Depósito Campus Casa Central Valparaíso

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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 incremental para cambio de tecnología de cultivos de lechugas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Acuña Valdivia, Sergio Alejandro; Departamento de Industrias; Salazar Albornoz, Rodolfo Ignacio
La presente memoria analiza la viabilidad técnica, económica y financiera de reemplazar el cultivo tradicional de lechugas por un sistema no tradicional, como alternativa sostenible ante la crisis hídrica, la pérdida de suelos agrícolas y los impactos negativos de la agricultura convencional. El objetivo principal fue determinar si es posible producir la misma cantidad de lechugas cultivadas en una hectárea a través del sistema de cultivo tradicional, mediante un sistema de cultivo sustentable, en este caso aeropónico, evaluando si este resulta igual o más rentable que el método tradicional. Para ello, se desarrolló un análisis comparativo entre ambos sistemas, considerando inversión inicial, costos operativos, productividad, uso de recursos y sostenibilidad. El estudio incluyó herramientas como análisis PESTA, DAFO y las cinco fuerzas de Porter, junto con una revisión técnica de sistemas de cultivo sin suelo, seleccionando la aeroponía por su eficiencia hídrica, menor uso de insumos y alto rendimiento. Se identificaron los recursos necesarios para ambos modelos productivos y se elaboró un estudio financiero con indicadores como VAN, TIR y payback, complementado por un análisis de sensibilidad. Los resultados muestran que, aunque la aeroponía requiere una mayor inversión inicial, ofrece mayor producción, una rentabilidad superior a largo plazo, con menores costos operativos, mejor control ambiental y respuesta positiva frente al cambio climático y las nuevas tendencias alimentarias. Se concluye que el cultivo aeropónico es una alternativa viable y sostenible, capaz de sustituir al sistema tradicional en condiciones comerciales, aportando eficiencia, sustentabilidad y respuesta a los desafíos actuales del sector agrícola.
Desarrollo de un plan de mantenimiento integral para sistemas de tratamiento de aguas de relave con depósito en seco en Polpaico Soluciones S.A.
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) Fuenzalida Vallejos, Roberto Andrés; Departamento de Industrias; Kristjanpoller Rodríguez, Fredy Ariel
La presente memoria de título tiene como objetivo diseñar un plan de mantenimiento integral para el sistema de tratamiento de aguas de relaves con depósito en seco de la empresa Polpaico Soluciones S.A., ubicado en su planta de producción de cemento en Cerro Blanco, comuna de Tiltil. Esta instalación, de reciente construcción, surge como respuesta estratégica a la condición de escasez hídrica declarada en la zona y al cierre proyectado del tranque de relaves original en 2025. El nuevo sistema, compuesto por espesador High Rate, bombas centrífugas, filtros prensa y unidades hidráulicas, permite recircular agua desde los relaves espesados y filtrados, disminuyendo el consumo de agua fresca y el impacto ambiental del proceso. Dado que se trata de un sistema sin historial operativo previo, se elaboró un plan de mantenimiento técnico basado en metodologías modernas como el análisis de criticidad (CTR), el análisis modal de fallos y efectos (AMEF), la clasificación de equipos críticos y la incorporación de inspecciones sensoriales mediante la metodología VOSO. El proceso fue complementado con herramientas de confiabilidad como el mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM) y el uso proyectado de un sistema CMMS para trazabilidad operativa. Los resultados obtenidos permitieron jerarquizar 57 equipos, identificando 14 activos críticos que concentraban el mayor riesgo operacional. Se definieron estrategias de mantenimiento preventivo y predictivo específicas para estos equipos, estableciendo frecuencias de intervención, tareas técnicas recomendadas y estimaciones de recursos requeridos. Además, se desarrolló un cronograma semestral de mantenimiento y una matriz de criticidad funcional. Con ello, se cumplió el objetivo de diseñar un plan de mantenimiento integral, técnico y preventivo, que permite garantizar la confiabilidad operativa del sistema, minimizar riesgos y asegurar su sostenibilidad en el tiempo.
