Depósito Campus San Joaquín

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Adsorción columnar de contaminantes de riles mineros utilizando carbón obtenido a partir de cuesco de palta
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06) Opazo Arancibia, Nicolás Marcelo; Domínguez Domínguez, María Paz; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerra Pinto, Paula Alejandra
La actividad minera en el norte de Chile, sumada a la escasez hídrica, ha generado un escenario ambiental crítico, particularmente por la generación de residuos líquidos industriales contaminantes como el drenaje ácido de mina (DAM). Este tipo de efluente, caracterizado por su bajo pH y alta concentración de metales pesados como el Cu+2 y Fe+3, representa una amenaza significativa para la calidad del agua. En este contexto, surge la necesidad de desarrollar tecnologías de tratamiento sostenibles. El presente estudio evalúa la utilización del cuesco de palta, un residuo agroindustrial, como materia prima para la producción de carbón y su aplicación en la remoción de iones Cu+2 y Fe+3 desde un efluente sintético ácido mediante un sistema de adsorción en columna continua. El adsorbente fue caracterizado mediante espectroscopía FTIR y punto de carga cero (pHZC), identificándose grupos funcionales oxigenados y una carga superficial neta positiva en condiciones ácidas. En ensayos batch, las isotermas de adsorción se ajustaron mejor al modelo de Freundlich (R2≥0,95), lo que indica una superficie heterogénea y posible adsorción en múltiples capas. En cuanto a la cinética, el modelo de pseudo segundo orden presentó mejor ajuste para Cu+2 (R2 ≈ 0,97), mientras que para Fe+3 se observaron ajustes tanto a primer como segundo orden dependiendo de las condiciones. En el sistema de columna, operado a 15 mL/min y con concentraciones iniciales de 20 mg/L (Cu+2) y 25 mg/L (Fe+3), se comprobó que el aumento del pH y de la altura del lecho mejora los tiempos de ruptura y saturación, así como la capacidad de adsorción. Se obtuvieron remociones del 57,9 % para Cu+2 (pH 4, 4 cm de lecho, qmax = 8,45 mg/g) y del 27,2 % para Fe+3 (pH 3, 4 cm de lecho, qmax = 9,60 mg/g). En condiciones binarias, la eficiencia disminuyó debido a la competencia iónica por los sitios activos. Los resultados validan el potencial del carbón de cuesco de palta como un adsorbente sostenible y debajo costo para el tratamiento de RILes mineros. Si bien el estudio fue desarrollado a escala de laboratorio, entrega bases relevantes para futuros procesos de escalamiento y optimización en sistemas continuos.
Análisis de trayectorias extremas mediante modelo HYSPLIT, para eventos dentro de Chile continental
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) Belmar Bustos, Matías Sebastían; Departamento de Obras Civiles; Ossandón Álvarez, Álvaro Humberto
Conocer los factores que gatillan o favorecen los fenómenos de precipitación extrema es de alto interés, ya que cuando se logran identificar patrones de comportamiento, se pueden generar o mejorar los modelos predictivos que caracterizan el inicio, la duración y la intensidad de dichas precipitaciones. En este estudio, se analizan las zonas de generación de las tormentas extremas para el territorio de Chile continental, mediante la obtención de trayectorias de humedad del aire, usando el modelo Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT). Para ello, primeramente, se regionalizó el país en función de series de tiempo de precipitaciones máximas mediante un análisis de agrupamiento con el método k-medoids, lo que permitió definir zonas homogéneas y detectar los eventos extremos más representativos en cada una de ellas. Posteriormente, estos eventos fueron incorporados en el modelo HYSPLIT, con el cual se realizaron análisis de trayectorias hacia atrás en el tiempo para rastrear el origen y el desplazamiento de las masas de aire asociadas. Esta aproximación, permitió obtener un conjunto de trayectorias plausibles para los eventos, destacando patrones espaciales recurrentes en las fuentes de humedad que alimentan las precipitaciones extremas en distintas zonas del país. Los resultados obtenidos muestran que las fuentes de humedad que alimentan los eventos extremos en Chile presentan una marcada variabilidad en sus orígenes. En las regiones de Arica y Parinacota, Tarapacá y el norte de Antofagasta, las precipitaciones extremas se asocian principalmente a aportes continentales de gran escala, con una influencia destacada de la cuenca amazónica(...).
