Ingeniería Civil Ambiental

La actualización de la matriz de aspectos de la planta Salmofood requiere que se haga a la par con la implementación de la Norma ISO 14.001:2015 en la empresa, es decir, trabajar esta actualización aplicando toda la norma internacional con el fin de lograr un sistema de gestión ambiental con altos estándares. La fabricación de alimentos para peces es una parte de la industria que más aporta al impacto ambiental de la industria, aproximadamente un 90% de los impactos, esto se debe principalmente que para la fabricación de alimentos requiere de una gran obtención de materias primas, por ende, uso de suelo y de otros recursos para su fabricación. Si bien, se trabaja para reformular dietas y encontrar ingredientes sustentables que logran participar en un economía más circular, estos esfuerzos están condicionados en la calidad nutricional del producto final. Una forma para que la industria de alimentos tenga un desarrollo sostenible sólido, es hacerse cargo de la carga ambiental que produce, y por ello analizar por operación cuáles son las acciones que tienen un efecto en el medio ambiente, en una primera instancia (2017) la matriz de aspectos ambientales de la planta contaba con la identificación de 537 aspectos ambientales, en donde sólo un 2,4% correspondían a aspectos ambientales significativos según los criterios establecidos en ese entonces, en particular, todos los aspectos significativos tenían en común el mismo impacto ambiental, la generación de RILes, lo que permitió que se siguieran desarrollando proyectos relacionados al tratamiento de efluentes generados en los procesos. En la búsqueda de minimizar los impactos ambientales, el trabajo desarrollado aplica una metodología de evaluación de impacto ambiental, pues de esta forma se puede comenzar a establecer una línea base de la carga ambiental que contextualiza en términos técnicos y legales el funcionamiento de la planta entorno a lo ambiental. La actualización de la matriz terminó resultando en la identificación de 975 interacciones, de las cuales 3% son consideradas significantes a priori y un 5,6% son clasificadas como importantes, se dice a priori debido a que esta significancia no incluye las consideraciones de cambio climático, en cuanto a los aspectos ambientales importantes se tiene (de mayor importancia a menor): generación de residuos líquidos industriales, generación de efluentes, generación de emisiones atmosféricas, generación de ruido, consumo de agua, consumo de vapor, polución al agua y generación de sustancias peligrosas, son estas causas las que tienen la capacidad de afectar el normal funcionamiento de la producción y desencadenar en consecuencias graves. El trabajo indicó que las interacciones que predominan en un 60% aproximadamente en resultar en una interacción con un impacto moderado al medio ambiente y en un 81% en interacciones que requieren la necesidad de validar la necesidad de mitigar el impacto. En síntesis, un grupo de 25 aspectos ambientales y otro de 18 impactos fueron los que terminaron en las 975 interacciones, de las relaciones posibles entre estos grupos, la mayoría pertence a la clasificación de no significativo debido a que los impactos ambientales de la industria fabril están asociada a la producción de la materia prima y energía que es consumida en el proceso propio de la empresa. El plan de gestión contiene un plan de acciones que se puede implementar en la empresa para mitigar los impactos ambientales significativos y controlar la carga ambiental de la planta, buscando minimizar el impacto ambiental, estas acciones forman parte de ochos ejes de trabajo que abarcan seis puntos clave para desarrollar los ejes manteniendo un sentido común en cada uno, a su vez esto se enmarca en ochos principios que se quieren desarrollar en el plan de gestión ambiental: gestión integrada, comunidades, agua, emisiones, asuntos regulatorios, cambio climático, biodiversidad, y residuos, esto se centra en responder al sentido del plan de gestión y a los objetivos que quieren cumplirse y así dar un sentido al plan de gestión. También se establece en el plan de gestión ambiental los trabajos necesarios para lograr una claridad en la información de contaminantes ambientales, esto a su vez ayudaría a generar una línea base con información histórica, a la transparencia y veracidad de los datos.