Desarrollo de un prototipo de sensor virtual para monitorear el proceso de neutralización de aguas ácidas con cal
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Echegaray Leiva, Andrés Ignacio; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Casas De Prada, Jesús Manuel
El drenaje ácido de mina representa una de las principales fuentes de contaminación ambiental en la industria minera, caracterizado por soluciones con alto contenido de metales disueltos y bajo pH. En ello radica la necesidad de realizar un tratamiento adecuado para evitar impactos en ecosistemas cercanos. Para abordar esta problemática, se desarrolló un prototipo de sensor virtual orientado al monitoreo y predicción dinámica de variables de respuesta clave como la conductividad iónica y el potencial redox durante el proceso de neutralización de soluciones ácidas, mediante la integración de datos experimentales con simulaciones geoquímicas realizadas en el software PHREEQC. La metodología aplicada se estructuró en tres etapas principales: calibración del modelo geoquímico a partir de datos experimentales obtenidos en laboratorio, validación del modelo ajustado y análisis de sensibilidad para evaluar la robustez de los parámetros estimados. En primera instancia, se calibraron los parámetros cinéticos asociados a la disolución de portlandita empleando la Solución 1, neutralizando con una concentración de 10% (CaO) de lechada de cal. Posteriormente, estos parámetros se mantuvieron constantes para neutralizar la Solución 2 por medio del mismo reactivo alcalino, incorporando ajustes únicamente sobre las constantes cinéticas del modelo de precipitación de yeso y la formación de hidróxido férrico. Finalmente, para validar la generalización del modelo, los parámetros obtenidos se utilizaron directamente en una tercera prueba con la misma Solución 2, neutralizando esta vez con una concentración del 5% (CaO) de lechada de cal, confirmando su aplicabilidad sin pérdida significativa de precisión en la simulación del proceso. Asimismo, se desarrolló y ajustó un modelo cinético simplificado para la formación de yeso, validado por comparación con balances estequiométricos del precipitado sólido(...).
Diseño y optimización de un sistema de almacenamiento de agua de canal para riego en la escuela Paso Histórico en la comuna de Putaendo
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Gaete Lagos, Guillermo Andrés; Ramírez Livingston, Daniel Alberto; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Mery Araya, Camila Del Pilar
La región de Valparaíso, especialmente la comuna rural de Putaendo, enfrenta una crisis hídrica significativa producto del cambio climático, la disminución de precipitaciones y el aumento de la demanda, principalmente en el sector agrícola. Esta situación afecta a las comunidades locales y a instituciones como las escuelas rurales, que tienen dificultades para garantizar un suministro de agua sostenible para sus cultivos y áreas verdes. La Escuela General Básica Paso Histórico El Tártaro ejemplifica este desafío. Aunque cuenta con derechos de uso sobre un canal de riego cercano, enfrenta limitaciones para aprovechar eficazmente el agua disponible debido a horarios restrictivos y falta de capacidad de almacenamiento, lo que la obliga a depender de fuentes de agua potable para riego, un uso poco eficiente que implica un consumo innecesario. Para abordar esta problemática, se propone diseñar y optimizar un sistema de almacenamiento de agua que permita captar y acumular el recurso proveniente del canal, facilitando su uso autónomo y eficiente durante los ciclos de distribución. El sistema consiste en un estanque de polietileno de 3.400 litros, operado mediante un sistema de bombeo solar con sensores automáticos, lo que reduce la dependencia de la red eléctrica. Además, se realizaron análisis rigurosos de la calidad del agua, confirmando su idoneidad para riego según la normativa chilena vigente. La implementación del sistema busca disminuir la dependencia del agua potable, optimizar el uso del agua para riego de huertos y jardines educativos, y fomentar una cultura de gestión responsable del recurso hídrico en la comunidad escolar. El costo estimado total del proyecto es de 1.761.155 CLP, incluyendo equipos, materiales, envío y mano de obra. Los resultados obtenidos muestran que esta solución sostenible es viable y replicable en contextos rurales con problemas similares de escasez hídrica. Más allá de solucionar un problema inmediato, el proyecto promueve la educación ambiental y la participación comunitaria en el manejo sustentable del agua. En conclusión, el sistema autónomo de almacenamiento y bombeo solar propuesto representa una respuesta práctica y escalable a la crisis hídrica que afecta a la Escuela Paso Histórico El Tártaro, fortaleciendo su capacidad de adaptación y promoviendo prácticas sostenibles que benefician tanto al entorno educativo como a la comunidad en general.
