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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 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.
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 de falla en caja marina del sistema de propulsion de embarcacion pesquera
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Cruz Ramírez, Fabián; Departamento de Mecánica; Fuentes Troncoso, Aldo Gabriel
El sistema de propulsión de una embarcación está compuesto por diversos elementos mecánicos encargados de transmitir la potencia generada por el motor principal hacia la hélice, permitiendo el desplazamiento de la nave a través del agua. Dentro de este sistema, la línea de transmisión cumple un rol fundamental al conectar los distintos componentes encargados de transferir dicha potencia, destacando entre ellos la línea de ejes, la hélice y la caja marina. Esta última constituye un elemento clave dentro del sistema propulsor, ya que permite adaptar la velocidad de rotación del motor a las condiciones de operación de la hélice, además de transmitir y soportar importantes cargas mecánicas durante el funcionamiento de la embarcación.
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.
Análisis técnico económico de recuperación de productos valiosos del rechazo de las plantas de ósmosis reversa con destilación por membranas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-12) Dillems Moresco, Constanza; Benavides Valenzuela, Rodrigo; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Núñez Muñoz, Patricio
Este informe se enmarca en el desafío de pasar de un modelo lineal de “captar–producir descargar” hacia un enfoque de economía circular aplicado a la desalación de agua de mar. En particular, se analiza el rechazo hipersalino de la planta Aguas Antofagasta, que hoy se trata como residuo líquido industrial y se descarga al mar, pese a contener cantidades relevantes de sales. El objetivo de la memoria es evaluar técnica y económicamente si este flujo residual puede convertirse en una fuente secundaria de materias primas críticas, reduciendo impactos ambientales y capturando valor desde un residuo actualmente subutilizado. La metodología se estructuró en tres etapas. Primero, se identificaron seis rutas tecnológicas para recuperar magnesio y litio desde el rechazo de ósmosis inversa. Luego, mediante un análisis multicriterio, se seleccionaron las más prometedoras: Ruta M1, basada en precipitación química de magnesio, y Ruta L1, sustentada en concentración por membranas y adsorción directa de litio (DLE). Finalmente, se desarrolló la ingeniería conceptual de ambas rutas, incluyendo balances de materia y energía y una evaluación económica bajo un criterio de inversión exigente (TIR ≥ 30%). Los resultados muestran dos perfiles de proceso claramente diferenciados. M1 corresponde a un esquema de industria pesada, intensivo en calor, que produce 51.638 TPA de MgO al 95% de pureza, reduciendo al mismo tiempo la carga salina del rechazo. L1, en cambio, representa un proceso de alta tecnología, dominado por consumo eléctrico y orientado a la obtención de 16,9 TPA de Li₂CO₃ al 99,5%. Esta diferencia responde a la composición del rechazo: magnesio en alta concentración (~2,3 g/L) y litio en trazas (~0,31 mg/L), lo que condiciona tanto el diseño de las rutas como su desempeño económico. En términos financieros, (...)
Análisis y evaluación de los avisos de marejadas y su relación con los valores extremos del nivel total de agua en la bahía de Valparaíso
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-08) Ureta Vergara, Nicole Andrea; Departamento de Obras Civiles; Catalán Mondaca, Patricio Andrés
Resumen: Esta memoria analiza la relación entre los avisos de marejadas emitidos por el Servicio Meteorológico de la Armada de Chile y los eventos extremos del nivel total de agua (Total Water Level, TWL) en la bahía de Valparaíso. Para ello, se integran las componentes del nivel de aguas quietas (Still Water Level, SWL) y las variables asociadas al oleaje, con el fin de construir series de tiempo del TWL en 21 nodos costeros. El estudio considera la identificación de eventos extremos mediante la metodología Peak Over Threshold (POT), cuyos parámetros se definen a partir de un análisis de sensibilidad, la evaluación de su correspondencia temporal con los avisos de marejadas y la propuesta de un ajuste metodológico adaptado a las condiciones locales de la bahía de Valparaíso.
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.
