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Análisis comparativo de las alternativas para la utilización de curtailment de energía en el norte de Chile: evaluación de la producción de hidrógeno, amoniaco y agua
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Morales de Ferrari, Andrés Esteban; Sanchez Squella, Antonio; Departamento de Ingeniería Mecánica; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés; Oliver Jerez, Lorena
La presente tesina analiza las alternativas para el aprovechamiento del curtailment energético en el norte de Chile, concentrándose en la conversión de estos excedentes en vectores energéticos como hidrógeno verde, amoniaco y agua. Durante el año 2023, el desaprovecho energético alcanzaron los 967,3 GWh, lo que representa una oportunidad estratégica para transformar esta energía desperdiciada en productos útiles desde el punto de vista económico, ambiental y energético. El estudio de tesina considera como base un escenario de acceso a energía a bajo costo de PPA cercano a 30 USD/MWh, condición esencial para asegurar la viabilidad técnica y financiera de los proyectos. Se realizó una evaluación comparativa de tecnologías de electrólisis como AWE y PEM así como de métodos de tratamiento de agua como la ósmosis inversa. Desde el punto de vista técnico, la tecnología AWE se posiciona como la más adecuada gracias a su menor consumo energético de 52,56 kWh/kg H₂, su menor CAPEX inicial y una mejor rentabilidad, reflejada en un VAN de 28,7 millones de USD y una TIR del 12 %. Asimismo, se identificó que el uso de agua de mar tratada mediante ósmosis inversa es la alternativa más viable en zonas de alto curtailment, dada su abundancia, escalabilidad y bajo impacto ambiental comparado con fuentes de agua dulce. Los resultados indican que con el nivel actual de vertimiento sería posible, anualmente, producir hasta 15.000 toneladas de hidrógeno verde, o bien 85.000 toneladas de amoniaco, o más de 10 millones de m³ de agua tratada. Sin embargo(...).
Análisis de factores que afectan el funcionamiento hidráulico del humedal del Río Maipo
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06-13) Lamoza Ramírez, Francisca Valentina; Soto R., Karina; Departamento de Obras Civiles; Flores Audibert, Raúl Pedro
En el contexto del Proyecto: Fondo de Protección Ambiental, FPA, 2023 “Implementación del plan de Manejo del Santuario de la Naturaleza Humedal Río Maipo: educación ambiental en torno al monitoreo del Río Maipo”, financiado por el Ministerio del Medio Ambiente y liderado por la Fundación Cosmos, fundación sin fines de lucro que actualmente posee la misión de manejo, gestión y rehabilitación del Parque Santuario Humedal Río Maipo. La Universidad Técnica Federico Santa María, específicamente el Departamento de Obras Civiles, actúa como contraparte técnica en el Proyecto, con la misión de monitorear periódicamente las condiciones hidrográficas del estuario, salinidad, temperatura, turbidez, etc., así como la supervisión, mantenimiento y análisis de datos provenientes de la nueva instrumentación instalada en el sistema estuarino (Flores, 2025). En este documento se detallan las visitas realizadas al sitio de estudio durante los meses de Septiembre, Octubre y Diciembre 2024, además de las que se llevan a cabo en Febrero y Marzo 2025, en ellas se efectuaron mediciones hidrográficas, perfiles de salinidad y temperatura, a lo largo del estuario. Adicionalmente, se detalla la información recogida por la estación de monitoreo permanente, y se presenta el análisis de las series de tiempo obtenidas tanto para profundidad como conductividad - salinidad y temperatura. En esta oportunidad, el análisis se enfoca en establecer las frecuencias - períodos de la variabilidad temporal asociada a cada variable, a través de un análisis espectral. Respecto a los resultados obtenidos, al momento de evaluar la confiabilidad de los sensores instalados y la información recolectada en terreno, se obtiene un resultado favorable pues los datos son consistentes y de muy buena calidad. Por otro lado, en términos hidrográficos, se puede advertir que la presencia de agua salada no se aprecia hasta mediados de Enero 2025, presuntamente por los altos caudales observados en el Río Maipo. Finalmente, con respecto a la morfología de la desembocadura, la barra se ha desplazado de tal manera que la descarga es casi paralela a la costa y el contraste de color entre el agua de río y agua de mar forman una pluma con elevada carga de sedimentos finos en suspensión.
