Browsing by Author "Sáez Navarrete, César"

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    Adaptable model for assessing sustainability in higher education
    (2015) Gómez, F.; Sáez Navarrete, César; Lioi, S.; Marzuca, V.
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    Adaptable model to assess sustainability in higher education : aplication to five Chilean institutions
    (2013) Urquiza, Francisco J.; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El presente estudio tiene dos objetivos principales. En primer lugar, el desarrollo de un modelo para evaluar el grado de implementación de la sustentabilidad en Instituciones de Educación Superior (HEI) que sea aplicable a distintos contextos, independiente de sus avances y de la información disponible. En segundo lugar, la aplicación de dicho modelo en el contexto Chileno para indagar sobre el desempeño nacional en esta materia. El modelo utilizado para la evaluación se basa cuatro niveles jerarquizados, considerando tres criterios principales: compromiso institucional (IC), ejemplo interno (SE) y promoción externa de la sustentabilidad (EP). El modelo fue probado en cinco instituciones de educación superior chilenas que contaban con reportes de sustentabilidad o equivalentes, en el año 2010. Los pesos de los criterios e indicadores se determinaron a través de consultas a expertos, utilizando el Proceso de Análisis Jerárquico (AHP) (Saaty, 1987). Los resultados de dicho proceso mostraron una preferencia por los criterios IC y SE con pesos de 36,1% y 38,2%, respectivamente; y menos preferencia por el criterio de EP con un peso 25,7%.
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    Análisis económico-energético de la biomasa lignocelulósica en Chile
    (2012) Sas Brunser, Sebastián Marcos; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Las tecnologías hoy en día más desarrolladas para la producción energética a partir de biomasa son las tecnologías de combustión directa, producción de syngas y la producción de etanol a través del proceso de la NREL. Estas tecnologías ya se han puesto a prueba en plantas piloto (NREL, 2011b, 2011c) y por esto se eligen para el análisis económico, energético y ambiental realizado en este trabajo de Tesis. Para el análisis de estas tecnologías, se consideran como materia prima los residuos forestales de la VI región. Se obtiene como resultado que las cantidades potenciales de etanol que se podría producir son importantes, alrededor de 45 mil m3. Esto es, relativas al 1% del consumo nacional de gasolina 93, 95 y 97 octanos. Esta producción sería aprovechada de mejor manera al ser utilizada como combustible de transporte en mezcla E10. Sin embargo, los proyectos de biomasa a etanol-celulósico no son rentables en la actualidad.
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    Análisis tecnológico y uso de energías renovables en el sector vitivinícola.
    (2019) Sailer, Maximilian; Sáez Navarrete, César; Santander Moya, Roberto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El vino- junto con el cobre, las frutas, el salmón y la celulosa- es uno de los productos importantes de exportación de Chile. Con el uso de energía renovable se puede mejorar la imagen del país y disminuir los costos energéticos. Las viñas San Pedro con Biogás en Molina y Miguel Torres con Biomasa y Termosolar en Curicó, entre otras, ya tienen experiencias con energías renovables. Hay grandes potenciales para otras viñas de acercarse a estas tecnologías. Se analizan los procesos del sector vitivinícola para estudiar las necesidades energéticas en cada etapa y las opciones de usar energías renovables. Las sucesivas etapas como plantar, cosechar, elaborar, embotellar y vender el producto requieren diferentes formas de energía. En varias etapas se generan desechos, como biomasa que tienen ciertas cantidades de valores energéticos. El presente trabajo propone seis tipos de tecnologías que utilizan energía renovable con el objetivo de disminuir el uso de energía del tipo fósil en las vitivinícolas. Las seis tecnologías analizadas son solar fotovoltaica, termo solar, bomba de calor, biogás, biomasa y gasificación. Los resultados muestran que se puede lograr la