Búsqueda de biosorbentes para tratamiento de cobre y cadmio en RILes sintéticos
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-03) Sarria Rojas, Iván Andrés; Gutiérrez, Claudia; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Hansen Kirstein, Knud Henrik
El agua es un recurso fundamental para el desarrollo de la vida en el planeta, un recurso limitado y cuya contaminación presenta un problema ambiental y de salud pública de gran relevancia. Los procesos industriales realizados para la extracción y procesamiento de metales, al igual que industrias productivas que los usan en sus procesos, como lo es la producción de baterías, generan residuos industriales líquidos (RILes) con altas concentraciones de metales pesados, como lo son el cobre, cadmio, arsénico, entre otros. Debido a su alta toxicidad y a su capacidad de acumulación en los ecosistemas, la remoción eficiente de estos residuos es un desafío para el tratamiento de aguas residuales. Una de las alternativas de remoción de metales pesados es la biosorción, utilizando material biológico para la adsorción de los metales pesados disueltos en el agua y su remoción de dicho medio, destacada por su bajo costo, simplicidad operativa y efectividad. La presente investigación se enfoca en un estudio bibliográfico con la finalidad de encontrar especies vegetales con potencial como biosorbentes para el tratamiento de metales pesados en aguas contaminadas, enfocada en la remoción de cobre (Cu+2) y cadmio (Cd+2). Se realizan experiencias de biosorción de dichos contaminantes en RILes sintéticos para evaluar su capacidad de remoción y la viabilidad de su uso como biosorbente. Para ello se preparan los biosorbentes con las especies vegetales seleccionadas, con un tamaño de partícula de 425 a 850 µm, realizando los experimentos en soluciones sintéticas con concentraciones controladas de cobre y cadmio, a un pH constante de 4,5 y una relación masa/volumen de 10 [g/L]. Las especies vegetales estudiadas son Equisetum Giganteum, Pelargonium Zonale, Lolium Perenne y Arundo Donax. Los resultados obtenidos muestran que(...).
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.
Centro de cultivo de algas Jardín Marino
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-12) Ortiz Bahamóndez, Nicolás Alejandro; Departamento de Arquitectura; Sills Garrido, Pablo
La Patagonia chilena constituye uno de los territorios más australes y singulares del planeta, caracterizada por una geografía fragmentada de fiordos, canales y archipiélagos, donde confluyen ecosistemas marinos y terrestres de alto valor ecológico. En este entorno, la creciente presencia de actividades productivas como la salmonicultura ha generado transformaciones significativas en los sistemas costeros, evidenciando la necesidad de repensar las formas de habitar, producir y relacionarse con el paisaje marítimo. El proyecto Jardín Marino surge como una respuesta arquitectónica y territorial frente a esta problemática, proponiendo un centro de cultivo y restauración ecológica basado en el uso de algas como organismos regeneradores del ecosistema marino. Más que un edificio único, el Jardín Marino se concibe como un prototipo modular replicable, capaz de adaptarse a diversas condiciones del borde costero patagónico, configurando una red de infraestructuras orientadas a la investigación. Cada módulo se plantea como una unidad adaptable y de bajo impacto, cuya modulación y programa varían según el contexto ecológico y social en el que se inserta. A través de su flexibilidad constructiva y programática, el sistema busca restaurar ecosistemas degradados, diversificar la matriz productiva y vincular a las comunidades locales con los procesos naturales del mar. Así, el proyecto articula arquitectura, ciencia y territorio en una estrategia integrada de restauración costera, donde el diseño se entiende como una herramienta activa de regeneración ambiental.
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.
