• INVESTIGADORES
Ph.D. Knud H. Hansen
Msc. Patricio Núñez M.

• ÁREAS
Ingeniería Ambiental
Ingeniería Química

• RESUMEN
La necesidad de tener procesos de tratamiento adecuados de aguas residuales industriales en las fundiciones de cobre es un desafío presente en Chile. En este proyecto se investigan las posibilidades de tratar RILES de fundición de cobre. Los riles de fundiciones de cobre tiene al menos tres fuentes y deben ser dispuesta en un receptor líquido. Los procesos de tratamiento que se investigan son: precipitación con NaSH, electrocoagulación, electrodiálisis, osmosis inversa y extracción líquido-líquido. Estos procesos ya se conocen para remover metales de RILES - metales, tales como: Arsénico, flúor, cadmio, selenio y otros metales, los cuales están presentes en las aguas residuales de fundición. Las investigaciones incluyen análisis de cinética, determinación de parámetros críticos para el diseño, considerando fuentes individuales o mezclas adecuadas. Basados en los resultados se formulan los balances de masa y energía, y se evalúan los procesos más adecuados mediante simulación en ASPEN a escala industrial. Se utiliza como fundición modelo con refinería y planta de Metales Nobles.

• INVESTIGADORES
Dra. María Pilar Gárate Ch.
Dr. Juan de la Fuente B.

• ÁREAS
Ingeniería Química
Físico-Química

• RESUMEN
En las últimas décadas se ha expresado una creciente preocupación por el uso de solventes clorados (percloroetileno) en la industria del lavado en seco. Este solvente es sospechoso de ser cancerígeno además de probadamente tóxico para el medio ambiente. Como consecuencia de ésto, los países desarrollados han aprobado leyes que regulan fuertemente el uso de este tipo de solventes. Esta tendencia ha llevado a las empresas del rubro a la búsqueda de solventes alternativos, así como de aditivos (surfactantes) que faciliten el lavado de las prendas en tales solventes. Estudios preliminares mostraron que los surfactantes del tipo no-iónico, constituían los candidatos más idóneos para actuar eficientemente como detergentes en solventes no polares. Para tal efecto, los mencionados surfactantes deben satisfacer tres requisitos: ser solubles en el solvente, ser tenso-activos y formar agregados (micelas) en solución. Dado que la existencia de agregados en solventes no polares es hasta hoy un tema de debate, el objetivo general del proyecto es estudiar el fenómeno de agregación de una serie de surfactantes no-iónicos en solventes no polares. Más específicamente, se desea establecer:

a) La formación de agregados en sistemas de surfactantes no-iónicos del tipo etoxilados [CH3-(CH2)i-(O-CH2-CH2)j-OH] y solventes no polares clásicos.

b) El impacto que tiene sobre la formación de agregados la longitud de la cadena hidrocarbonada (i) y el número de grupos de óxido de etileno (j).

c) Las características del micro-ambiente creado al interior de los agregados.

d) Las principales fuerzas impulsoras del proceso de agregación y su origen (entálpico o entrópico).

El entendimiento de los factores que gobiernan el fenómeno de agregación y de los parámetros que lo influencian, sentarán las bases para la formulación de un modelo que, basado en simples criterios, permita el diseño de surfactantes para un solvente en particular.

• 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.

• INVESTIGADORES
Mag. Adrián Rojo O.
Ph.D. Knud H. Hansen

• ÁREAS
Ingeniería de Minas

• RESUMEN
Durante décadas la minería metálica ha sido una de las claves industriales de Chile, debido a las altas leyes de los minerales que existen en la Cordillera de Los Andes. Esta explotación, junto a la producción de metales, ha generado residuos. Especialmente la minería del cobre a partir de minerales sulfurados, ha producido grandes cantidades de relaves que se han depositado en tranques. Además, la lixiviación natural de estos tranques ha contaminado los ríos y el suelo cercano a estos grandes depósitos. En los ríos, los metales precipitan en los sedimentos que se acumulan aguas abajo. La mayor contaminación por metales pesados la produce el cobre, y en menor extensión, el plomo, cadmio, zinc y arsénico.

En los últimos 20 años, se ha probado que la remediación electrocinética, es un método posible para remover metales pesados de sólidos porosos granulares, tales como: suelos, arcillas, cenizas y lodos. Los metales terminan en soluciones electrolíticas o en pequeñas fracciones del material contaminado en forma concentrada. Este método ya ha mostrado su potencial para remediar relaves de cobre.