Análisis del transporte de aerosoles generados por los incendios forestales en Australia (2019-2020) hacia Los Andes centrales de Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) Morales Arredondo, Jesús Ignacio; Castro Heredia, Lina Mabel; Departamento de Obras Civiles; Bolaño Ortiz, Tomás R.
El presente estudio se realizó con el objetivo de analizar el transporte de aerosoles generados por los incendios forestales de Australia conocidos como "Black Summer" (2019-2020) hacia la región de Los Andes, Chile. Esta investigación surge de la necesidad de comprender la interconexión global de los efectos ambientales causados por estos eventos, que incluyen impactos en la calidad del aire, la salud humana y los ecosistemas sensibles como la criósfera chilena. Para llevar a cabo el análisis, se utilizó una combinación de herramientas tecnológicas y metodologías avanzadas. Esto incluyó la revisión de literatura científica, la recolección de datos satelitales mediante sensores remotos como CALIPSO y plataformas como Earthnullschool, y la comparación con datos obtenidos de estaciones de monitoreo locales de la red del Sistema de Información Nacional de la Calidad del Aire (SINCA). Adicionalmente, se empleó el modelo HYSPLIT para determinar la trayectoria y dispersión de los aerosoles, evaluando tanto su transporte como su impacto en la región de estudio. La escasez de estaciones activas durante las fechas clave del fenómeno representó una limitación importante en el análisis, evidenciando la necesidad de fortalecer las capacidades de monitoreo local. Los resultados muestran que los aerosoles generados por los incendios australianos del verano 2019–2020 alcanzaron Sudamérica con un intervalo cercano a una semana, siendo identificados en cuatro eventos clave mediante plataformas satelitales y modelos de trayectoria(...).
Cambios interanuales de albedo a partir de datos de sensores remotos y observaciones terrestres en 25 glaciares de los Andes Centrales
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10-29) Rodríguez Oliví, Alonso; Castro Heredia, Lina Mabel; Departamento de Obras Civiles; Barcaza, Gonzalo
Este estudio evalúa las variaciones interanuales del albedo superficial en 25 grandes glaciares de los Andes Centrales (32°–36°S), mediante la combinación de observaciones satelitales y mediciones in situ obtenidas desde Estaciones Meteorológicas Móviles (EMAM). El albedo derivado de imágenes Landsat (2000–2022) fue validado utilizando datos de radiación registrados sobre cinco glaciares piloto, asegurando coherencia entre distintas facies glaciares y condiciones superficiales. Los resultados muestran contrastes espaciales y temporales significativos entre subzonas, donde glaciares dominados por hielo limpio presentan descensos más marcados de albedo asociados a menores acumulaciones de nieve, mientras otros evidencian oscurecimiento producto del aumento de detritos y la deposición de polvo provenientes de actividades mineras cercanas. La megasequía que afecta a Chile central desde 2010 se identifica como el principal forzante climático de la disminución generalizada de la reflectancia estival, confirmando al albedo como un indicador sensible de la variabilidad climática y de posibles influencias antropogénicas. Este trabajo ofrece una evaluación actualizada y de alta resolución del estado superficial de los glaciares en una región clave para los recursos hídricos, destacando la relevancia de integrar observaciones satelitales y terrestres para mejorar el monitoreo y apoyar la gestión del agua frente al estrés climático creciente.
Caracterización de la rugosidad de discontinuidades del macizo rocoso y su influencia en el fracturamiento hidráulico
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Céspedes Bustos, Vicente Ignacio; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Encina Montenegro, Víctor Raúl
Actualmente en Chile los métodos de caving son técnicas de extracción utilizadas en la minería subterránea, la importancia del uso de estos métodos es que la minería pronto será solamente subterránea, esto debido a que no será aceptable remover/hacer acopios de estéril y que los yacimientos son cada vez más profundos ya que los superficiales se están agotando, estos métodos a pesar de estar diseñados para recuperar el mineral de manera segura y eficiente presentan desafíos como problemas de control de roca y la dilución del mineral. El preacondicionamiento en la minería es una serie de medidas de evaluación y preparación del área de trabajo donde su objetivo es minimizar los riesgos asociados a la actividad minera. Las minas evalúan la efectividad de los métodos de preacondicionamiento a través de monitoreos de producción y sísmicos basándose en cifras de producción tales como la tasa de extracción, fragmentación de la roca y porcentaje de obstrucción. El fracturamiento hidráulico se utiliza principalmente para preacondicionar el cuerpo mineral, donde se logra generar fracturas en el macizo rocoso por medio de la inyección de fluidos a presión, esta técnica ha tenido impactos positivos tales como la mejora en las tasas de hundimiento, la disminución del tamaño de los bloques que genera, lograr una mejor gestión de la sismicidad inducida y la propagación de la cavidad. La implementación de esta técnica será una herramienta esencial en la minería de caving, donde el objetivo principal de este trabajo es caracterizar la rugosidad de las discontinuidades del macizo rocoso a través de la cuantificación de su irregularidad superficial, con el propósito de establecer una metodología que permita clasificar distintos tipos de rugosidad y analizar su impacto en el comportamiento de un fluido dentro de una fractura.