Consolidacion del mercado pesquero e integración del usuario: caso caleta Horcón
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026) Muñoz Quezada, Alexis Javier; Departamento de Arquitectura; Díaz, Muriel; Glaria Kahni, Amaya; Palme, Massimo
Horcón se ha visto afectada por la falta de infraestructura adecuada para el manejo de los recursos hidrobiológicos, lo que provoca pérdidas significativas que pueden alcanzar hasta el 50% de lo recolectado. Esta situación se agrava durante los meses de mayo a agosto, cuando las condiciones climáticas impiden salir al mar y reducen drásticamente las ventas, afectando tanto la economía local como la continuidad del oficio. Entendiendo que la actividad pesquera no se limita a la captura del recurso, sino que requiere espacios para su correcto almacenamiento, procesamiento y comercialización, se evidencia la necesidad de un equipamiento que respalde el trabajo de los pescadores. En la localidad no existe actualmente una infraestructura formal que permita fortalecer el oficio ni diversificar la experiencia del visitante, lo que limita tanto la profesionalización del rubro como la integración entre las comunidades de pescadores y turismo. A pesar del valor paisajístico y económico del sector, se identifican carencias en equipamiento, áreas de resguardo, espacios de venta y un circuito costero que conecte los diversos puntos de interés de la caleta. Frente a este escenario surge la oportunidad de desarrollar un proyecto arquitectónico que pueda proveer el soporte infraestructural necesario para el almacenamiento y comercialización de los recursos pesqueros, y habilitar espacios públicos que permitan a habitantes y turistas recorrer, observar y comprender la dinámica del borde costero. El proyecto se plantea como un modelo articulador que apoya el desempeño de los pescadores y a la vez promueve la activación comunitaria y turística de Horcón. El pescador local, como portador de un oficio tradicional, necesita un lugar que reconozca y fortalezca su labor. Esta propuesta busca otorgar ese espacio ausente, promoviendo mejores condiciones productivas y, al mismo tiempo, una experiencia costera accesible para la comunidad, contribuyendo al desarrollo sociocultural y económico del sector.
Desarrollo de compuesto nanoestructurado con propiedades anti-biofouling para la manufactura de tuberías de captación de agua
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-08) Contreras González, Pedro Arturo; Salinas Psijas, Mario Rodrigo; Departamento de Ingeniería Mecánica; Parra González, Carolina Ivonne
El estudio desarrolla un nanocompuesto de HDPE reforzado con nanotubos de carbono (CNTs) al 2% y 6% en peso para aplicaciones antibiofouling en tuberías de captación de agua de mar. Se evaluaron sus propiedades mecánicas y superficiales, además de su desempeño en ambiente marino real y mediante un diseño experimental de manufactura. Los resultados evidenciaron fragilización por deficiente dispersión de los nanotubos, junto con un aumento de rigidez de hasta 45,1% y una transición de la superficie desde un carácter hidrofílico a uno superhidrofóbico, reduciendo la adherencia de biomasa respecto del HDPE puro, especialmente a menor concentración de CNTs. El diseño experimental mostró que los parámetros de dispersión tienen mayor influencia que la concentración de nanotubos sobre el desempeño antibiofouling. Se concluye que el nanocompuesto presenta potencial para esta aplicación, aunque requiere optimizar la dispersión y equilibrar el desempeño antibiofouling con las propiedades mecánicas.
Desarrollo y prueba experimental de un prototipo de difusor marino para minimizar el impacto de descarga de efluentes
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-03) Montero Salfate, Francisco Ignacio; Winckler Grez, Patricio Alejandro; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Ortiz Rojas, Adrian Enrique
El presente trabajo analiza el desempeño de distintas configuraciones de difusores marinos como alternativa para mitigar los impactos ambientales asociados a la descarga de efluentes salinos provenientes de plantas desalinizadoras. Se evaluaron experimentalmente cuatro configuraciones de difusores en laboratorio, variando el espaciamiento entre portas, el diámetro de estas y el caudal de operación, con el objetivo de estudiar la mezcla inicial y la dilución de la salmuera. La metodología consideró un diseño factorial completo con tres factores a dos niveles, realizándose ocho experimentos con duplicados para reducir el error experimental. Los espaciamientos evaluados fueron de 4 y 8 cm, los diámetros de 5 y 8 mm, y los caudales de 3,5 y 4,4 L/min. Los ensayos fueron registrados mediante grabaciones en vista superior, permitiendo analizar la evolución de los chorros y medir la altura de la pluma. Posteriormente, los datos fueron procesados en Matlab para determinar el factor de dilución y los perfiles de concentración axial. Los resultados indican que a caudales elevados no se alcanzan concentraciones cercanas a 0 g/L, debido a limitaciones del montaje experimental, mientras que a caudales menores se logra una mejor mezcla inicial. El análisis de significancia mostró que el espaciamiento entre portas, el diámetro y el caudal influyen en la dilución, destacando los dos primeros como los factores de mayor impacto. Finalmente, no se logró validar la escalabilidad del modelo, dado que el diámetro requerido para su aplicación real resulta significativamente superior a los valores utilizados en la industria.