Análisis del aseguramiento de calidad en el desarrollo ágil de MarIAna: impacto de la deuda técnica y propuestas de mejora
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Espinosa Pérez, Adolfo Antonio; Salas Letelier, Ricardo Antonio; Departamento de Informática; Visconti Zamora, Marcello Alfredo
El informe evalúa el aseguramiento de calidad en el desarrollo ágil de MarIAna, plataforma SaaS para predicción y visualización geoespacial en emergencias marítimas. Detecta que la priorización de funcionalidades visibles generó deuda técnica que comprometió mantenibilidad, escalabilidad y confiabilidad. Mediante revisión de historias de usuario, criterios de aceptación y pruebas, se identificaron problemas en visualización, control de simulaciones, acoplamiento de módulos, validaciones temporales y espaciales e integración de fuentes. Propone un plan en dos fases: saneamiento técnico del prototipo y posterior integración modular de capacidades científicas, validación y automatización, para lograr una plataforma más robusta, mantenible, operativa, escalable y sostenible.
Aula Verde Quirilluca. Conectando comunidad, naturaleza y educación ambiental
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Mora Soto, Luhana Alejandra; Departamento de Arquitectura; Carrasco Walburg, Carolina Andrea
Ubicado en la comuna de Puchuncaví, Región de Valparaíso, un territorio caracterizado por su calidad de sector rural, balneario, creciente polo de desarrollo inmobiliario y zona de sacrificio ambiental, se encuentra Quirilluca, reconocido por los habitantes como “el último pulmón verde de la comuna”. Este espacio no urbanizado ha sido reconocido como prioritario para la conservación de la biodiversidad por el Estado, pero enfrenta nuevas presiones debido al desarrollo del proyecto inmobiliario Maratué, el cual propone una urbanización de gran escala en el sector. Como respuesta a las posibles presiones y riesgos a la biodiversidad existente, la inmobiliaria ha incluido en su propuesta la delimitación de un sector destinado a la conservación, el cuidado y la educación ambiental, denominado Parque Quirilluca. En este contexto, el proyecto busca consolidar estas intenciones mediante del diseño y organización de este parque de la conservación, a través de la consolidación de un circuito que valorice el patrimonio natural presente, mediante una arquitectura de amortiguación que permita intermediar entre el humano y la naturaleza(...).
Aumento de la capacidad de bombeo de una bomba undimotriz, cálculo de rendimiento y diseño en CAD
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06-17) Morales Morales, Javier Ignacio; Pacheco Sanjuan, Alejandro Andrés; Departamento de Ingeniería Mecánica; Rheinschmidt, Udo Rudolf
Los océanos son una fuente renovable de recursos, con una gran cantidad de energía limpia e infinita a disposición. En Chile, tenemos la oportunidad de ser pioneros en aprovechar este recurso inagotable que baña nuestros 4.300 km de litoral. La tecnología undimotriz tiene el potencial de aprovechar este recurso, usando el vaivén de las olas en beneficio del país. El presente trabajo tiene como objetivo aumentar el caudal del proyecto undimotriz Wasserdrachen; esto se llevó a cabo aumentando las dimensiones del pistón del sistema de bombeo desde unos 120[mm] a unos 200[mm], y con ello se espera que el caudal aumente desde 1.65[L/s] a un caudal de 20.5 [L/s]. Se estimó la eficiencia del equipo mediante un modelo unidimensional del problema, lo que entregó una eficiencia del equipo Wasserdrachen V de un 13%, comparado con un 2% del diseño previo. Se determinó que los costos asociados a la adquisición de los materiales para la fabricación del equipo ascienden a 11 millones de CLP. Se sugiere como financiamiento la postulación a fondo concursable IDEA+ y se entrega ejemplo de postulación enfocado en el proyecto. Se realizaron planos detallados, se establecieron los pasos a seguir para la construcción del equipo, uso y almacenamiento de los materiales basados en el trabajo en terreno del equipo Wasserdrache IV. El estudio realizado para estimar el tiempo de fabricación mediante el método de ruta crítica entregó que el equipo puede ser fabricado en cerca de un mes de trabajo continuo por un equipo calificado.