Este estudio se relaciona con el uso del proceso de remediación electrocinética, para tratar relaves de cobre de la mina El Teniente de Rancagua. Después de aplicar la remediación electrocinética al relave los objetivos son:

1) Obtener grandes cantidades de un sólido inerte con bajo contenido de cobre, que cumpla los estándares ambientales para cobre.

2) Obtener un producto con alto contenido de cobre que pueda ser usado por la industria minera, como materia prima para la producción de cobre.

En forma cuantitativa, partiendo de un relave original, se espera obtener un producto descontaminado del orden del 90% y un subproducto concentrado del restante 10%.

Los objetivos específicos de este proyecto son mejorar la remoción de cobre electrocinética por:

a) El uso de un ánodo móvil para reducir el consumo de energía del proceso.

b) El uso de la aplicación de campos eléctricos en forma de pulsos, para reducir los efectos de resistencia por polarización del relave.

En ambos casos el tiempo de remediación será reducido.

La metodología se basará en experimentos de remediación electrocinética a escala de laboratorio, usando una celda con aproximadamente 1.6 Kg. de relave. Esta celda fue desarrollada en el proyecto FONDECYT 1030366. El proceso será evaluado, considerando la eficiencia de remoción de cobre y el consume de energía.

• 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. Ricardo Simpson

• ÁREAS

Procesamiento y Tecnología de Alimentos
Ingeniería Química

• RESUMEN

El calentamiento óhmico es un proceso térmico en el cual el calor es generado internamente en el alimento el que actúa como resistencia al paso de corriente eléctrica alterna (CA). El calentamiento óhmico es también llamado calentamiento por resistencia, Joule heating, o electroheating™. Una gran cantidad de estudios se han realizado en estas dos décadas para explorar el calentamiento óhmico en el procesado de alimentos. La aplicación del concepto óhmico no es nuevo. A principios del siglo XX fueron patentados varios procesos usando corriente eléctrica para calentar materiales.
El calentamiento óhmico tiene características únicas con ventajas propias que tienen un gran impacto en los procesos de pasterización y esterilización, y los valores nutricionales de productos tratados con el calentamiento óhmico. Brevemente estas características y ventajas son:

· Calentamiento volumétrico de los alimentos (uniforme) por generación interna de calor comparado a las limitaciones de transferencia de calor en procesos convencionales, o las no-uniformidades comúnmente asociados con el calentamiento por microondas.
· La velocidad de calentamiento en las partículas sólidas es similar o mayor a las velocidades de calentamiento de la fase líquida. En el calentamiento convencional es imposible alcanzar rápidamente altas temperaturas en el centro de las partículas sólidas, tal como se logra en la fase líquida.
· Reduce los riesgos de ensuciamiento (fouling) en la superficie de transferencia de calor y minimiza el quemado del producto, resultando en un daño mecánico mínimo del sistema y mejor retención de nutrientes y vitaminas en el producto.
· Alta eficiencia en la conversión de energía (90% de la energía eléctrica se convierte a calor).
· Optimización del capital invertido y producto inocuo como resultado de la alta capacidad de carga.
· Fácil control del proceso con mecanismos de encendido y apagado instantáneo.
· Costos de mantención bajos (no hay partes móviles).

Los objetivos del presente proyecto consideran el desarrollo de procesos con calentamiento óhmico para productos chilenos con alto potencial exportador, mantener y estrechar los lazos con el grupo de investigación de la Universidad de Ohio State e investigar nuevas aplicaciones de calentamiento óhmico (por ejemplo: transferencia de masa acelerada). Además, postular a un proyecto FONDECYT en el año 2007.

Como principal resultado se espera establecer las bases teóricas y prácticas de calentamiento óhmico, de manera de introducir a mediano y largo plazo esta tecnología en nuestro país.

Lo anterior se estudiará a través de 3 etapas: a) la primera, ya avanzada en parte, incluye el diseño e implementación de una celda de calentamiento óhmico y la validación de las investigaciones realizadas por pares; b) utilización del calentamiento óhmico en combinación con deshidratación osmótica; y finalmente c) generar las bases para preparar un proyecto FONDECYT para el concurso del año 2007.