La Norma Secundaria de Calidad Ambiental (NSCA) para la Protección de las Aguas Continentales Superficiales de la Cuenca del Río Aconcagua es un instrumento que pretende controlar parámetros de calidad ambiental sobre el recurso hídrico. Se analiza la importancia de la implementación de una norma secundaria para la región de Valparaíso, considerando que es una zona afectada por el cambio climático y declarada zona de escasez hídrica. Esta norma ha generado controversia durante el proceso de aprobación, ya que éste comenzó el año 2004 y finalizó con un anteproyecto publicado el año 2006, luego se planteó un segundo proyecto de norma iniciado el año 2015 el cual continua hasta hoy. Los problemas existentes que han retrasado el proceso están asociados a la mala gestión por parte de los servicios públicos pertinentes ya la gran intervención por demanda productiva que tiene la cuenca del río Aconcagua ya que existen actividades económicas muy diversas y lo impactan de distintas formas. Las principales actividades que se desarrollan son minería, agricultura, servicios sanitarios, extracción de áridos e industrias químicas, los impactos asociados a estas actividades son principalmente la descarga de RILES y la extracción directa de agua del río Aconcagua. La aprobación de una norma secundaria de calidad ambiental para un recurso hídrico implica un costo importante para las empresas que desarrollan actividades económicas con dicho recurso, ya que deben implementar medidas principalmente de calidad para su cumplimiento. En este sentido es importante mencionar los costos que han significado para el Estado, implementar la norma, los cuales bordean los $150.000.000 los cuales solo corresponden al gasto en horas hombre y estudios realizados, los costos de monitoreo posterior a la aprobación de la norma bordean los $3.400.000 al año. Finalmente se concluye que la aprobación de la NSCA para el río Aconcagua es necesaria pero debido al cambio en las condiciones climáticas (expresada en una aguda escasez hídrica)y la creciente actividad económica de la cuenca es necesario que se reevalúen cada 5 años los límites de concentraciones máximos en los parámetros que pueden causar contaminación al río. La NSCA para el río Aconcagua no pretende solucionar los problemas hídricos de la región de Valparaíso, ya que el estado debe tomar las medidas pertinentes y realizar las modificaciones adecuadas, como por ejemplo la modificación al Código de Aguas creado el año 1981 y comenzar a normar sobre el cultivo de especies tropicales introducidas.

La región de Valparaíso ha sido constantemente amenazada por incendios forestales, afectando a especies forestales nativas y exóticas. Su ecosistema de tipo mediterráneo bajo una clara estacionalidad (muy seco en verano) y el factor humano proporcionan las condiciones necesarias para el inicio y la propagación del fuego. Existen también factores naturales que influyen en la inflamabilidad de las especies forestales, siendo los terpenos los mas estudiados. Cuando las hojas de las especies forestales están sometidas a altas temperaturas, antes de la fase de llama, inducen fácilmente a la evaporación de terpenos (altamente inflamables) contenidos al interior de las hojas contribuyendo al encendido y propagación del fuego en un incendio forestal. El objetivo principal es la determinación de terpenos, contenido de humedad e inflamabilidad de las hojas de especies nativas (Quillaja saponaria y Cryptocarya alba) y exóticas (Pinus radiata, Eucalyptus globulus y Acacia dealbata) recolectadas durante la época de verano 2019 en la Reserva Nacional Lago Peñuelas, Valparaíso. Los objetivos específicos son 1)determinación del grado de inflamabilidad de las hojas de especies exóticas/nativas seleccionadas usando el instrumento epirradiador, considerando la ignitabilidad y sostenibilidad, 2)caracterización química de las hojas de especies exóticas/nativas seleccionadas, 3)determinación de terpenos contenidos en las hojas de especies exóticas/nativas, usando extracción soxhlet y análisis por Cromatografía Gaseosa acoplada a Espectrometría de Masas y 4)estudiar el efecto de los terpenos y contenido de humedad sobre la inflamabilidad utilizando análisis de varianza ANOVA. Los resultados muestran presencia de sesquiterpenos para la mayoría de las especies analizadas. Los principales compuestos identificados fueron para: P. radiata: (E)-β-cariofileno y germacreno D, E. globulus: aloaromadendreno y aromadendreno, C. alba: α-bergamoteno y germacreno D y para Q. saponaria: aromadendreno y aloaromadendreno. Por otro lado, los tiempos de ignición fueron: E. globulus: 3,98 s (grado de inflamabilidad 5, extremadamente inflamable), C. alba: 6,85 s (grado de inflamabilidad 5, extremadamente inflamable), A. dealbata: 9,64 s (grado de inflamabilidad 5, extremadamente inflamable), P. radiata: 19,64 s (grado de inflamabilidad 3, inflamable) y Q. saponaria: 20,99 s (grado de inflamabilidad 3, inflamable). La presencia de estos compuestos volátiles se relaciona positivamente con la inflamabilidad, debido a que todas las especies resultaron ser inflamables, según la tabla propuesta por Valette (1990). El principal impacto de este trabajo es contribuir con información respecto a factores naturales y su relación con la inflamabilidad del follaje de especies nativas, dado que no existen estudios actuales que describan su relación, considerando que Chile es un país vulnerable a incendios forestales. Esta información proporciona potenciales indicadores de riesgos que plantea una especie forestal en épocas de incendios forestales, contribuyendo a orientar las reforestaciones para que en un futuro las formaciones de bosques mediterráneos sean menos susceptibles a estos y, por lo tanto, reducir el daño causado por los incendios forestales.