Diseño y plan de implementación para el control de gestión de la empresa Arraval SpA
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-09) Oyarzún Leal, Héctor Javier; Valenzuela Oyaneder, Lionel Andrés; Acevedo Muller, Miguel; Departamento de Ingeniería Comercial; Romo Pino, René Marcelo
Arraval SpA es una empresa chilena de consultoría en ingeniería sanitaria e hidráulica, fundada en 2015, que presta servicios principalmente a organismos públicos como la Dirección de Obras Hidráulicas (DOH), municipalidades y empresas sanitarias. En los últimos años, ha enfrentado un estancamiento en su crecimiento, evidenciado por una baja en la captación de nuevos clientes, una menor tasa de adjudicación de licitaciones, y una alta frecuencia de ampliaciones de plazo en sus proyectos. A esto se suma la ausencia de un sistema formal de control de gestión, lo que ha dificultado la toma de decisiones estratégicas y la eficiencia operativa. Esta tesina tiene por objetivo diseñar un modelo de control de gestión para Arraval SpA y proponer un plan para su implementación, que permita optimizar los procesos internos, mejorar la eficiencia de ejecución y fortalecer la capacidad de planificación estratégica. Para ello, se realiza un diagnóstico organizacional detallado y un análisis comparativo entre dos metodologías reconocidas: el Balanced Scorecard (BSC), como modelo estructurado de control estratégico, y los Objetivos y Resultados Clave (OKR), como herramienta ágil de ejecución. El resultado es un modelo híbrido, que integra la lógica del BSC con la flexibilidad operativa de los OKR, adaptado a las características y desafíos específicos de Arraval SpA. Este modelo incluye un mapa estratégico con objetivos distribuidos en cuatro perspectivas (financiera, clientes, procesos internos, y aprendizaje y crecimiento), indicadores clave de desempeño (KPI), y OKRs definidos para impulsar la ejecución táctica en ciclos trimestrales. La propuesta contempla un plan de implementación de 12 meses, dividido en cinco etapas: sensibilización, capacitación, piloto operativo, evaluación de resultados y escalamiento progresivo. Se estiman costos iniciales de $13.900.000 CLP, incluyendo capacitación, horas hombre, software (como Power BI), y una eventual asesoría externa. Entre los resultados esperados se destacan: aumento del margen de utilidad neta ≥ 15%, mejora en el cumplimiento de plazos de entrega (del 85% al 95%), reducción de revisiones y ampliaciones de plazo, incremento en la satisfacción del cliente y fortalecimiento de las competencias del equipo técnico. En conclusión, el diseño del modelo híbrido de control de gestión y su respectivo plan de implementación entregan a Arraval SpA una hoja de ruta clara para profesionalizar su gestión interna, mejorar su posicionamiento competitivo y construir una cultura organizacional orientada a resultados, aprendizaje continuo y sostenibilidad.
Estudio de la biosorción de Cd²⁺ desde soluciones sintéticas empleando una columna de lecho empacado y un biosorbente elaborado a base de plantas endémicas de Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Torres Díaz, Roberto Antonio; Ramírez Livingston, Daniel Alberto; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Lazo Acuña, Andrea Paola
La contaminación por metales pesados representa una grave amenaza ambiental y sanitaria, especialmente en cuerpos de agua expuestos a descargas industriales. Entre estos contaminantes, el cadmio (Cd²⁺) destaca por su alta toxicidad, movilidad en medios acuáticos y persistencia en organismos vivos. Existen diversos tratamientos para remover metales pesados, entre los que destaca la biosorción en sistemas por lotes o de lecho fijo, por su eficiencia y el uso de biosorbentes vegetales, lo que la convierte en una alternativa viable para el tratamiento de RIL. El presente estudio evalúa la eficiencia del proceso de biosorción para la remoción de Cd²⁺ utilizando una columna de lecho empacado cargada con biosorbente vegetal, específicamente de Leptocarpha rivularis (palo negro) y Aristotelia chilensis (maqui), ambas especies endémicas de Chile. Por otra parte, se ve el efecto que tiene la concentración inicial de Cd²⁺ sobre el rendimiento del proceso, y se aplican modelos cinéticos para describir su comportamiento dinámico. A partir del estudio inicial, se selecciona a Leptocarpha rivularis como el biosorbente con mejor desempeño, alcanzando una remoción del 99,50 % y una capacidad de retención de 1,306 [mg/g] en solo 2 horas, superando a Aristotelia chilensis, que presenta valores inferiores. Posteriormente, se evalúa el efecto de la concentración inicial de Cd²⁺ (50 y 100 [mg/L]) en el proceso de biosorción, aplicando distintos modelos(...).