• INVESTIGADOR
Sr. Sergio Almonacid

• ÁREAS

Ingeniería Biomédica y Bioingeniería
Procesamiento y Tecnología de Alimentos

• RESUMEN

Chile, hoy en día, se presenta como el segundo productor mundial de salmón, las principales exportaciones consideran solo el filete de salmón, lo que resulta en un volumen creciente de sub-productos como vísceras, colas y cabezas (app 300.000 ton). Actualmente, el principal destino de estos desechos es la industria de harina de pescado. Una de las prioridades de la industria de procesos, en general, es agregar valor a los sub-productos y/o desechos. En el caso específico de la industria salmonera y como proceso alternativo a la harina de pescado, estos productos secundarios pueden utilizarse en la producción de hidrolizados proteicos, obteniendo así un producto con mayor valor.

El hidrolizado proteico es el resultado de la modificación de las proteínas del sistema biológico por medio de enzimas selectivas que actúan sobre eslabones de éstas, dando como resultado aminoácidos, di-peptidos, tri-peptidos, y otros. Los hidrolizados proteicos poseen varias propiedades funcionales, las cuales son atractivas como fuente de proteína para la nutrición humana, especialmente para usos médicos y productos de consumo masivo; suplementos proteicos en adultos mayores, nutrición en deportistas y control de peso, sin considerar las necesidades de tipo médico. Los hidrolizados proteicos poseen propiedades fisiológicas de especial importancia como la absorción gastrointestinal, especialmente di y tri peptidos, que muestra ser más efectiva comparada a la proteína intacta. El hidrolizado proteico de productos marinos muestra una alta concentración de "peptidos bioactivos" (PBA), como la "angiotensin I converting enzyme" (ACE). ACE esta caracterizada como la enzima clave en la regulación de la presión sanguínea periférica, un problema recurrente en la actualidad debido a la alta incidencia de la hipertensión arterial.

Se han realizado numerosos trabajos conducentes a la obtención de hidrolizados proteicos de diferentes especias de peces. Sin embargo, no se han estudiado las cinéticas de reacción que son de primera importancia para describir el fenómeno, y posteriormente poder mejorar u optimizar el proceso. El objetivo de este proyecto es probar distintos modelos de cinética enzimática, mediante la determinación de los correspondientes parámetros cinéticos. Para esto se generan resultados experimentales del grado de hidrólisis (DH), obtenidos de la hidrólisis de productos secundarios del procesamiento de salmón.

• 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. Juan Yianatos B.
Ph.D. Luis Bergh O.
Ing. Francisco Díaz V. (Comisión Chilena de Energía Nuclear)

• ÁREAS
Ingeniería Metalúrgica

• RESUMEN
La flotación es uno de los procesos de separación más ampliamente usados a nivel mundial, especialmente en la cadena de preparación de materiales para tecnologías relevantes al área de telecomunicaciones, cerámicas, procesos de remoción y reciclo de deshechos, y principalmente en la gran industria minera. Actualmente, el tratamiento de minerales por flotación alcanza los 2.000 millones de toneladas anuales en todo el mundo, incluyendo los minerales metálicos, no-metálicos y el carbón. La mayor aplicación del proceso de flotación está en la industria del cobre con un tratamiento anual de 1.000 millones de toneladas de mineral. En la última década, la producción mundial de cobre prácticamente se ha duplicado, y Chile lidera este avance con un tratamiento anual de 325 millones de toneladas de minerales de cobre por flotación, siendo actualmente el primer productor mundial de cobre. Paralelamente, se ha observado un notable crecimiento en el tamaño de los equipos de flotación. Desde los años 80 el tamaño de las celdas mecánicas ha aumentado 10 veces, alcanzando hoy niveles de 160-200 m3, mientras que las celdas neumáticas de flotación (columnas) ya superaron los 200 m3.

Actualmente, se plantean diferentes argumentos para justificar la efectividad de la flotación en distintos tipos de celdas mecánicas de gran tamaño, algunos señalan la necesidad de recircular toda la pulpa a través de la cavidad rotor-estator, otros establecen la necesidad de una adecuada dispersión del mineral y del gas en todo el volumen de la celda. Sin embargo, hasta hoy no es posible determinar con precisión el cómo y dónde se forma principalmente el agregado partícula-burbuja en los equipos de flotación industrial. Además, cabe señalar que una de las principales restricciones en la operación de equipos de gran tamaño es el manejo de la espuma. En consecuencia, el explosivo crecimiento de tamaño en los equipos de flotación impone nuevos desafíos, pues a pesar del gran esfuerzo en investigación y el desarrollo de la tecnología, los equipos y circuitos industriales aún se diseñan prácticamente en base a reglas empíricas. Recientemente, en el año 2002, se realizó una reunión internacional sobre fundamentos y aplicaciones de la flotación, donde se planteó a los investigadores la necesidad urgente de contribuir a llenar el espacio existente entre el conocimiento fundamental del proceso y su aplicación industrial.

