• INVESTIGADORES
Dra. Lorna Guerrero S.
Dr. Bernardo Prado A.
Ph.D. Silvio Montalvo M.

• ÁREAS
Ingeniería Sanitaria

• RESUMEN
El presente proyecto forma parte de una línea de investigación, que tiene sus orígenes en estudios llevados a cabo bajo el alero de Fondecyt y de la Universidad. La base de dicha investigación, ha sido el desarrollo de procesos bioquímicos industriales para el tratamiento de residuos, los que en sus inicios estuvieron orientados a la obtención de combustibles: biogás, mediante tratamiento anaerobio y etanol, por fermentación alcohólica. Posteriormente se han ido incorporando otros conceptos relacionados con tratamiento biológico de residuos sólidos y líquidos: gestión y revalorización de éstos, pre y post tratamientos y otros, logrando muy buenos resultados, presentados a través de publicaciones en revistas indexadas, asistencia a congresos nacionales e internacionales, tesis de pre y postgrado, e incluso, durante el año 2003, la publicación del libro "Tratamiento Anaerobio de Residuos. Producción de Biogás", del cual la Investigadora Responsable es coautora, junto al co-investigador Dr. Silvio Montalvo.

A partir del año 2003, y como parte del estudio de la digestión anaerobia de residuos líquidos y sólidos, se ha dado énfasis al estudio de aspectos microbiológicos que permiten un mejor entendimiento de este proceso, sobre todo cuando se trabaja en condiciones de estrés: presencia de sulfatos en la alimentación o bien con nitrógeno amoniacal en el efluente. Este énfasis se pretende continuar en las investigaciones futuras.

Como es sabido, los procesos de digestión anaerobia representan una de las alternativas más convenientes para la remoción de materia orgánica. Posee muy bajos requerimientos de energía y por lo tanto, involucra costos de operación reducidos. La producción de lodo (ya digerido) es baja, por lo que su disposición constituye un problema de relativa simpleza. Además, la degradación anaerobia de la materia orgánica produce biogás, el que puede utilizarse con fines energéticos. Por esta razón, el presente proyecto pretende continuar la investigación en los procesos biológicos anaerobios, dando énfasis esta vez, para dar respuesta al problema de tratamiento de RILES en la industria manufacturera, al estudio de eliminación conjunta de materia orgánica y sulfato y materia orgánica y nitrógeno amoniacal, y al estudio de la zeolita natural como inmovilizador de microorganismos en reactores anaerobios.
La digestión anaerobia presenta inconvenientes al tratar aguas residuales que poseen un alto contenido de sulfato. En presencia de éste, produce altas concentraciones de H2S en el biogás, lo que genera problemas de olores y corrosión, además de inhibir a las bacterias metanogénicas y a las mismas sulfatorreductoras. Son varias las industrias que presentan en sus aguas residuales concentraciones elevadas de sulfato, como por ejemplo curtiembres, industria de la celulosa, la producción de levaduras, algunos procesos de fermentación, etc. Por lo tanto, se hace necesario buscar estrategias de operación que permitan la aplicación de las tecnologías anaerobias para este tipo de industrias, de manera de poder llevar los beneficios de esta tecnología a otras industrias.
El alto contenido de nitrógeno en aguas residuales, también presenta dificultades en la digestión anaerobia. La alta producción de amoniaco producida por reacciones bioquímicas puede llegar a inhibir el proceso. Por esta razón, se pretende investigar el uso de zeolitas como soporte para estudiar sus efectos sobre la eliminación de nitrógeno amoniacal en los procesos de digestión anaerobia, además de los efectos en la adherencia microbiana que se produzcan.

Cabe destacar que además de lo anterior, el proyecto continuará con los avances logrados a la fecha: aplicación de recursos mineros que actúan como biocatalizadores, estudios microbiológicos, aplicaciones específicas de la digestión anaerobia, gestión de efluentes, pre (sedimentación, flotación, coagulación-floculación, etc.) y post - tratamientos o tratamientos terciarios (nitrificación-desnitrificación biológica, desorción, etc.).