Caleta de pescadores desembocadura del río Maipo
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Ampuero Ureta, Loreto; Departamento de Arquitectura; Hammersley Robinson, Fernando; Maino Ansaldo, Sandro
Este proyecto surge como una respuesta crítica frente a la tensión territorial que se vive en la comuna de San Antonio, donde el avance del modelo portuario-industrial ha relegado espacios de alto valor cultural y natural. En particular, la caleta ubicada en la desembocadura del río Maipo —invisibilizada, precarizada y desconectada del centro urbano— enfrenta hoy el riesgo de desaparecer ante la inminente construcción del mega puerto. En este contexto, se propone una intervención arquitectónica que reubica y resignifica este espacio mediante una estrategia sensible al entorno, que articula patrimonio, comunidad y paisaje. El proyecto tiene los objetivos de diversificar las actividades y diseñar una estructura funcional, armónica e integral; reubicar a los pescadores en un sector natural y concurrido, alejado del área portuaria; incluir programas que vinculen a la comunidad con el río, y proyectar una arquitectura capaz de conectar a las personas con el paisaje desde una lógica situada, respetuosa y comprometida con el entorno. La propuesta se desarrolla como un tejido de muelles que conecta tres plazas, permitiendo organizar y diversificar las actividades asociadas a la pesca artesanal, la recreación fluvial y el encuentro comunitario. Se proyectan recorridos diferenciados para pescadores y visitantes, resguardando las dinámicas productivas y, al mismo tiempo, fomentando el vínculo de la comunidad con el río. Para ello, se incorporan nuevos programas que dan vida y apertura al lugar: un mercado, un restaurante, un café, una zona de artesanías, un centro de kayak y paddle y un escenario al aire libre, que junto al anfiteatro de la plaza principal permitirá realizar eventos y actividades culturales. Estos dispositivos buscan activar el borde fluvial como espacio colectivo, educativo y recreativo.
Clasificación morfodinámica de desembocadura de ríos chilenos en base al diagrama de Galloway
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) Montecinos Horta, Nicole Alexandra; Soto R., Karina; Departamento de Obras Civiles; Flores Audibert, Raul Pedro
Las desembocaduras son sistemas que cumplen un rol fundamental en el aporte de aguas continentales y sedimentos dirigidos hacia el océano (Stuardo & Claudio Valdovinos, 1989). Debido a su importancia, estos ambientes naturales han sido clasificados morfológicamente en función de métodos y criterios muy variados (Correa Arango et al., 2002). Uno de los estudios fundamentales es el Diagrama Ternario de Galloway, el cual establece que la morfología depende del proceso dominante entre marea, oleaje y río (Galloway, 1975). Este modelo ha sido utilizado como base para el desarrollo de nuevos estudios orientados a mejorar las formas de clasificación de los deltas. Sin embargo, actualmente se reconoce que estos enfoques comparten un factor en común asociado a métodos mal descritos e incertidumbres en la predicción de resultados (Paniagua-Arroyave & Nienhuis, 2022). Estos problemas derivan de la naturaleza cualitativa de la información utilizada, lo cual conduce a resultados subjetivos (Lisbet et al., 2023). En este contexto, resulta evidente la necesidad de realizar métodos cuantitativos más robustos que permitan estandarizar la clasificación morfológica de las desembocaduras. Estudios recientes han buscado cuantificar los parámetros definidos en el Diagrama Ternario de Galloway, confirmando la hipótesis de que la morfología de una desembocadura se determina mediante el equilibrio entre la influencia fluvial y marina. Sin embargo, estos trabajos no han logrado desarrollar una clasificación completa, debido a la falta de cuantificación de parámetros fundamentales en la descripción de las desembocaduras (Broaddus et al., 2022). Ante esta limitación, Paniagua-Arroyave & Nienhuis (2024) proponen un método que permite cuantificar las fuentes de incertidumbre en los procesos de clasificación, obteniendo resultados mediante predicción y observación ambos con base cuantitativa. Este modelo será implementado en la presente memoria con el objetivo de realizar una clasificación morfodinámica de las principales desembocaduras ubicadas en las costas de Chile.
Diseño e implementación de un sistema de monitoreo en tiempo real para la calidad del agua en salmoneras
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-09) Karolain Yarely, Cabrera Cabrera; Zúñiga Barraza, Marcos David; Departamento de Electrónica; Abdelhamid, Mohamed
En chile, la acuicultura llega a ser un pilar económico y lider exportador, llegando a enfrentar diversos desafíos para garantizar la sostenibilidad y la calidad del agua en sus sistemas productivos. El presente trabajo logra desarrollar un sistema de monitoreo ambiental enfocado en la optimización de la salud de las especies marinas y mejorar la eficiencia en la producción en jaulas de cultivo. El sistema propuesto combina dos enfoques: una boya estática equipada con comunicación inalámbrica en la superficie para una supervisión continua, y la utilización de un Vehículo Operado Remotamente(ROV) que utiliza conexión vía Ethernet. En ambos casos es necesaria la recolección de datos en tiempo real en un entorno subacuático, superando las limitaciones actuales de las soliciones de monitoreo al integrar tecnologías de comunicación adaptadas a cada entorno. A lo largo de este trabajo se incorporaron diversos sensores para la medición de ciertos parámetros considerados críticos como pH, temperatura, oxígeno disuelto y conductividad. Se implementaron diversos protocolos de seguridad basados en cifrado AES-128 para garantizar integridad y confidencialidad de datos transmitidos. Utilizando simulaciones y pruebas realizadas demostraron la viabilidad del sistema, destacando su capacidad para transmitir datos de manera robusta y confiable en condiciones adversas que se puedan presentar en un entorno real. Los resultados obtenidos validan la factibilidad técnica de la solución y aportan una base sólida para futuras implementaciones en la industria acuícola. La integración de tecnologías avanzadas en este sistema de monitoreo representa un avance significativo en la gestión sostenible de los recursos hídricos, posicionando a la acuicultura chilena como un referente global en innovación tecnológica y eficiencia operativa.