En Chile actualmente existen elevados índices de contaminación atmosférica, concentrados en la zona centro-sur del país, cuyo origen corresponde principalmente a emisiones generadas por calefacción residencial (MMA, 2018d). Considerando entonces la necesidad de diversificar la matriz energética, el proyecto FONDEF ID15I10580 contempla asignarles valor agregado a diversos residuos generado en la industria agrícola y forestal del país, por medio de la creación de pellets a partir de residuos sin procesar, para posteriormente realizar ensayos de combustión con estos materiales en una Cámara de Combustión Controlada de Emisiones (3CE). El objetivo de este estudio es obtener los Factores de Emisión (FE) de los gases de combustión (CO2, CO, NOX, SO2 y H2), de material particulado (PM1, PM2,5 y PM10), de Black Carbon (BC) y Brown Carbon (BrC) provenientes de las emisiones generadas por la combustión de pellets confeccionados a partir de rastrojos de avena, orujos de uva y de aserrín de pino, para posteriormente compararlos con los resultados obtenidos por la quema de pellet comercial fabricado a partir de aserrín de pino. Mediante espectrometría láser se obtuvieron los FE de PM10 con valores de 0,35 ± 0,32 [g/kg] para los ensayos con avena, de 0,59 ± 0,46 [g/kg] con uva, de 2,78 ± 0,96 [g/kg] con pino y de 3,24 ± 0,91 [g/kg] con pellet comercial. Con respecto al N° de partículas detectadas, se determina que en las emisiones medidas las partículas se concentran principalmente en la moda Aitken, en más de un 58% del total, y en la moda de acumulación, con un 17% del total, presentando tamaños entre 0,02 – 0,1 [µm], cuya distribución se comportan de manera cualitativa y cuantitativamente de acuerdo con lo esperado teóricamente según lo expuesto por EPA (1996) y Whitby (1978). En cuanto a los FE de BC resultaron de un 0,084 ± 0,011 [g/kg] para los ensayos con avena, de 0,080 ± 0,023 [g/kg] con uva, de 0,081 ± 0,002 [g/kg] con pino y de 0,027 ± 0,015 [g/kg] con pellet comercial, por otra parte los FE de BrC resultaron de 0,036 ± 0,004 [g/kg] para quemas con avena, 0,038 ± 0,009 [g/kg] para uva, 0,025 ± 0,004 [g/kg] para pino y 0,025 ± 0,004 para pellet comercial, se comprobó que no existen diferencias estadísticamente significativas entre las medias de los FE de BrCy de BC para las biomasas de avena, uva y pino, con un 95% de confianza. Se concluye que los pellets de pino en el proceso de combustión lograron quemarse en un mayor porcentaje, con un rendimiento de quemado del 90,10 %, seguido de avena con un 87,63% y finalmente de uva con 52,97%. Se determinó que las quemas con uva emitieron en promedio una mayor cantidad de CO durante los ensayos, con un FE promedio de 181,39 ± 131 [g/kg], además esta variedad también generó mayores de NOx, con un FE promedio de 7,6 ± 1,8 [g/kg], seguida de la avena con 5,4 ± 1,8 [g/kg] y finalmente pino y pellet comercial, con FE de 1,5 ± 0,57 [g/kg] y 1,3 ± 0,5 [g/kg] respectivamente. Con respecto a las emisiones de SO2 para el pellet de pino resultó de 3,5 ± 1,9 [g/kg], para el pellet de avena de 1,6 ± 0,9 [g/kg], para el caso de la uva de 0,9 ± 1,1 [g/kg] y para el pellet comercial, con un valor de 0,00013 ± 0,0003 [g/kg]. Con respecto al análisis XRF, se determina que las cenizas de avena presentaron un contenido importante de SiO2, en un 34,89% y de K2O en un 7,88%, de igual manera las cenizas de uva presentan