Centro comunitario: rehabilitar el encuentro en las comunidades indígena mapuche
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Huincaguelo Toloza, Alexandra del Carmen; Departamento de Arquitectura; Sills Garrido, Pablo
El proyecto se desarrolla en torno a la precariedad de un espacio comunitario y las necesidades de las comunidades indígenas mapuche de la Araucanía en la zona rural. A través del estudio de arquitectura vernácula, reconocimiento de la diversidad geográfica y social del territorio, el proyecto propone el diseño de un prototipo arquitectónico comunitario adaptable, que fomenta la integración social y territorial dentro de las comunidades. El proyecto se enfoca en un análisis de la cosmovisión mapuche, sus formas de habitar el territorio y elementos arquitectónicos sagrados junto con un estudio territorial en donde, se divide la región en tres zonas según sus condiciones geográficas y climáticas y el emplazamiento de las distintas identidades mapuche. A través de esta estrategia, se identifican factores de diseño en comunes y propios de cada zona, lo que permite desarrollar un sistema modular flexible por zona, el cual puede adaptarse a cada comunidad. La propuesta arquitectónica se construye a partir de una abstracción de los elementos tradicionales mapuche, integrando un sistema mixto: técnicas locales y nuevas tecnologías que favorecen en la sostenibilidad. Así se busca generar espacios comunitarios que fomenten y promuevan la vinculación territorial e identidad cultural.
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.
Estimación de la profundidad de nieve en la zona centro y centro-sur de Chile mediante imágenes satelitales
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Figueroa Diéguez, Gonzalo Andrés; Departamento de Obras Civiles; Castro Heredia, Lina Mabel
En Chile el monitoreo de la cobertura nival es complejo debido a la baja densidad de estaciones nivometeorológicas en zonas de montaña, a tal magnitud que sólo se tienen 17 estaciones registradas por la DGA a lo largo de toda la cordillera de los Andes que son capaces de medir la profundidad de nieve. Es por esto por lo que, se requieren nuevas herramientas de observación, como la teledetección satelital, para ampliar la cobertura del monitoreo nival. En este estudio se estimó la profundidad de la nieve en la cordillera de los Andes chilena mediante imágenes Sentinel-2, calculando la fracción superficial cubierta de nieve (FSC) a partir de la reflectancia de la banda (B4) y aplicando una adaptación del método de (Romanov & Tarpley, 2004) para determinar la reflectancia característica de suelo descubierto (R4land) y de nieve pura (R4snow). Además, se aplicaron filtros para descartar píxeles afectados por sombras, nubes o baja calidad espectral, y se excluyeron valores de profundidad extrema (< 10 cm y > 100 cm). Las estimaciones resultantes se compararon con datos de cuatro estaciones nivometeorológicas de referencia (Portillo, Laguna Negra, Termas del Flaco y El Soldado). Los resultados muestran un error medio absoluto (MAE) entre 12,53 y 27,84 cm, y un porcentaje de error absoluto medio (MAPE) entre 29,26 % y 88,53 %. Las mejores estimaciones se obtuvieron en las estaciones de Termas del Flaco y Laguna Negra, con MAPE inferiores al 40 %, demostrando la potencialidad del método propuesto para extender el monitoreo de la nieve en áreas cordilleranas.