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(...).
Evaluación de desempeño sísmico de estanques elevados de hormigón armado en Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Jofré Oñate, Álvaro Esteban; Fermandois Cornejo, Gastón Andrés; Departamento de Obras Civiles; Leiva Henríquez, Gilberto
Los estanques elevados de hormigón armado son estructuras críticas para la sociedad debido a su función de almacenamiento y distribución de agua. Su desempeño ante eventos sísmicos es fundamental para evitar colapsos que afecten la infraestructura y la comunidad. Este estudio tiene como objetivo evaluar el desempeño sísmico de dos estanques típicos del país, Cartagena y Rancagua, ubicados en zonas de alta actividad sísmica en Chile. Para ello, se ha elaborado modelos estructurales de elementos finitos, en los cuales el pedestal se ha modelado con elementos tipo shell, mientras que la copa del estanque ha sido representada mediante un sistema de pilares rígidos y flexibles que simulan las masas impulsiva y convectiva del fluido almacenado. En primer término se realizó, un análisis estático incremental no lineal (pushover), que permitió identificar los puntos críticos de fluencia y los posibles mecanismos de colapso de las estructuras bajo cargas laterales crecientes. Luego, se llevó a cabo un análisis dinámico tiempo-historia no lineal, utilizando como solicitación varios registros de sismos chilenos, cuyos resultados mostraron que ambos estanques incursionan levemente en el rango no lineal en el caso más crítico. Utilizando la metodología de análisis dinámico incremental (IDA), se obtuvo los factores de amplificación de los registros para generar el colapso de las estructuras. Finalmente, se evaluó el desempeño sísmico de los estanques a través del Margen de Colapso (CMR) y el Margen Ajustado de Colapso (ACMR) de la metodología FEMA P695 (FEMA, 2009), ajustados por la incertidumbre en los parámetros del modelo. Estos resultados permitieron determinar que las estructuras cumplen con los estándares de seguridad sísmica requeridos, asegurando su estabilidad durante eventos sísmicos severos.
Evaluación de la factibilidad técnica y económica de la recuperación y reutilización de una solución ácida desde el proceso T-PHITE
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Vargas Mansilla, Mónica Javiera; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Ibáñez Rivera, Juan Patricio
En términos económicos, se elaboraron flujos de caja proyectados y análisis de sensibilidad ante fluctuaciones de insumos críticos, con el fin de caracterizar la estabilidad financiera del proyecto. Ambos casos presentaron viabilidad económica, destacando el Caso 2 por su mayor estabilidad y mejor aprovechamiento del recurso ácido y, por otro lado, el Caso 1 se posicionó como una opción de menor inversión y operación más simple. El presente estudio evaluó la factibilidad técnica y económica de implementar un sistema de electrodiálisis (ED) para la recuperación y reutilización de una solución ácida utilizada en el proceso T-PHITE, específicamente en la etapa de lavado de carbón activado (CA). Se analizaron dos estrategias operacionales: el Caso 1, basado en la reutilización directa sin prelavado, y el Caso 2, que incorpora una etapa de prelavado previo al contacto con el ácido. Desde el punto de vista técnico, ambos casos demostraron ser viables, logrando remover el Zn+2 presente en la solución ácida y permitiendo su reutilización sin comprometer la calidad del CA final, manteniéndose por debajo del umbral de 1 ppm de Zn. La implementación del prelavado en el Caso 2 permitió extender la vida útil de la solución reutilizada hasta cuatro ciclos antes de requerir tratamiento por ED. Se identificaron como condiciones óptimas de operación una temperatura de 40 °C y una densidad de corriente de 250 A/m², las cuales permitieron un balance adecuado entre eficiencia de transporte iónico, consumo energético y estabilidad operativa. Las soluciones tratadas mediante ED mostraron un comportamiento comparable al de una solución ácida fresca, alcanzando porcentajes de remoción de Zn cercanos al 91 %. En términos económicos, ambos escenarios resultaron rentables, con indicadores positivos de VAN y TIR bajo distintas proyecciones de mercado. El Caso 2 destacó por su mayor estabilidad financiera frente a fluctuaciones en el precio del ácido sulfúrico y una menor frecuencia de reemplazo de membranas, lo que se tradujo en un mayor VAN y menor costo anual equivalente. Por su parte, el Caso 1 se posicionó como una alternativa de menor inversión inicial y operación más simple, adecuada para contextos de implementación progresiva. En conjunto, los resultados obtenidos validan la hipótesis planteada, confirmando que la tecnología de electrodiálisis, en conjunto con un adecuado pretratamiento, permite recuperar y reutilizar solución ácida de manera eficiente, sustentable y económicamente viable. El estudio sienta las bases para una futura implementación a escala piloto e industrial, orientada hacia un modelo de producción más circular y con menor impacto ambiental.