Estudio de la influencia de aditivos en procesos de nitrificación y desnitrificación heterótrofa
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-04) Basáez Puyol, Carlos Alberto; Barahona Lloré, Andrea; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerrero Saldes, Lorna Elena
Con el advenimiento de la revolución industrial, la concentración de la población, la actividad humana y el empleo de combustibles fósiles como nuevas formas de energía, los ciclos biogeoquímicos como el del nitrógeno se han visto radicalmente alterados, desatando problemáticas ambientales y fenómenos como la eutrofización de aguas, la lluvia ácida y el aumento de gases de efecto invernadero. El estudio de la acumulación de nitrógeno en la naturaleza se ha vuelto necesario para comprender y remediar el efecto de la acción humana, especialmente en cuerpos de agua, lo que afecta negativamente la salud de los ecosistemas y las comunidades. En esta investigación se estudió el efecto de dos potenciadores biológicos aplicados con éxito en reactores biológicos anaerobios, en los procesos de nitrificación y desnitrificación Estos potenciadores o aditivos están constituidos principalmente por compuestos vegetales como saponinas de quillay, entre otros. Los potenciadores se denominan S1 y S2, ya que debido a razones de confidencialidad no se puede dar más detalle de ellos. La remoción de nitrógeno convencional por medio de la nitrificación consiste en la oxidación biológica del nitrógeno amoniacal en condiciones aerobias a nitrito y posteriormente nitrato, mientras que, la desnitrificación, corresponde a la reducción de nitrato a nitrógeno gaseoso en condiciones anaerobias, donde al utilizar una fuente de carbono como dador de electrones se denomina heterótrofa. Para llevar a cabo el estudio se utilizaron tres reactores secuenciales batch (SBR) de 1,6 [L] de volumen a 35 [°C], utilizando 0,5[L] de inóculo enriquecido y 1 [L] de agua residual, acorde a las necesidades nutricionales específicas de los procesos nitrificante y desnitrificante a evaluar. Cabe destacar que los procesos de nitrificación y desnitrificación se llevan a cabo simultáneamente en los SBR. Este estudio, se realizó utilizando un reactor de control (sin aditivos), un reactor con el aditivo potenciador S1 y el último con el aditivo S2. La metodología de estudio consistió en llevar a cabo ciclos operacionales con concentraciones crecientes de potenciadores (entre los 0 a 100 [mg/L]), con el fin de evaluar los efectos de estos en los parámetros de remoción de nitrógeno. Al término de cada ciclo el reactor se decantaba y alimentaba para dar comienzo a una nueva medición(...).
Estudio de prefactibilidad para la implementacion de fábrica de hielo
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Paredes Carvajal, Ignacio; Departamento de Electrotecnia e Informática; Riquelme Sandoval, Denis Eduardo
El objetivo central de este estudio es analizar la prefactibilidad desde las perspectivas técnica, económica, comercial, legal y ambiental para la instalación de una planta productora de hielo en Chile. Esta propuesta responde al aumento sostenido en la demanda de hielo en sectores como la industria pesquera, el comercio de alimentos y la realización de eventos recreativos, particularmente durante la temporada de verano. La investigación adopta un enfoque integral y multidisciplinario, que abarca el estudio del mercado nacional, la identificación de tecnologías de producción adecuadas, la proyección de inversiones y costos operativos, así como la exploración de alternativas de financiamiento. Asimismo, se incorporan consideraciones legales y ambientales conforme a la normativa vigente en el país. Los hallazgos de este análisis permitirán establecer el grado de viabilidad del proyecto y servirán como base para decisiones estratégicas orientadas a desarrollar una operación eficiente, sustentable y económicamente viable.