• INVESTIGADORES
Ph.D. Luis Bergh O.
Ph.D. Juan Yianatos B.

• ÁREAS
Ingeniería de Instrumentación y Control
Ingeniería Metalúrgica

• RESUMEN
En general, la industria nacional ha alcanzado estándares internacionales con la incorporación masiva de instrumentación, de sistemas computacionales para la adquisición de datos, monitoreo en línea de variables de operación y sistemas de control distribuido. El mayor impacto del uso de computadores se produce, sin embargo, cuando se usan con el fin de optimizar las operaciones del proceso. Un objetivo fundamental de este proyecto es el desarrollo, evaluación y adaptación de técnicas modernas de modelación y diseño de sistemas de control de procesos por computador, como una forma de generar independencia tecnológica. Sin embargo, el uso apropiado de estas técnicas requiere de un grado de experiencia que es necesario desarrollar y confrontar experimentalmente. El desarrollo de control supervisor se extiende a diferentes áreas de la industria de procesos, cubriendo esquemas complejos de control, recuperación de condiciones extremas de operación, procedimientos de detención por emergencias, procedimientos de optimización considerando restricciones operacionales y monitoreo del comportamiento de sistemas de control, entre otras.

En este proyecto se propone trabajar en el desarrollo de sistemas supervisores de la operación de procesos complejos en tres frentes: por simulación, por evaluación experimental a escala piloto y por evaluación experimental a escala industrial, cuando sea posible. Se evaluarán a escala piloto y a escala industrial los avances logrados en el desarrollo de métodos alternativos de supervisión en la medición de variables operacionales, en la coordinación de lazos de control distribuidos y en sistemas de detección de fallas. Se incorporará el uso de técnicas de inteligencia artificial, tales como redes neuronales, lógica binaria y lógica difusa tanto para la validación de la información, como para su procesamiento en el control del proceso. Se incorporará el uso de técnicas de estadística multivariable, tales como PCA y PLS, para el monitoreo y detección y remediación de fallas. Se integrará el uso de estas herramientas en forma jerarquizada. Este proyecto cubre cuatro grandes áreas dentro de unidades de procesos, específicamente del procesamiento de minerales: extracción por solvente, flotación y procesos pirometalúrgicos.

• INVESTIGADOR
Dr. Juan de la Fuente

• ÁREAS

Ingeniería Química
Procesamiento y Tecnología de Alimentos

• RESUMEN

El presente proyecto pretende contribuir al desarrollo de procesos de fraccionamiento de extractos hidro-etanólicos de sustratos vegetales (o las así llamadas "tinturas"), con dióxido de carbono (CO2) supercrítico (SC-CO2) como agente antisolvente. Datos de equilibrio obtenidos para sistemas complejos etanol + agua + principios bioactivos en plantas + CO2, facilita el desarrollo de procesos continuos de fraccionamiento, basados en una cascada multietapa de despresurización en que los compuestos son sucesivamente precipitados de acuerdo con su solubilidad decreciente en la mezcla de etanol y agua, en presencia de SC-CO2 (el antisolvente). Este novedoso proceso ha sido recientemente ilustrado para la separación de los lípidos y otros compuestos liposolubles (resinas), compuestos bioactivos (alcaloides y flavonoides), y compuestos volátiles (aceites esenciales) a partir de tinturas de propóleo. Ésta, es una tecnología de punta con importantes requerimientos de investigación y desarrollo. Necesidades específicas incluyen el esclarecimiento del carácter antisolvente y/o cosolvente del CO2, sobre los constituyentes de la tintura de acuerdo a la temperatura, presión, composición global, y fracción del fluido supercrítico (FSC) en la mezcla. Una componente fundamental para el éxito de este proyecto, será la operación y validación de un sistema experimental para medir el equilibrio entre fases a alta presión para sistemas tintura + CO2. Este sistema complementa uno de bajo costo actualmente en operación, que se encuentra limitado para la determinación de solubilidades en el caso de solutos de muy baja volatilidad. Con la experiencia previamente adquirida y la infraestructura mejorada, se podrán estudiar sistema de mayor complejidad como tinturas, que incluyen dos o más solutos, y dos fases que se pueden muestrear y analizar por separado. El sistema se beneficia, además, de las posibilidades de efectuar control de presión, y explorar el equilibrio de fases a través del método sintético, y utiliza parte del equipamiento ya existente en el Laboratorio de Termodinámica de Procesos (LTP), dirigido por el Investigador Responsable. Como materia prima objetivo son las hojas de boldo. Su selección se basa en la basta experiencia previa que ha relacionado la composición química con la actividad antioxidante. El boldo además, tiene importancia comercial, al ser una planta endémica de Chile ampliamente reconocida por sus propiedades medicinales en diversas farmacopeas. El extracto hidro-etanólico de boldo es rico en componentes de alta actividad antioxidantes tales como alcaloides (e.g., boldina) y flavonoides (e.g., catequina), además de compuestos aromáticos (aceites esencial) pro-oxidantes. El fraccionamiento de la tintura de boldo en antioxidantes naturales, por un lado, y aceites esenciales y otros contaminantes (e.g., pigmentos clorofílicos), por el otro, daría origen a productos de alto valor agregado. Aparte de sus méritos científico-tecnológicos propios, este proyecto va a contribuir a la formación de alumnos de pre y postgrado.