Evaluación de la respuesta del caudal máximo diario mediante redes Long Short Term Memory
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-04-29) Rojas Fredes, Luis Daniel; Castro Heredia, Lina Mabel; Departamento de Obras Civiles; Fuente Contreras, Luis Andrés De la
La predicción e interpretación de caudales extremos representa un desafío crucial para la gestión hídrica y la planificación de infraestructura en Chile, donde la fuerte variabilidad climática, los gradientes altitudinales y la escasa cobertura de observaciones —menos de 0,3 estaciones por cada 100 km² sobre los 2000 m s.n.m. (Álvarez-Garretón et al., 2018)— limitan la aplicación de modelos físico-conceptuales tradicionales. Estos modelos, aunque basados en principios hidrológicos explícitos, dependen de calibraciones locales y pierden robustez ante condiciones no observadas o bajo cambio climático (Vicuña et al., 2011; Nauditt et al., 2017; Parra et al., 2019). Ante esta limitación, se implementó un modelo Long Short-Term Memory (LSTM) regionalizado, entrenado con trece cuencas representativas de las seis macrozonas climáticas del país. Este enfoque multicuenca permitió compensar la falta de datos locales mediante la diversidad espacial, siguiendo la evidencia de que las LSTM regionales pueden generalizar patrones hidrológicos entre cuencas (Kratzert et al., 2019; De la Fuente et al., 2023). Más que buscar un mejor desempeño predictivo, el objetivo fue abrir la caja negra del aprendizaje profundo mediante un análisis de sensibilidad ante perturbaciones controladas en precipitación, temperatura y cobertura forestal, constituyendo la primera aplicación de este tipo en Chile. El modelo reprodujo relaciones hidrológicas coherentes: la precipitación surgió como forzante dominante; la temperatura mostró respuestas asociadas a la posición de la isoterma 0 °C, y la cobertura forestal evidenció un efecto amortiguador sobre los caudales máximos. En escenarios combinados, se observaron interacciones no lineales: las lluvias cálidas amplificaron las crecidas, mientras que el aumento de vegetación o el enfriamiento térmico tendieron a atenuarlas(...).
Evaluación de la respuesta hídrica de la cuenca Juncal en Juncal, mediante un modelo hidrológico nivo-glaciar de base física bajo un escenario de variación climática
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) Echeverría Robles, Constanza Almendra; Lagos Zúñiga, Miguel Ángel; Departamento de Obras Civiles; Castro Heredia, Lina Mabel
Esta investigación evalúa la respuesta hidrológica de la cuenca Juncal en Juncal frente a escenarios de cambio climático, mediante la aplicación del modelo hidrológico USM-Stowhas basado en procesos físicos. El estudio integra submodelos de nieve (UEB), glaciar (ETI) y escorrentía (EM), calibrados con datos observacionales y meteorológicos corregidos espacialmente. Las proyecciones futuras se realizaron bajo el escenario climático SSP5-8.5 (2035–2065), considerando variaciones de temperatura y precipitación provenientes del conjunto de datos ARCLIM. Los resultados indican una disminución promedio del 53% en el equivalente de agua en nieve (SWE) y una reducción del 22% en la cobertura nival (SCA), reflejando un acortamiento de la temporada nival en más de 40 días. A su vez, los balances de masa glaciar se vuelven más negativos, con pérdidas entre –0,49 y –1,52 m w.e./año, lo que representa un incremento de hasta 234% respecto al período histórico. Estas condiciones, combinadas con una menor precipitación proyectada, conducen a una reducción de los caudales estivales y un aumento de la vulnerabilidad hídrica. En conjunto, los resultados evidencian que la cuenca Juncal experimentará una menor acumulación nival, mayor derretimiento glaciar y una alteración en la estacionalidad de los flujos, comprometiendo la disponibilidad de agua en periodos de estiaje. El estudio subraya la urgencia de implementar medidas de adaptación y gestión que garanticen la sostenibilidad del recurso hídrico frente a escenarios más cálidos y secos.