Estudio de toxicidad de compuestos farmacológicos en soluciones mono y multicomponentes mediante la técnica Microtox
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024-12) Valdivia Yáñez, Aracely Andrea; Palma Toloza, Carolyn Lilian; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Carvajal Guevara, Andrea Del Rosario
En las últimas décadas, el desarrollo de técnicas analíticas avanzadas ha permitido detectar nuevos contaminantes que representan una amenaza tanto para la salud humana como para el medio ambiente: los llamados contaminantes emergentes. Estos compuestos son especialmente problemáticos debido a que las plantas de tratamiento de aguas residuales no están diseñadas para eliminarlos por completo, ya que suelen encontrarse en concentraciones muy bajas. Un ejemplo de contaminantes emergentes son los productos farmacéuticos. Aunque existe información sobre los valores de toxicidad de fármacos individuales en diversos organismos, los estudios que analizan la toxicidad de las mezclas de estos compuestos son limitados. El objetivo de este trabajo busca evaluar la toxicidad de compuestos farmacológicos en soluciones acuosas, considerando tanto sistemas de un solo componente como sistemas con múltiples componentes. El procedimiento consistió en realizar una revisión bibliográfica para establecer las concentraciones iniciales en las soluciones. Luego se realizó un diseño experimental Simplex lattice a través del programa Minitab para buscar las soluciones mono y multicomponentes significativas y establecer un orden de experimentación, una vez definido este orden se realizó la medición de toxicidad con el equipo Microtox M500 a través del parámetro de la concentración efectiva media (𝐸𝐶50) . Para ello se preparó soluciones acuosas con la bacteria Vibrio fischeri y se midió la luminiscencia inicial, luego se expuso esta bacteria al fármaco de estudio y se midió la luminiscencia luego de 5 y 15 min. Entre los 7 fármacos estudiados (paracetamol, ibuprofeno, cafeína, naproxeno, carbamazepina, metformina y diclofenaco), el ibuprofeno (𝐸𝐶50 de 8,9 mg/L) y diclofenaco (𝐸𝐶50 de 9,3 mg/L) se clasificaron como tóxicos para los organismos acuáticos, mientras que el naproxeno (𝐸𝐶50 de 44,4 mg/L) se consideró nocivo. En cuanto a la interacción significativa que mostro una interacción sinérgica (toxicidad potenciada) fue la metformina – diclofenaco. Mientras que para el ibuprofeno – metformina, cafeína – metformina y carbamazepina – metformina resultaron en una interacción antagónica (toxicidad reducida). En conclusión, los resultados destacan a la metformina como el principal compuesto que disminuye la toxicidad en sistemas multicomponentes. Este estudio también resalta la importancia de evaluar las interacciones entre fármacos en el medio ambiente para comprender su impacto real y promover estrategias de gestión ambiental más efectivas.
Evaluación de convergencia de modelos estocásticos de orden reducido para la obtención y utilización de mapas de inundación en análisis probabilísticos de peligro de tsunami en las costas chilenas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) González Escobar, Cristián Ignacio; Departamento de Obras Civiles; Catalán Mondaca, Patricio Andrés
Este estudio evaluó la aplicación de Modelos Estocásticos de Orden Reducido (SROM) en el marco de un Análisis Probabilístico de Peligro de Tsunami (PTHA) para las costas chilenas, utilizando una cantidad de muestras superior a la de investigaciones previas en la región. El catálogo de terremotos se generó a partir de escenarios de ruptura estocástica mediante la expansión de Karhunen-Loève, sobre los cuales se realizaron simulaciones de tsunami. Para evaluar el método, primero se aplicaron relaciones de escala con el fin de filtrar únicamente los escenarios con distribuciones de ruptura físicamente posibles. Posteriormente, se aplicó SROM tanto a los deslizamientos de ruptura como a las profundidades de flujo de tsunami, comparando las curvas de distribución acumulada obtenidas con las del modelo completo. Los resultados indican que los modelos basados en vectores reducidos presentan una representación adecuada del peligro y pueden ser una herramienta confiable para la evaluación y planificación de medidas preventivas frente a tsunamis, a medida que se incorporen otras fuentes de incertidumbre.
Evaluación del software HEC-RAS para el modelado y estimación de concentración de sedimentos en el estuario del río Maipo
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08-18) Rojas Ávila, Karina Alejandra; Departamento de Obras Civiles; Flores Audibert, Raúl Pedro
El presente estudio se centra en el estudio sedimentario del estuario del río Maipo, por lo que se realizó una revisión a diferentes estudios que emplean el software HEC-RAS para realizar una modelación bidimensionales de sedimento, además de que se investigó las funciones empleadas por el programa para el transporte de sedimento, método de clasificación y velocidad de caída de sedimentos. Se delimitó la zona de estudio en base a la batimetría disponible, se utilizaron caudales diarios del año 2018 de la Estación Cabimbao y se estableció la curva granulométrica que está compuesta principalmente por arena y limo grueso. Se presentó la metodología escogida para realizar el modelo 2D en HEC-RAS, la cual se centra en la geometría, caudal y granulometría. Los resultados que se obtuvieron indican una erosión elevada en la desembocadura del río Maipo, además de sedimentación en la playa debido a la morfología de la zona. Se observó una mayor concentración de sedimento en los periodos de mayo a agosto con un valor promedio igual a 200 [mg/L] en los días con mayor caudal y para el caso de la tasa de transporte de sedimento se obtuvieron valores máximos igual a 10 [Tonn/m/día] considerando un caudal con una probabilidad de excedencia del 20 %. Para el caso de la zona de la desembocadura aumenta considerablemente la concentración y tasa de transporte de sedimento.