• INVESTIGADOR
Dr. Luis Borzone

• ÁREAS

Ingeniería Química
Ingeniería Sanitaria

• RESUMEN

La gestión eficiente de los recursos marinos requiere del uso de herramientas confiables para la predicción de patrones de dispersión de contaminantes en zonas costeras. Estas herramientas son los modelos oceanográficos, que permiten predecir el comportamiento hidrodinámico en zonas litorales, junto a los modelos de dispersión de contaminantes, que utilizan como datos de entrada los campos de corrientes generados por los modelos oceanográficos. Uno de los problemas más difíciles en la implementación de este tipo de modelos es la calibración de los parámetros de transporte y la validación de resultados, debido a las dificultades y alto costo de las campañas oceanográficas requeridas. En este proyecto se desarrollará una metodología para la utilización de datos de los satélites orbitadores polares (POES), así como de los satélites científicos (Terra/Aqua), en la implementación de modelos oceanográficos y de dispersión, tales como el Fundy, Quoddy y Drogue, desarrollados por el OPNML (Ocean Processes Numerical Modelling Laboratory, North Carolina University at Chapel Hill). Además, se implementará una metodología para la utilización de la información SST (Temperatura de la superficie del mar) proveniente de estos satélites, basada en el comportamiento lagrangiano de ciertos patrones termométricos del SST. En una primera etapa, los modelos serán calibrados utilizando mediciones oceanográficas obtenidas en estaciones ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler), ya disponibles para las bahías de Valparaíso y Concón, integrando datos satelitales a través de la metodología del problema inverso. En una segunda etapa se realizará la validación a través de la contrastación entre resultados de los modelos y las mediciones satelitales, para distintos tipos de eventos y condiciones forzantes, en bahías de la Zona Central de Chile.

• INVESTIGADORES
Ph.D. Ricardo Simpson

• ÁREAS

• RESUMEN

• INVESTIGADORES
Ph.D. Sergio Almonacid

• ÁREAS

• RESUMEN

• INVESTIGADOR
Dra. María Pilar Gárate Ch.

• ÁREAS

• RESUMEN

• INVESTIGADOR
Ph.D. Knud H. Hansen

• ÁREAS

• RESUMEN

• INVESTIGADOR
Mag. Adrián Rojo O.

