conversión del selenio a una especie adecuada para la formación de hidruros. Asimismo, se definen los parámetros instrumentales y las estrategias de calibración necesarias para garantizar una adecuada sensibilidad, selectividad y confiabilidad de los resultados analíticos. Adicionalmente, se plantea un plan de validación metodológica conforme a los lineamientos de la norma ISO/IEC 17025, incorporando la evaluación de parámetros de desempeño analítico y procedimientos de control de calidad. Finalmente, se incluye una estimación de los costos asociados al método, evidenciando que su viabilidad económica mejora significativamente cuando el análisis se realiza en modalidad de lotes de muestras. En conjunto, el proyecto entrega una base teórica sólida que puede servir como referencia para la futura implementación y validación experimental del método en laboratorios analíticos.
Quitosano derivado de agaricus bisporus: caracterización y evaluación del rendimiento en la adsorción de paracetamol en agua
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Bravo Núñez, Juan Andrés; Departamento de Química y Medio Ambiente; Inostroza Saldías, Juan Pablo
La emergencia de contaminantes farmacéuticos en cuerpos de agua, ejemplificados por el paracetamol (acetaminofén), exige el desarrollo de soluciones de tratamiento eficientes y sostenibles. El presente estudio evaluó el potencial del Quitosano fúngico, obtenido a partir de un subproducto de la biomasa del hongo Agaricus bisporus, como un bioadsorbente de alto rendimiento. El quitosano fúngico fue caracterizado mediante espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), la cual confirmó la conversión exitosa del material. Esta conversión se evidenció por la marcada disminución de las bandas de absorción Amida I y Amida II (típicas de los grupos N-acetilados de la quitina) y la aparición prominente de la banda de tensión N-H y de la vibración C-N del grupo amino primario (NH2). La evaluación de la remoción de paracetamol se realizó a través de un Diseño Experimental Factorial 23. El análisis descriptivo mediante el Diagrama de Pareto identificó al Tiempo de Contacto y la D osis de Quitosano como los factores con mayor magnitud de efecto. Si bien el ANOVA de un factor no confirmó la significancia estadística (p>0.05), la magnitud del efecto justifica la selección de condiciones óptimas para el proceso. La adsorción de paracetamol se analizó mediante isotermas: el modelo de Langmuir fue descartado debido a un ajuste deficiente (R2=0.2516) y a la obtención de parámetros físicamente incoherentes (qmax=−46.62 mg/g). El proceso se ajustó moderadamente al modelo de Freundlich (R2=0.6861), proporcionando la primera evidencia de una adsorción en multicapas sobre una superficie energéticamente heterogénea(...).
Sistema de infiltración y evacuación de aguas lluvias en cancha de fútbol sintética: caso aplicado Calebu
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Acevedo Monsálvez, Matías Frangélico; Departamento de Construcción y Prevención de Riesgos; Pérez Marín, Cristopher Alexis
El presente trabajo analiza y optimiza el sistema de infiltración y evacuación de aguas lluvias de una cancha de fútbol con superficie de pasto sintético, mediante un estudio aplicado desarrollado en la localidad de Calebu, Región del Biobío. El estudio se enfoca en evaluar el desempeño hidráulico del sistema de drenaje considerado en el diseño base del proyecto, el cual, si bien cumple con los requerimientos constructivos formales, presenta potenciales deficiencias funcionales asociadas a la pérdida de planeidad y al comportamiento superficial del campo deportivo en el mediano y largo plazo. La metodología empleada corresponde a un enfoque aplicado, que incluye el levantamiento de las condiciones existentes del terreno, el análisis hidrológico e hidráulico del sistema de drenaje proyectado y la revisión de antecedentes normativos y técnicos pertinentes. La verificación hidráulica se realizó mediante la aplicación del método racional, considerando un período de retorno de 10 años y una duración de lluvia de 24 horas, representativos de las condiciones climáticas de la Región del Biobío. Asimismo, se incorporaron antecedentes geotécnicos obtenidos a partir de ensayos de infiltración tipo Porchet, los cuales evidencian una alta permeabilidad del suelo del emplazamiento. Los resultados del análisis indican que el sistema de drenaje base se encuentra sobredimensionado desde el punto de vista hidráulico y presenta una configuración constructiva susceptible de generar marcación superficial y pérdida progresiva de planeidad. En respuesta a estas observaciones, se desarrolló una propuesta de mejora técnica que reemplaza los drenes transversales por un sistema integral de drenaje superficial y subterráneo, basado en la incorporación de una membrana drenante, canaletas prefabricadas y una zanja infiltrante con elementos modulares de alta porosidad. Finalmente, se realizó una evaluación económica comparativa entre la alternativa base y la alternativa propuesta, junto con la elaboración de un plan de mantención, concluyéndose que la solución planteada mejora el desempeño hidráulico y funcional de la cancha, reduce el riesgo de deformaciones superficiales y contribuye a prolongar la vida útil de la infraestructura deportiva.