Evaluación técnico-económica de conversión de una embarcación de turismo a propulsión eléctrica y diseño de punto de carga solar en el sur de Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Orío Alvarado, Felipe Ignacio; Reyes Valenzuela, Mauricio; Osses Alvarado, Mauricio; Departamento de Ingeniería Mecánica; Roth Kliem, Miriam
El presente trabajo evalúa la viabilidad técnica, económica y operativa de implementar un sistema de propulsión eléctrica alimentado por energía solar fotovoltaica en un catamarán de uso turístico. El estudio consideró las condiciones de operación de la embarcación, el recurso solar disponible y los requerimientos energéticos diarios, proponiendo un sistema integral que combina generación, almacenamiento y control eficiente de la energía. Se diseñó un sistema de propulsión compuesto por dos motores eléctricos de 12 [kW] cada uno, apoyados por un banco de baterías con capacidad total de 20 [kWh] y dos cargadores rápidos de 2,9 [kW]. La generación fotovoltaica se dimensionó mediante un análisis energético detallado, seleccionando 14 módulos 550 [Wp] y un inversor de 6 [kW], asegurando autonomía para tres ciclos de operación diarios y hasta dos días de respaldo en condiciones de baja radiación. El análisis del recurso solar indicó que la zona presenta una radiación estable durante la temporada de operación considerada (octubre a marzo), con un ángulo óptimo de inclinación de los paneles cercano de 19° y mínimas pérdidas por sombreado(...).
Evaluación tecno-económica de la operaicón dual diésel-hidrógeno en motores marinos: viabilidad y análisis de conversión
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) Tureo Schäfer, Cristóbal Andrés; Amador Díaz, Germán Javier; Departamento de Ingeniería Mecánica; Leiva Illanes, Roberto
El presente informe evalúa el uso de gas Hidrógeno como aditivo en un motor diésel marino de una lancha de transporte liviano, con el objetivo de determinar si la conversión a combustible dual diésel-hidrógeno es factible técnicamente en materia de dimensiones, peso, autonomía y eficiencia, y estimar los posibles costos asociados que implicaría su realización con los potenciales beneficios que podría tener. Para ello se realizaron ensayos en laboratorio en condiciones estacionarias en banco de freno dinamométrico, siguiendo la metodología establecida por la norma ISO 8178-4 ciclos E2 a velocidad constante de 2400 RPM, sometiendo el motor a 4 ciclos de carga (100%, 75%, 50% y 25%), con 3 diferentes niveles de inyección directa de hidrógeno (10%, 20% y 30%) en el colector de admisión de aire del motor, dónde se midieron parámetros clave como la potencia, consumo, eficiencia y emisiones de gases contaminantes como CO2, CO, HC y NOx. Adicionalmente, se realizó una evaluación económica calculando el costo nivelado de la energía mecánica y realizando un flujo de caja para calcular el VAN y TIR, a partir de registros bibliográficos siguiendo la proyección de los precios del diésel e hidrógeno para el año 2030, que permita evaluar los potenciales ahorros que implique realizar la conversión en materia del costo asociado al consumo de combustible(...).