K2O con un porcentaje elevado, del 22,07%. Por otra parte, con respecto al pellet comercial, se concluye que posiblemente sus cenizas están contaminadas con parte del material que conforma el soporte para la biomasa en la cámara 3CE. Se concluye que las adaptaciones realizadas a la 3CE resultaron adecuadas para cumplir con el objetivo de combustionar pellets de forma reproducible con todas las variedades de biomasa ensayadas. Con respecto a los FE obtenidos para las concentraciones de material particulado, se identificaron un total de 8 valores atípicos. Se establece que la consolidación de los pellets es un factor clave en la correcta combustión de la biomasa, debido a que afecta tanto a las emisiones de partículas, como a las emisiones gaseosas, generando un aumento de estos contaminantes si es que el material no se encuentra bien consolidado. Finalmente se recomienda incorporar a este estudio ciertos parámetros que no pudieron medirse en esta experimentación, como los FE de CO2 para pellet comercial, medir la temperatura de llama en estos ensayos con pellet comercial, analizar las cenizas de pino y conocer la composición elemental completa de las biomasas antes de ser combustionadas.

En el proceso de flotación, la zona de espuma ha sido ampliamente estudiada debido a la complejidad de los fenómenos que en ella ocurren y a la influencia que tiene en el rendimiento global del proceso. Para ello, la zona de espuma se evalúa independiente del proceso de colección. En la actualidad, el transporte de espuma es un campo sobre el cual aún existen aristas que investigar. En base a ello, se propuso estudiar la recuperación de agua en pos de desarrollar un modelo capaz de predecir el comportamiento de la recuperación de agua en espumas de flotación, en base a la medición de flujo de agua recuperada en el concentrado. En el presente trabajo, se desarrolló un modelo empírico para predecir el comportamiento del flujo de agua recuperada en el concentrado en un sistema bifásico (espuma – agua) a partir de un diseño factorial 33, donde se evaluó el efecto de la velocidad superficial de aire ( 𝐽𝑔 ), la profundidad de espuma ( 𝐻𝑓 ) y el porcentaje de área efectiva de la celda ( 𝐴𝑒𝑓𝑓 ). Además, se obtuvo información complementaria sobre variables como la distribución del tamaño de burbujas en espuma, velocidad de transporte de espuma y tasa de colapso utilizando el sistema Visiofroth para análisis de imágenes. Se observó una relación potencial entre el flujo de agua recuperada en el concentrado y la velocidad de transporte de espuma, donde ambas son consecuencias de las variables de operación controladas (J g, Hf y Aeff). La correlación obtenida presentó un coeficiente de determinación de 0,9895. El software estadístico Minitab 18, mostró que el presente modelo se ajustó adecuadamente a los resultados experimentales. Esto se evaluó en base al coeficiente de determinación obtenido, el cual fue de 0,9751. Finalmente se estudió el efecto que tiene la disminución de la distancia máxima de transporte de espuma al rebalse de la celda de flotación en la recuperación de agua. Para esto se realizaron experimentos a 100, 80, 60, 40 y 20 [cm] de distancia al rebalse, donde se observó un aumento en el flujo de agua recuperada al disminuir la distancia al rebalse. Además, se observó turbulencia en la zona de espuma cuando la distancia al rebalse fue menor a 40 [cm].