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(...).
Diseño e implementación de un sistema móvil de monitoreo de calidad del agua en tiempo real para centros de cultivo de salmón
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-10-08) Urra Aldunate, Cristhian Mauricio; Zúñiga Barraza, Marcos David; Departamento de Electrónica; Abdelhamid, Mohamed
Este proyecto presenta el diseño e implementación de una sonda para el monitoreo en tiempo real de la calidad del agua y las condiciones subacuáticas, con la intención de llevar un registro y monitoreo confiable de estas en centros de cultivo de salmón. La solución propuesta cuenta con una arquitectura modular que garantiza escalabilidad y compatibilidad con infraestructuras existentes. Los datos recopilados del entorno subacuático se transmiten mediante tecnologías Ethernet a una base de datos, permitiendo su visualización a través de dashboards interactivos. La robustez y confiabilidad del sistema fueron validadas mediante pruebas controladas, demostrando su capacidad para operar de manera continua y recolectar datos con alta precisión. Al proporcionar datos en tiempo real sobre parámetros críticos del agua, este proyecto responde a la necesidad de monitoreo ambiental eficiente en la acuicultura, mejorando la gestión de la salud de los peces y promoviendo prácticas sostenibles. El trabajo futuro incluye la implementación del sistema en entornos marinos reales para evaluar su rendimiento en condiciones desafiantes y optimizar la interacción del usuario para mayor usabilidad.
Diseño simulador de oleaje
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Pavez Miranda, Benjamín Andrés; Catalán Mondaca, Patricio Andrés; Departamento de Diseño y Manufactura; Salinas Psijas, Mario Rodrigo
En el ámbito de la ingeniería y la educación STEM, las herramientas que fortalecen el aprendizaje a través de métodos experimentales y experiencias prácticas resultan fundamentales. La Universidad Técnica Federico Santa María promueve el desarrollo de dispositivos innovadores orientados al análisis de fenómenos físicos y ambientales en contextos educativos y de investigación. Actualmente, los estudios sobre el comportamiento del oleaje, la hidrodinámica y el transporte de sedimentos dependen en gran medida de simulaciones digitales, las cuales, al carecer de validación experimental u observación tangible, limitan la comprensión científica integral. Este proyecto tiene como objetivo diseñar y construir un simulador físico de oleaje que permita analizar el comportamiento del agua y su interacción con sedimentos y estructuras. El dispositivo emplea ensayos experimentales como apoyo a la enseñanza y a la validación de modelos teóricos en las ciencias de la ingeniería y del medioambiente. La investigación se centró en determinar si es posible replicar condiciones reales de oleaje mediante un sistema físico basado en métodos experimentales. La metodología adoptó un ciclo iterativo de diseño, prueba y mejora, enfocado en cuantificar las dimensiones del estanque y las propiedades de los fluidos. El dispositivo será modelado mediante software CAD, y su construcción se llevará a cabo utilizando materiales y componentes seleccionados cuidadosamente para garantizar su eficiencia operativa. Las pruebas experimentales permiten observar la formación de oleaje y el comportamiento de los sedimentos bajo condiciones controladas, y los resultados demuestran que un mecanismo oscilatorio es capaz de reproducir eficientemente patrones básicos de oleaje. A pesar de desafíos estructurales y de sellado, la construcción de un prototipo resulta fundamental para reproducir estos patrones y demostrar su utilidad en entornos académicos, especialmente en aulas de educación superior. Se contempla incorporar un sistema de control automatizado del oleaje y sensores de medición en tiempo real para mejorar la precisión de los resultados. Asimismo, se proyecta que la capacidad de simular eventos extremos, como tsunamis, amplíe significativamente su potencial educativo y de investigación.
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(...).

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