Evaluar la capacidad de remoción de cafeína en matrices carbonáceas funcionalizadas en sistemas mono y multicomponentes (BATCH)
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024-12) Díaz Faúndes, Antonia Patricia; Palma Toloza, Carolyn Lilian; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Carvajal Guevara, Andrea Del Rosario
En Chile, los efluentes generados a partir de plantas de tratamiento de aguas servidas son descargados en ríos y diversos cuerpos de agua dulce, el cual presenta contaminantes en concentraciones traza, que no son removidos con la tecnología que posee el tratamiento de agua actual, denominados contaminantes emergentes. Los contaminantes emergentes causan daños en la flora y fauna, y minimizan la capacidad de reúso del agua tratada. De los que demandan mayor atención corresponden a los fármacos, donde destaca la cafeína, identificada en altas concentraciones, en un rango entre 3,4 -13.150 ng/L. Esto se debe a que es un compuesto altamente consumido y presente en muchos productos de consumo diario. Con la finalidad de remover fármacos del agua residual, se propone un proceso de adsorción utilizando carbón activado funcionalizado como adsorbente, considerando, además, la biodegradación de ellos a partir de una enzima llamada Lacasa. Se realizaron 3 experimentos, con el objetivo de obtener la capacidad de remoción del carbón activado cuando la cafeína se encuentra en sistemas mono y multicomponente, mediante estudios de equilibrio y cinéticos. Además, para el sistema multicomponente donde se pone en contacto la cafeína con ibuprofeno, naproxeno, paracetamol y carbamazepina, se evaluó la interacción molecular entre los fármacos y la competitividad por los sitios activos disponibles del carbón activado con y sin enzima Lacasa inmovilizada. El modelo que mejor se ajustó a los datos experimentales de ambos sistemas multicomponentes, con carbón activado funcionalizado y carbón activado funcionalizado con enzima Lacasa ocupando un 20% de sitios activos, fue el de Langmuir-Freundlich con un R2 de 0,85 y 0,74 respectivamente, lo cual indica que los 5 fármacos competirán por la misma cantidad de espacios disponibles, siendo más adsorbidos la carbamazepina, el naproxeno y el paracetamol por las características hidrófobas que poseen y su tamaño molecular, mientras que a la cafeína es absorbida correctamente pero se le dificulta más debido a su estructura polar. Además, se obtuvo que luego de las 72 h de operación, los 3 sistemas llegaron al equilibrio, sin embargo, la enzima Lacasa degradó moléculas a las 360 h de operación. Fármacos como la cafeína, carbamazepina y naproxeno fueron degradados eficientemente por la enzima(...).
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.
Presencia de resonancia en la bahía de Pisco, Perú durante el tsunami del 15 de agosto 2007
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Mardones Rioseco, Cristóbal Eduardo; Departamento de Obras Civiles; Catalán Mondaca, Patricio Andrés
La resonancia generada por tsunamis en bahías y puertos puede incrementar de manera significativa los niveles de agua y prolongar las oscilaciones mucho después del paso de las olas iniciales, aumentando así el riesgo para las zonas costeras. En este trabajo se estudió la presencia de este fenómeno en la bahía de Pisco (Perú) durante el tsunami asociado al terremoto del 15 de agosto de 2007 (Mw 8,0), a partir del análisis espectral de registros mareográficos de fondo y de simulaciones numéricas. A partir de un año completo de datos de la estación mareográfica de Pisco, se calculó el espectro de fondo, identificando siete picos persistentes. Los máximos de energía se ubicaron en períodos de 78,8 y 113,8 minutos, vinculados a oscilaciones de gran escala posiblemente asociadas a la plataforma continental. En el rango de períodos más cortos, se detectaron modos en 24,4 y 29,0 minutos, característicos de oscilaciones internas de la bahía, junto con componentes de menor energía en 17,9, 7,7 y 7,0 minutos. Estos modos fueron reproducidos en simulaciones armónicas, lo que permitió definir su patrón espacial y su relación con la morfología de la bahía y la plataforma adyacente. Como escenario de modelación de tsunami se utilizó el evento del 23 de junio de 2001 (Camaná, Perú), empleando dos modelos de fuente sísmica propuestos por Adriano et al., (2011) y Jiménez et al., (2021). Ambos generaron patrones espaciales y temporales muy similares, y en los dos casos las frecuencias dominantes coincidieron con las del espectro de fondo. La coincidencia entre los modos identificados y las frecuencias dominantes de las simulaciones indica que, durante el tsunami del 2007, la bahía de Pisco se comportó como una cavidad resonante, excitando tanto modos locales como regionales. Esto evidencia que la respuesta de la bahía estuvo controlada principalmente por su geometría y batimetría, más que por la configuración particular de la fuente sísmica.