Evaluación de la interacción fluido-estructura en estanques de hormigón armado
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08-12) González Becerra, Manuel Esteban; Aranda Núñez, Vivian Clarisa; Departamento de Obras Civiles; Leiva Henríquez, Gilberto
En el presente estudio se evalúa la interacción fluido-estructura en estanques cilíndricos de hormigón armado utilizados para el almacenamiento de agua potable, mediante un modelo de elementos finitos implementado en el software ANSYS, que considera el acoplamiento de las ecuaciones de movimiento relativas al elemento estructural y al fluido acústico. El análisis se realizó para dos estanques cilíndricos reales, diseñados y construidos de acuerdo a la práctica en el país. En primer lugar, se verificó los resultados del análisis de elementos finitos para los parámetros estructurales de los estanques, los que fueron comparados con los obtenidos mediante el procedimiento de diseño propuesto en la norma ACI 350.3-20 (2021). El análisis permitió identificar adecuadamente los modos impulsivos y convectivos del líquido, obteniendo una buena concordancia en términos de periodos, pesos equivalentes y formas modales. Se verificó que la flexibilidad estructural del estanque afecta significativamente la respuesta impulsiva, lo cual no es capturado por el método normativo que asume rigidez total. En segundo término, se comparó los resultados para un análisis sísmico, mediante un análisis modalespectral, de acuerdo a o las disposiciones de las versiones 2003 y 2023 de la norma chilena NCh 2369 de diseño sísmico de instalaciones industriales. En general, el análisis normativo entregó resultados más conservadores que el análisis de elementos finitos, aunque en ciertos aspectos, como las fuerzas internas, subestimó algunas solicitaciones. Se observo que el uso del espectro de diseño de la versión 2023 de la norma NCh 2369 genera mayores exigencias sísmicas para el modo convectivo, mientras que para el modo impulsivo fue necesario corregir los resultados a partir del corte basal mínimo. El estudio concluye que el uso de herramientas de elementos finitos permite capturar de forma más precisa el comportamiento sísmico de estanques de lmacenamiento, siendo una alternativa válida para evaluar los criterios de diseño establecidos en la normativa vigente.
Evaluación de una especie sulfato reductora en el ciclaje de arsénico en ambientes sulfhidogénicos
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Giovine Puebla, Cristian Ignacio; Barahona Llore, Andrea; Orellana Román, Roberto Andrés; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerrero Saldes, Lorna Elena
Chile, como un país principalmente minero, genera una gran cantidad de relaves que suscitan una preocupación por el potencial de liberación de arsénico a fuentes de aguas subterráneas. La zona de interacción entre relaves y cuerpos de agua, y con especial relevancia zonas sulfidogénicas, que provoca cierta preocupación por ser un área biogeoquímicamente activa. En estas zonas sulfidogénicas predominan bacterias sulfato reductoras que tienen un rol importante en la movilización de contaminante desde relaves mineros como metales pesados (plomo, mercurio, cadmio y otros) y metaloides tóxicos como el arsénico, por lo que es importante comprender la dinámica de estos elementos como del metabolismo de los microorganismos que permita generar las herramientas para el control y/o abatimiento de estos contaminantes. En este estudio, se propone el análisis del rol de una especie de bacteria sulfato reductora (BSR), Halodesulfovibrio aestuarii, como un modelo en el ciclaje del arsénico producto de su alta predisposición a ambientes contaminados y alta tolerancia a la salinidad, característica de entornos mineros. Para ello, se analizaron una serie de mejoras en el procedimiento de cultivo. El medio de cultivo DSMZ 195c tradicional presenta Na2S como agente reductor que precipita con As(III), por lo que este medio se modificó con 1 mM de citrato de titanio (III) o 1,42 mM de HCl-cisteína. El primero generó un precipitado marrón en conjunto al aumento paulatino del potencial reductor evidenciado por la coloración rosada de resazurina. Por otro lado, el segundo no evidencio cambios visuales o del potencial reductor, siendo escogido para el análisis de crecimiento. El análisis de la afección del crecimiento bajo la exposición de arsénico fue analizado y comparado con una bacteria modelo ferro reductora, Geobacter sulfurreducens. Mientras esta se ve drásticamente afectada a 0,1 mM de As(III) y a 1 mM de As(V), disminuyendo la densidad óptica (OD) máxima un 39,3% y 71,4% respectivamente, Halodesulfovibrio aestuarii se vio levemente afectada bajo las mismas concentraciones de As(III) y As(V), disminuyendo su OD solo un 21% y 59,5% respectivamente, dando indicios de un mecanismo contra