Evaluación de métodos para estimar condiciones de sequía en una cuenca en la zona centro norte de Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-09) Caro Gaete, Chrystian Andrés; Castro Heredia, Lina Mabel; Departamento de Obras Civiles; Ossandón Álvarez, Álvaro Humberto
El cambio climático ha intensificado la frecuencia y severidad de los eventos de sequía en Chile, especialmente en la zona centro-norte, donde desde 2010 se ha experimentado un periodo prolongado de déficit hídrico conocido como “Megasequía”. Ante este panorama, es crucial disponer de herramientas que permitan caracterizar y monitorear estos eventos de manera precisa. En este estudio, se evalúa la aplicabilidad de tres índices comúnmente utilizados para estimar las condiciones de sequía (SPI, SRI y SPEI) en la cuenca del Estero Derecho en Alcohuaz, Región de Coquimbo, mediante el análisis de su desempeño en diversas escalas temporales y su comparación con registros históricos de eventos documentados entre 1950 y 2023. Se emplean datos meteorológicos provenientes de estaciones locales y del reanálisis climático ERA5-Land. Los resultados muestran que el SRI presenta la mayor concordancia con los eventos observados, seguido por el SPEI, cuyo desempeño varía según el método de estimación de la evapotranspiración potencial. Por otro lado, el SPI mostró limitaciones en escalas temporales cortas debido a la aridez de la zona. El análisis multiescalar permitió identificar que las escalas largas ofrecen mayor estabilidad en la detección de eventos prolongados, mientras que las escalas cortas son más sensibles a sequías breves. En conjunto, este estudio subraya la importancia de seleccionar adecuadamente el índice y sus parámetros según el contexto climático y la disponibilidad de información, con el objetivo de mejorar las capacidades de monitoreo y gestión de sequías en territorios altamente vulnerables.
Evaluación del fenómeno de bombeo de agua-barro en minería de caving: un enfoque experimental y numérico
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Segovia Alba, Antonia Paz; Vergara Barría, Alvaro Fernando; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Palma Moya, Sergio Andrés
Cuantificar los mud rushes es clave para proteger a las personas, sostener la continuidad operacional y contener los costos en minería por hundimiento. Su activación depende de interacciones no lineales entre flujo granular y agua que, en condiciones geomecánicas reales, siguen siendo difíciles de anticipar. La mayor profundidad de explotación, la variabilidad climática y la heterogeneidad hidrogeológica intensifican estos riesgos, por lo que se requiere un marco que permita medir, comparar y predecir el fenómeno con criterios operacionales verificables. Con ese propósito se integra experimentación física a escala con modelación acoplada DEM–CFD para evaluar como la secuencia de apertura, la granulometría, la fracción de finos, la saturación y la localización del ingreso de agua condicionan la movilización de partículas y la dilución. Se emplea un protocolo de ensayos repetibles con medición de masa y curvas de dilución, más un procesamiento de imágenes que cuantifica la evolución de áreas de finos y frentes de movilización. El modelo numérico reproduce la interacción fluido–partícula y se calibra con datos de laboratorio para explorar escenarios que exceden la escala experimental manteniendo la física dominante. En el análisis estadístico de repetición (condición seca, n=30), los errores relativos promedio fueron de ±4% a 5s,±3% a 15s y ±3% a 30s, con todas las marcas < 4%. Los resultados muestran tendencias operativamente relevantes(...).
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(...).
Hormigón con relave y fibras de acero: análisis de resistencia y rigidez para aplicaciones de refuerzo en minería subterránea
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Monsalve Hernández, Cristopher Alejandro; Gómez Puigpinos, René; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; María Belén Barraza Sandoval
La creciente generación de residuos mineros y los desafíos de estabilidad en excavaciones profundas han impulsado el análisis de soluciones sostenibles. Esta investigación evalúa el comportamiento de parámetros mecánicos para aplicaciones de hormigón modificado con relave de cobre (8% de sustitución) y reforzado con fibras de acero (0.4% y 1.2% en peso), proponiendo un modelo de economía circular que transforma pasivos ambientales en materiales de refuerzo minero. Mediante una campaña experimental estandarizada, se fabricaron probetas cúbicas (102 mm) con cuatro configuraciones: hormigón, hormigón con sustitución parcial de áridos por relave minero y hormigón con relave reforzadas con dos porcentajes de fibras de acero (0.4% y 1.2%). Las muestras fueron sometidas a ensayos de compresión uniaxial a 7, 14, 28 y 100 días de curado por inmersión en agua. Se midieron los parámetros mecánicos relevantes resistencia a la compresión uniaxial y módulo de deformación, analizando su evolución temporal y la influencia sinérgica de los aditivos. El estudio de estos parámetros mecánicos permite evaluar la resistencia ante esfuerzos y la capacidad de deformarse, aspectos clave para entornos mineros subterráneos donde la estabilidad estructural es prioritaria. Los resultados demostraron que la incorporación de relave mejora el desempeño significativamente a largo plazo. A los 100 días de curado, el hormigón con relave alcanzó una resistencia de 41.6 MPa (±4.51), superando en un 5% al hormigón convencional. Por otro lado, la adición de fibras de acero mostró un comportamiento diferente. Se redujo la resistencia inicial (31.2 MPa a 7 días vs. 33.1 MPa del convencional), debido a posibles discontinuidades en la zona de unión entre fibras de acero y la matriz de hormigón. La adición de fibras redujo la rigidez inicial en un 27%, pero a los 100 días de curado la diferencia fue del 15% (12,500 MPa vs 14,685 MPa), conservando el 85% de la rigidez del hormigón convencional. El análisis económico demuestra que la incorporación de relave incrementa los costos de materiales en un 1% debido al procesamiento del residuo y la adición de fibras de acero con relave aumenta el costo de los materiales en un 19%. Estos hallazgos se alinean con estudios previos que destacan el potencial de pasivos mineros como material de construcción de alto desempeño en mezclas de hormigón y amplían el conocimiento al cuantificar su interacción con refuerzos metálicos en condiciones extendidas de curado. Este trabajo no solo valida la viabilidad técnica del hormigón con relave y fibras, sino que aporta un marco metodológico replicable para futuras investigaciones.