Al respecto, el presente proyecto pretende caracterizar la operación de equipos de flotación industrial de gran tamaño, a fin de verificar el impacto que tienen las principales variables de diseño (ej.: sistema de remoción de espuma) y variables de operación (ej.: flujo de gas, altura de espuma) en el resultado metalúrgico del proceso.

En particular, se estudiará el comportamiento hidrodinámico y los flujos de transporte del mineral en función de las variables operacionales y de diseño del equipo. Para caracterizar el comportamiento hidrodinámico y el transporte del mineral en la interfase se usará la técnica de trazado radioactivo, marcando el líquido, el sólido flotable y no-flotable por clases de tamaño, y el gas. Los modelos resultantes tendrán la doble utilidad de servir como herramienta para el diagnóstico y la optimización de la operación industrial, como también para el diseño y escalamiento de nuevos equipos.

• INVESTIGADORES
Ph.D. Knud H. Hansen
Mag. Adrián Rojo O.

• ÁREAS
Ingeniería de Minas

• RESUMEN
Durante décadas la minería metálica ha sido una de las claves industriales de Chile, debido a las altas leyes de los minerales que existen en la Cordillera de Los Andes. Esta explotación ha generado residuos. Especialmente la minería del cobre a partir de minerales sulfurados, ha producido grandes cantidades de relaves que se han depositado en tranques. Además, la lixiviación natural de estos tranques ha contaminado los ríos y el suelo cercano a estos grandes depósitos. La mayor contaminación por metales pesados la produce el cobre, y en menor extensión, el plomo, cadmio, zinc y arsénico.

En los últimos 20 años, se ha probado que la remediación electrocinética es un método posible para remover metales pesados de sólidos porosos granulares tales como suelos, arcillas, cenizas y lodos. Los metales terminan en soluciones electrolíticas o en pequeñas fracciones del material contaminado en forma concentrada.

Este estudio se relaciona con el uso del proceso de remediación electrocinética para tratar relaves de cobre de la mina El Teniente de Rancagua. Después de aplicar la remediación electrocinética al relave los objetivos son:

1) Obtener grandes cantidades de un sólido inerte con bajo contenido de cobre que cumpla los estándares ambientales para cobre.

2) Obtener un producto con alto contenido de cobre que pueda ser usado por la industria minera como material prima para la producción de cobre.

En forma cuantitativa, partiendo de un relave original, se espera obtener un producto descontaminado del orden del 90% y un subproducto concentrado del restante 10%.

Los objetivos específicos de este proyecto son mejorar la remoción de cobre por:

a) El uso de un ánodo móvil para reducir el consume de energía del proceso.

b) El uso de la aplicación de campos eléctricos en forma de pulsos para reducir los efectos de resistencia por polarización del relave.

• INVESTIGADORES
Ph.D. Ricardo Simpson R.

• ÁREAS
Procesamiento de Alimentos

• RESUMEN
Independiente de los últimos avances en tecnología e ingeniería, la esterilización de conservas se mantiene como uno de los métodos más universales y económicos para la preservación de alimentos. En la literatura se describen varios algoritmos para el control en línea del proceso de esterilización de conservas. Estos sistemas están diseñados para corregir y ajustar el tiempo de proceso ante cualquier desviación que se produzca en la temperatura de proceso. Para la evaluación de la letalidad (Fo), se mide o calcula, continuamente la temperatura en el punto de más lento calentamiento o punto frío. Aunque muy eficientes, estos desarrollos son solo aplicables a alimentos que se calientan por conducción o convección forzada (se dispone de un modelo matemático). Una revisión exhaustiva de la literatura científica, no científica y patentes nacionales e internacionales, indica que no existe un sistema seguro y eficiente que sea aplicable a cualquier conserva de baja acidez. El objetivo de este proyecto es desarrollar, analizar, y preliminarmente implementar una estrategia general (aplicable a todo tipo de alimentos) de control en línea, que sea segura (garantizar un Fo) y eficiente para el proceso de esterilización de alimentos de baja acidez. Desde el punto de vista metodológico, es necesario diferenciar el desarrollo teórico e implementación práctica de la estrategia de control que será aplicable a todo tipo de conservas (general) de la estrategia de control, que será aplicable a las conservas que se calientan por conducción y convección forzada. Este proyecto contempla no solo un fuerte respaldo teórico sino que una importante componente experimental de validación.

• 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

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.