arsénico más sofisticado que su par ferro reductora. Así lo demuestra el análisis de las anotaciones del genoma, en donde se evidencian estructuras asociadas a la reducción de As(V) a As(III), a través de una arseniato reductasa ArsC; la expulsión de arsenito a través de la bomba de eflujo acr3, y a la biometilación de este último mediante una arsenito metiltransferasa ArsM. Sin embargo, la precipitación de sulfuros de arsénico, advertido en otras BSR, no fue evidenciada. Con ello, se revela parte del potencial de Halodesulfovibrio aestuarii como BSR modelo ante la exposición de arsénico, sugiriendo que su metabolismo podría entregar algunas directrices para la generación de tecnologías para el control y abatimiento de este contaminante en entornos sulfidogénicos.
Evaluación del potencial de generación de hidrógeno verde a partir de las aguas residuales de la región de Valaparaíso
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07-28) Salazar Gahona, Paula Andrea; Demarco Bull, Rodrigo Andrés; Departamento de Industrias
El presente estudio evalúa la viabilidad técnica, financiera y ambiental de generar hidrógeno verde a partir del uso de aguas residuales tratadas en la Región de Valparaíso, Chile, con el objetivo de contribuir a una transición energética sostenible, aprovechar un recurso subutilizado y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Se analizaron 24 plantas de tratamiento de aguas servidas (PTAS) que descargan en cuerpos de agua, identificándose en ellas tecnologías maduras y operativas. Información que permitió, junto a un modelo de optimización espacial, determinar seis ubicaciones óptimas para instalar plantas de producción de hidrógeno, priorizando tanto la cercanía entre instalaciones como la estabilidad del suministro hídrico. El estudio aplica modelos predictivos LSTM para estimar el suministro de agua hasta 2030, y principios estequiométricos para calcular la capacidad de producción, con proyecciones entre 392 mil y más de 9 millones de kilogramos de hidrógeno, según el escenario. Proyectando un costo nivelado (LCOH) entre 3,57 y 4,10 USD/kg-H2, posicionando al sistema como competitivo. Las tecnologías consideradas, como electrolizadores alcalinos y PEM, presentan un alto grado de madurez tecnológica. Y la infraestructura energética regional permite su conexión al sistema eléctrico, destacando las plantas con acceso a fuentes renovables. Validando los resultados en conjunto, la viabilidad técnica y financiera de la propuesta, consolidándola como una alternativa estratégica para avanzar en sostenibilidad energética y economía circular en Chile.
Hacia una nueva forma de habitar: vivienda flexible y sustentable en Santo Domingo. Revalorizando el concepto de comuna parque
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Muga Molina, Omara Graciel; Ibarra Soto, Francisco Javier; Departamento de Arquitectura; Carrasco Walburg, Carolina Andrea
Santo Domingo es una ciudad, comuna y balneario ubicado en el Litoral Central de Chile, en la provincia de San Antonio. Reconocida como la “Comuna Parque”, se caracteriza por promover una convivencia armónica entre el entorno natural y la comunidad, a través de un diseño urbano que privilegia las áreas verdes, jardines y espacios públicos. A lo largo de los años, esta localidad ha construido su identidad en torno a un paisaje cuidado y verde, vinculado a la vida residencial y recreativa. Sin embargo, este modelo se ha sostenido principalmente mediante jardines tradicionales con césped y especies de alto consumo hídrico, que hoy resultan insostenibles frente a la crisis ambiental. Actualmente, Chile enfrenta una grave crisis hídrica, agravada por el cambio climático y una gestión ineficiente del agua. Esta situación amenaza la biodiversidad, la calidad de vida y la sustentabilidad urbana. En Santo Domingo, el escenario exige repensar la relación entre vivienda, jardín y paisaje. Ante esto, se plantea un conjunto habitacional que incorpore jardines sostenibles regados con aguas grises. Estos estarán compuestos por especies nativas y adaptadas a la sequía, permitiendo reducir el consumo de agua y fortalecer la identidad ecológica de la comuna. Los jardines dejan de ser elementos decorativos para transformarse en sistemas vivos, capaces de responder al cambio climático mediante un paisaje dinámico y regenerativo. Además, se integra el concepto de vivienda flexible, entendida como una tipología adaptable a las diversas etapas del ciclo de vida de sus habitantes y a posibles transformaciones espaciales. Así, se propone una arquitectura que dialoga con el entorno natural y se adapta a los desafíos del habitar contemporáneo. El objetivo es proyectar un modelo replicable que preserve la identidad verde de Santo Domingo, optimice el uso del agua y promueva un vínculo consciente entre las personas y su paisaje.