Impacto de eventos de lluvia sobre nieve ante proyecciones de cambio climático en la cuenca alta del río Maule, Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) Benavente Moreno, Constanza Javiera; Castro Heredia, Lina Mabel; Departamento de Obras Civiles; Lagos Zúñiga, Miguel Ángel
La escorrentía derivada del deshielo nival es una fuente esencial de agua en cuencas montañosas, y en Chile central cumple un rol fundamental en el abastecimiento para riego, consumo humano y generación hidroeléctrica. Sin embargo, el cambio climático ha modificado los patrones hidrometeorológicos, con aumentos sostenidos de temperatura y disminuciones en las precipitaciones, reduciendo la acumulación de nieve y aumentando la ocurrencia de fenómenos extremos. En este contexto, los eventos de lluvia sobre nieve (ROS, por sus siglas en inglés rain on snow) adquieren una gran relevancia, ya que combinan la ocurrencia de precipitación líquida con una fusión acelerada del manto nival, generando caudales elevados en poco tiempo. Este tipo de eventos ha sido asociado a grandes crecidas, inundaciones y avalanchas en zonas de montaña, y en la cordillera andina, representando una amenaza para la infraestructura y la gestión del recurso hídrico. El presente estudio analiza y modela la ocurrencia de eventos de lluvia sobre nieve en la cuenca alta del río Maule, evaluando sus impactos hidrológicos en el período histórico y en el futuro, proyectado para 2035–2065 bajo el escenario SSP5–8.5. Para ello se utilizaron registros horarios meteorológicos, nivales y de caudal de estaciones nivométricas y fluviométricas de la red de la Dirección General de Aguas, además de datos del reanálisis ERA5-Land y proyecciones climáticas de ARClim. Con esta información se estudió la frecuencia, duración, magnitud y condiciones meteorológicas de los eventos entre 2015 y 2023, y se evaluaron los posibles cambios futuros mediante la implementación del Cold Regions Hydrological Model (CRHM) en configuraciones puntual y distribuida(...).
Modelación hidrogeoquímica de la reinyección de salmueras residuales de litio como estrategia de uso eficiente del recurso hídrico en el Salar de Atacama
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Rubilar Cortez, Rodrigo Omar; Lagos Zúñiga, Miguel Ángel; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Barraza Sandoval, María Belén
La creciente demanda global de litio plantea desafíos relevantes en la sostenibilidad de los salares y la gestión del recurso hídrico en zonas áridas. Frente a esto, la Estrategia Nacional del Litio en Chile propone avanzar hacia tecnologías de extracción directa (DLE) más responsables, destacando la reinyección controlada de salmueras residuales como una medida de mitigación clave, reduciendo la dependencia de los estanques de evaporación. Este estudio presenta un modelo hidrogeoquímico conceptual y numérico desarrollado con el software PHAST, herramienta de la United States Geological Survey (USGS) que acopla simulaciones de flujo subterráneo y transporte reactivo de especies químicas. El objetivo principal es evaluar la viabilidad y los efectos de la reinyección de salmueras agotadas en acuíferos profundos, empleando como caso de estudio el sistema lagunar de Tilopozo, en el sector suroriental del Salar de Atacama. El modelo considera condiciones representativas del sistema, incluyendo evaporación, recarga meteórica y subterránea, así como la inyección forzada de salmueras industriales. Se incorpora el transporte reactivo de especies iónicas clave como Li⁺, Na⁺, Cl⁻, junto con procesos de precipitación y disolución en equilibrio de minerales típicos de ambientes salinos (halita, yeso, calcita), además de reacciones de sorción e intercambio iónico. Los resultados muestran que la reinyección de salmueras residuales modifica el gradiente hidráulico local, elevando el nivel freático en hasta 1.5 m con caudales de 15 L/s, e incluso invirtiendo flujos en sectores adyacentes a los pozos. Geoquímicamente, se evidencian cambios significativos en la concentración de litio (de 40 a >1000 mg/L) y también, aumentos en el índice de saturación de halita (de –2.49 a –0.83) con la dolomita (de 0.03 a 1.32), indicando condiciones favorables para la precipitación mineral que podrían reducir la porosidad efectiva. Estos resultados destacan la necesidad de un diseño cuidadoso de pozos y compatibilidad química entre el eluato y el acuífero receptor. El modelo desarrollado constituye una herramienta clave para evaluar escenarios de reinyección en términos de viabilidad técnica y riesgo geoquímico, aportando evidencia para una gestión más sostenible del litio en ambientes salinos complejos.