Puesta en marcha de un sistema secuencial de reactores compuesto por un reactor CSTR para nitrificación parcial y un filtro anaerobio para desnitrificación mixotrófica
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Lucero Valdés, Daniela Sofía; Barahona Lloré, Andrea; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerrero Saldes, Lorna Elena
Este trabajo se enmarca en el Proyecto Fondecyt N° 1241199, titulado ”Sequential Nitrification - Mixotrophic Denitrification v/s Simultaneous Nitrification - Mixotrophic Denitrification: Comparative study of technologies using Chilean zeolite as microbial support”. El estudio evaluó un sistema secuencial compuesto por un reactor continuo de tanque agitado (CSTR), destinado a promover la nitrificación parcial, y un reactor de lecho fijo de flujo ascendente (UAF) enfocado en la desnitrificación mixotrófica, para la remoción de compuestos nitrogenados en aguas residuales. La nitrificación-desnitrificación es un proceso biológico ampliamente utilizado en el tratamiento de aguas residuales para la remoción de compuestos nitrogenados. Consiste en una etapa aeróbica, donde bacterias nitrificantes oxidan el amonio en nitrito y luego nitrato, seguida de una etapa anóxica, en la cual bacterias desnitrificantes reducen el nitrato a nitrógeno gaseoso. La nitrificación parcial es una variante en la que la oxidación del amonio se detiene en nitrito, evitando la formación completa de nitrato. Por su parte, la desnitrificación mixotrófica se lleva a cabo mediante la combinación de bacterias heterótrofas, que utilizan carbono orgánico como fuente de electrones, y bacterias autótrofas, que emplean compuestos inorgánicos como el sulfuro. El CSTR, operado en modo semicontinuo con volumen útil de 1,5 L, fue alimentado con una solución sintética de amonio diseñada para imitar las condiciones de un sobrenadante de digestor anaerobio de lodos, aireado con difusores cerámicos y mantenido a 36°C. A partir de su efluente, se alimentó al UAF, de 0,8 L útiles, empacado con zeolita y operado a 33°C, donde se dosificaron acetato de potasio y sulfuro de sodio según las concentraciones medidas de nitrógeno, cumpliendo relaciones estequiométricas C/N = 0,78 y S/N = 1,6. La estrategia consideró en primer lugar el enriquecimiento del inóculo nitrificante, logrando una activación progresiva del consorcio microbiano y una biomasa adaptada de 7027 mg SSV/L. Durante la operación del CSTR, se identificaron el tiempo de retención hidráulico (TRH) y la velocidad de carga nitrogenada (VCN) como variables críticas(...).
Puesta en marcha de un sistema secuencial para la nitrificación parcial seguida de una desnitrificación mixotrófica, utilizando aguas residuales sintéticas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Fuenzalida Miranda, Camilo Guillermo; Barahona Lloré, Andrea Paola; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerrero Saldes, Lorna Elena
La contaminación por nitrógeno es una de las principales preocupaciones ambientales a nivel global debido a su impacto en los cuerpos de agua, por ello el tratamiento adecuado de aguas residuales que contienen nitrógeno es esencial para prevenir la contaminación y mitigar sus efectos negativos sobre el medio ambiente y la salud pública. Por lo anterior, es importante evaluar mejoras en los procesos de eliminación del nitrógeno de aguas residuales, especialmente en lo que se refiere a eficiencias de los procesos. La nitrificación total es un proceso aerobio en el que el amonio se oxida completamente a nitrato mediante la acción secuencial de bacterias amonio y nitrito oxidantes, con alta demanda de oxígeno. En la nitrificación parcial, en cambio, el amoníaco se convierte solo hasta nitrito, lo que reduce el consumo de oxígeno y limita la formación de nitrato. La desnitrificación heterótrofa, realizada en condiciones anóxicas, utiliza materia orgánica como fuente de electrones para reducir nitrito y nitrato a nitrógeno gaseoso. La desnitrificación autótrofa emplea compuestos inorgánicos como el azufre o el hidrógeno como donadores de electrones, sin necesidad de carbono orgánico. La desnitrificación mixotrófica combina fuentes orgánicas e inorgánicas, permitiendo una remoción más eficiente de nitrógeno con menor requerimiento de carbono externo y mayor adaptabilidad a condiciones variables. En este contexto, se propone un sistema secuencial que combina un reactor de mezcla completa (CSTR), operado bajo condiciones de nitrificación parcial, con un filtro anaerobio de flujo ascendente (UAF) orientado a la desnitrificación mixotrófica. Se emplea zeolita natural chilena como soporte microbiano para mejorar la retención de biomasa y estabilizar la operación frente a variaciones de carga. Este trabajo se enmarca en el desarrollo del Proyecto Fondecyt 1241199 denominado: “Sequential nitrification – mixotrophic denitrification v/s simultaneous nitrification – mixotrophic denitrification: comparative study of technologies using Chilean zeolite as microbial support”. El objetivo general del presente trabajo es evaluar la puesta en marcha del sistema utilizando aguas residuales sintéticas. Se busca específicamente, definir el tiempo de retención hidráulico (TRH) óptimo en el CSTR para favorecer el crecimiento de bacterias oxidantes de amonio (AOB) sobre las oxidantes de nitrito (NOB), evaluar la influencia de la zeolita en el comportamiento del CSTR y acoplar el reactor CSTR al UAF, evaluando su desempeño(...).

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