Humedal Quilpué. Restauración-reactivación-redistribución
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Figueroa Contreras, Valentina Belén; Glaria Kahni, Amaya; Departamento de Arquitectura; León Canales, Jorge Enrique
Esta memoria aborda el valor ecológico, territorial y social de los humedales urbanos, enfocándose en su protección dentro del contexto chileno a través de la Ley N° 21.202. Se analiza el caso específico del humedal interurbano de Quilpué, explorando las amenazas que enfrenta y las estrategias posibles para su restauración y activación. A partir de este análisis, se propone un proyecto de parque urbano ecológico que incorpora el humedal como estructura activa del paisaje, integrando estrategias de conservación, diseño sustentable y participación ciudadana. El trabajo cruza el ámbito normativo con la arquitectura del paisaje, proponiendo un modelo replicable de espacio público para bordes urbanos que responda a crisis ecológicas y déficit de áreas verdes.
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(...).
Recuperación de sal de plata y oro metálico a partir de ewaste mediante un proceso metalúrgico sostenible
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06-13) Espinosa Araya, María Isabel; Hernández Avendaño, Pía Carolina Andrea; Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales; Barrueto Polanco, Yahaira Ivette
Esta investigación evalúa la recuperación de oro y plata a partir de residuos electrónicos, específicamente, a partir de WPCBs, a través de una vía de procesamiento idrometalúrgico sostenible mediante el uso de tiourea (TU) y sulfato férrico como agentes lixiviantes; y ácido clorhídrico y sulfato férrico como agentes precipitantes. Durante la lixiviación, se estudiaron los efectos de distintos factores operacionales como pH (1, 1.5 y 2), temperatura (25 y 35 °C) y razón de Fe+3/TU (1:3, 1:2 y 2:1) en la eficiencia de disolución de plata y oro. Los resultados presentaron recuperaciones de oro sobre el 90% bajo condiciones específicas (pH 2 y razón 1:3 a 25 °C); y recuperaciones de plata (bajo pH 1 y razón 1:3 a 35 °C) cercanas al 80% después de 240 minutos de lixiviación. Sin embargo, se observó que la cinética de lixiviación del oro es mucho mayor que la de la plata, por lo que se consideran como condiciones óptimas las que permitieron obtener porcentajes de extracción mayores en menor cantidad de tiempo; destacando así trabajar bajo pH 1 y razón 1:3 a 25 °C. En cuanto a la etapa de concentración, se obtuvo un precipitado de cloruro de plata a partir del uso de HCl 1:1(ac) durante 20 minutos y se recuperó un 66.8% de este metal de interés total. Por otro lado, se obtuvo un cemento a partir del uso de láminas de aluminio comercial, recuperando un 85.8% del oro total después de 60 minutos aproximadamente. Sin embargo, también se contó con la presencia de elementos contaminantes como el tantalio y cobre. Es por esto que, se sugiere rediseñar una vía de procesamiento que considere una etapa de desmontaje más minuciosa, y una etapa de lixiviación fraccionada para eliminar la mayor cantidad de cobre posible del sistema; con el fin de mejorar la selectividad de los metales preciosos en las etapas posteriores. Finalmente, mediante la vía de procesamiento planteada se obtuvo una recuperación global de plata de un 58.4%; mientras que la recuperación global de oro fue de un 85.8%.