Modelo de venta de oro de pequeña minería en América Latina
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Sepúlveda Jara, Marcos Alejandro; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Marín, Tatiane
La presente investigación tiene como objetivo analizar y comparar los modelos de venta de oro implementados en la Minería Artesanal y de Pequeña Escala (ASGM) en América Latina, con el fin de identificar sus fortalezas, debilidades y desafíos, y proponer estrategias de mejora orientadas a fomentar la formalización, la sostenibilidad y la equidad en la comercialización del oro. Para ello, se seleccionaron ocho países de la región: Chile, Perú, Bolivia, Colombia, Ecuador, Brasil, Venezuela y México, considerando la relevancia del sector ASGM en sus economías y la diversidad de sus marcos institucionales. La metodología empleada combinó el análisis documental de normativas, estudios técnicos y reportes institucionales con entrevistas a especialistas del sector minero, lo que permitió una triangulación de información cualitativa y cuantitativa. Los criterios de análisis incluyeron la formalización, trazabilidad, sostenibilidad ambiental y tecnológica, e inclusión financiera. Los resultados evidencian una alta heterogeneidad entre los modelos de venta existentes. Si bien algunos países, como Chile y Ecuador, presentan esquemas institucionalizados de compra estatal con trazabilidad, la mayoría de los casos muestran una fuerte dependencia de intermediarios informales, prácticas extractivas contaminantes y escasa articulación entre los actores públicos y comunitarios. La informalidad, el uso de mercurio y la falta de acceso a financiamiento constituyen barreras estructurales para el desarrollo sostenible del sector. En base a los hallazgos, se proponen lineamientos generales para un modelo comercial sostenible, estrategias diferenciadas según el tipo de producto comercializado (material bruto, concentrado, doré, esponja, barra refinada) y acciones para fortalecer la cooperación regional en trazabilidad, certificación e inclusión financiera. Se concluye que la transición hacia una comercialización justa y responsable en la ASGM requiere un enfoque progresivo, territorialmente adaptado y sustentado en alianzas público-privadas-comunitarias, con el compromiso activo de los Estados y el mercado internacional.
Modelo hidrológico distribuido de base física en python con capacidad de ruteo para cuencas nivoglaciares
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Riveros Hidalgo, Matías Francisco; Castro Heredia, Lina Mabel; Departamento de Obras Civiles; Ossandón Álvarez, Álvaro Humberto
En este trabajo se implementa el modelo glacio-hidrológico de Sanllehi (2023) en Python, lenguaje de acceso libre. El modelo, que originalmente se desarrolló en Matlab e integra tres submodelos: uno para el derretimiento nival (UEB; Tarboton et al., 1996), otro para el derretimiento glaciar (ETI; Pellicciotti et al., 2005), ambos de carácter distribuido, y un tercero para la escorrentía y simulación de caudales (Migueles, 1994), de tipo semi-distribuido. La validación se realizó en la cuenca “río Juncal en Juncal”, zona central de Chile, comparando resultados numéricos y comportamiento de las simulaciones en ambos lenguajes para cada submodelo. Posteriormente, se calibró nuevamente el modelo en Python, obteniendo un nuevo set de parámetros que se pueda ajustar a los datos observados. La calibración implementada, se realizó de forma simultánea para los submodelos UEB y de escorrentía, dejando el submodelo ETI con parámetros fijos calibrados previamente. De esta forma se da prioridad a la simulación de caudales, alcanzando valores de métricas de eficiencia aceptables para esta variable (KGE〗cal=0.75;KGE_val=0.67). En conclusión, se considera la implementación del modelo glacio-hidrológico USM en Python como exitosa, aunque con diferencias numéricas entre el lenguaje de programación de Matlab que se vieron compensadas mediante la recalibración. El costo computacional surgió como una limitación relevante, a la hora de calibrar y simular, pero se presenta un gran potencial de mejora y optimización del programa para reducir el tiempo de cómputo(...).