• ÁREAS

• RESUMEN

• INVESTIGADORES
Dr. Juan de la Fuente B.
Dr. José del Valle Ll. (Pont. Universidad Católica de Chile)

• ÁREAS
Procesamiento y Tecnología de Alimentos
Tecnología y Ciencias Silvoagropecuarias
Ingeniería Química

• RESUMEN
El presente proyecto pretende contribuir al desarrollo de procesos de fraccionamiento de extractos hidro-etanólicos de sustratos vegetales (o las así llamadas "tinturas"), con dióxido de carbono (CO2) supercrítico (SC-CO2) como agente antisolvente. Datos de equilibrio obtenidos para sistemas complejos etanol + agua + principios bioactivos en plantas + CO2, puede facilitar el desarrollo de procesos continuos de fraccionamiento basados en una cascada multietapa de despresurización, en que los compuestos son sucesivamente precipitados de acuerdo con su solubilidad decreciente en la mezcla de etanol y agua, en presencia de SC-CO2 (el antisolvente). Necesidades específicas incluyen el esclarecimiento del carácter antisolvente y/o cosolvente del CO2, sobre los constituyentes de la tintura de acuerdo a la temperatura, presión, composición global, y fracción del fluido supercrítico (FSC) en la mezcla. Como materia prima se va a utilizar tintura de boldo. El extracto hidro-etanólico de boldo es rico en componentes de alta actividad antioxidantes tales como alcaloides (e.g., boldina) y flavonoides (e.g., catequina), además de compuestos aromáticos (aceites esencial) pro-oxidantes. Aparte de sus méritos científico-tecnológicos propios, este proyecto va a contribuir a la formación de alumnos de pre- y postgrado, y la interacción entre dos grupos nacionales de alta productividad científica, y con sus pares en el extranjero.

• INVESTIGADORES
Ph.D. Sergio Almonacid M.

• ÁREAS

• RESUMEN

• INVESTIGADORES
Ph.D. Ricardo Simpson R.

• ÁREAS
Procesamiento de Alimentos

• RESUMEN

• INVESTIGADORES
Ph.D. Juan Yianatos B.
Ph.D. Luis Bergh O.

• ÁREAS
Procesamiento de Alimentos

• RESUMEN

• INVESTIGADORES
Ph.D. Knud H. Hansen.

• ÁREA

• RESUMEN

• INVESTIGADORES

Dr. José del Valle Ll. (Pont. Universidad Católica de Chile)

Dr. Juan de la Fuente B.
Mag. Edgar Uquiche C. (Pont. Universidad Católica de Chile)

• ÁREAS
Procesamiento y Tecnología de Alimentos
Ingeniería Química

• RESUMEN
El presente proyecto contribuirá al desarrollo de los procesos de extracción de sustratos vegetales, empleando dióxido de carbono (CO2) en condiciones supercríticas (SC-CO2) como solvente. La extracción con fluidos supercríticos (EFS) es una tecnología relativamente nueva, que demanda un esfuerzo mayor de investigación y desarrollo para ser aplicado comercialmente. Una necesidad específica corresponde al efecto del pretratamiento de la muestra, sobre la velocidad de extracción y el rendimiento (aspecto de especial interés de nuestro grupo de investigación). En este proyecto se estudiará el efecto de la matriz sólida y condiciones de extracción, sobre el fenómeno de sorción para solutos relevantes en presencia de SC-CO2, y aspectos que frecuentemente son despreciados a causa de las dificultades experimentales involucradas. Al final del trabajo la información obtenida será sistemáticamente aplicada como parámetros en un modelo matemático de simulación completamente predictivo, que empleará relaciones microestructura-extractabilidad para la determinación de la difusividad efectiva de los solutos en la matriz sólida. Los parámetros de modelos de isotermas de sorción serán ajustados de acuerdo a la información generada en este proyecto, y correlaciones actuales de DL y kf especialmente adaptados para lechos empacados de sustratos sólidos tratados con fluidos supercríticos. Además de los méritos científicos y tecnológicos, este proyecto pretende contribuir a la formación de estudiantes chilenos de pregrado y postgrado.

• INVESTIGADORES
Dr. Rolando Chamy (P.U.C.V.)
Dra. Paola Poirrier
Dra. Lorna Guerrero S

• ÁREAS

• RESUMEN