Optimización de diseño de mallas de extracción en función de variables geométricas, geomecánicas y reológicas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) González Torres, Jeremy Lucas; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Palma Moya, Sergio Andrés
La optimización de las mallas de extracción se ha convertido en un recurso necesario para maximizar la recuperación de mineral y reducir la entrada de dilución en escenarios de caving de minería subterránea. En la actualidad, los diseños generalmente de basan en métodos empíricos como el ábaco de Laubscher y las curvas de Kvapil, métodos que presentan limitaciones al no incorporar variables geométricas, geomecánicas y reológicas que afectan al desarrollo del flujo gravitacional de material fragmentado y desarrollo de las Zonas de Extracción. La presente investigación busca optimizar el diseño de mallas de extracción a través de la cuantificación de las dimensiones de la Zona de Extracción (EZ) en escenarios de extracción simultánea. Para ello, se utilizó el modelo fisicomatemático de Morales, Vivanco & Palma (2023), implementado mediante el método de elementos finitos en el software COMSOL Multiphysics®, donde se simuló el flujo de material granular cuasi 2D para distintas configuraciones geométricas y condiciones de material. Se analizó la influencia del distanciamiento entre puntos de extracción (𝑆), ancho del punto de extracción (𝐷𝑤), diámetro medio de partículas (𝐷50), ángulo de fricción (𝜑) y magnitud de la velocidad (𝑢0). Los resultados permitieron la cuantificación del ancho (𝑊𝐸𝑍), alto (𝐻𝐸𝑍) y espaciamiento entre elipsoides de extracción (𝐸𝐸𝑍), observándose que las variables estudiadas tienen impactos significativos en la geometría de la EZ e interacción entre flujos. Adicionalmente, se desarrolló un modelo matemático predictivo basado en el análisis dimensional que permite relacionar 𝑊𝐸𝑍 con los parámetros estudiados, alcanzando un 98,95% de precisión. El modelo desarrollado constituye una herramienta robusta para optimizar el diseño de mallas de extracción, superando limitaciones de los métodos empíricos que tradicionalmente se utilizan en la industria minera.
Parque urbano intercomunal "El Pajonal", recuperación de un humedal urbano
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Saavedra Acuña, Jeanett Alejandra; Sills Garrido, Pablo; Jiménez Ramírez, María Belén; Departamento de Arquitectura; Valenzuela Levi, Nicolás Dario
La expansión urbana es un fenómeno recurrente en el proceso del crecimiento de las ciudades, sin embargo, siempre es cuestionable el como se lleva a cabo este proceso y las consecuencias que tiene un desarrollo sin la planificación urbana correcta. Un crecimiento que no sigue un lineamiento adecuado desencadena problemas que afectan la calidad de vida de los ciudadanos. Muchas veces, la falta de criterio en la planificación de espacios públicos, áreas verdes e infraestructuras genera más problemas que beneficios para la comunidad. La expansión descontrolada termina ocasionando perdida de áreas naturales, como humedales, aumento en la congestión vial, mayor contaminación y exclusión social. El proyecto buscará aprovechar uno de los espacios urbanos abandonados de la ciudad, transformando su estado actual para convertirlo en una zona activa y útil para sus habitantes. El principal criterio de intervención es recuperar y continuar con el proceso de conservación del humedal que se ubica en el terreno, además de darle más relevancia a lo que estos ecosistemas significan para el medio ambiente. Esto se realizará por medio de un Proyecto Urbano que generará un ecosistema urbano integrado con énfasis en crear espacios de esparcimiento y encuentro social que puedan ser utilizados por la comunidad, mejorando así la calidad de vida de los vecinos y protegiendo un ecosistema abandonado.