reducción del uso de energías fósiles en ese sector y aprovechar mejor las energías disponibles en la zona (biomasa, solar, bomba de calor, etc.). El aporte de las tecnologías de energía renovable en el ejemplo logra ser de 11% en energía eléctrica y 55% en energía térmica. No es un sustituto completo, pero es una inversión atractiva. Además es cada vez más importante considerar la huella de carbón y la eficiencia energética en la selección de un producto y no solamente el precio o la calidad.El vino- junto con el cobre, las frutas, el salmón y la celulosa- es uno de los productos importantes de exportación de Chile. Con el uso de energía renovable se puede mejorar la imagen del país y disminuir los costos energéticos. Las viñas San Pedro con Biogás en Molina y Miguel Torres con Biomasa y Termosolar en Curicó, entre otras, ya tienen experiencias con energías renovables. Hay grandes potenciales para otras viñas de acercarse a estas tecnologías. Se analizan los procesos del sector vitivinícola para estudiar las necesidades energéticas en cada etapa y las opciones de usar energías renovables. Las sucesivas etapas como plantar, cosechar, elaborar, embotellar y vender el producto requieren diferentes formas de energía. En varias etapas se generan desechos, como biomasa que tienen ciertas cantidades de valores energéticos. El presente trabajo propone seis tipos de tecnologías que utilizan energía renovable con el objetivo de disminuir el uso de energía del tipo fósil en las vitivinícolas. Las seis tecnologías analizadas son solar fotovoltaica, termo solar, bomba de calor, biogás, biomasa y gasificación. Los resultados muestran que se puede lograr la reducción del uso de energías fósiles en ese sector y aprovechar mejor las energías disponibles en la zona (biomasa, solar, bomba de calor, etc.). El aporte de las tecnologías de energía renovable en el ejemplo logra ser de 11% en energía eléctrica y 55% en energía térmica. No es un sustituto completo, pero es una inversión atractiva. Además es cada vez más importante considerar la huella de carbón y la eficiencia energética en la selección de un producto y no solamente el precio o la calidad.El vino- junto con el cobre, las frutas, el salmón y la celulosa- es uno de los productos importantes de exportación de Chile. Con el uso de energía renovable se puede mejorar la imagen del país y disminuir los costos energéticos. Las viñas San Pedro con Biogás en Molina y Miguel Torres con Biomasa y Termosolar en Curicó, entre otras, ya tienen experiencias con energías renovables. Hay grandes potenciales para otras viñas de acercarse a estas tecnologías. Se analizan los procesos del sector vitivinícola para estudiar las necesidades energéticas en cada etapa y las opciones de usar energías renovables. Las sucesivas etapas como plantar, cosechar, elaborar, embotellar y vender el producto requieren diferentes formas de energía. En varias etapas se generan desechos, como biomasa que tienen ciertas cantidades de valores energéticos. El presente trabajo propone seis tipos de tecnologías que utilizan energía renovable con el objetivo de disminuir el uso de energía del tipo fósil en las vitivinícolas. Las seis tecnologías analizadas son solar fotovoltaica, termo solar, bomba de calor, biogás, biomasa y gasificación. Los resultados muestran que se puede lograr la reducción del uso de energías fósiles en ese sector y aprovechar mejor las energías disponibles en la zona (biomasa, solar, bomba de calor, etc.). El aporte de las tecnologías de energía renovable en el ejemplo logra ser de 11% en energía eléctrica y 55% en energía térmica. No es un sustituto completo, pero es una inversión atractiva. Además es cada vez más importante considerar la huella de carbón y la eficiencia energética en la selección de un producto y no solamente el precio o la calidad.El vino- junto con el cobre, las frutas, el salmón y la celulosa- es uno de los productos importantes de exportación de Chile. Con el uso de energía renovable se puede mejorar la imagen del país y disminuir los costos energéticos. Las viñas San Pedro con Biogás en Molina y Miguel Torres con Biomasa y Termosolar en Curicó, entre otras, ya tienen experiencias con energías renovables. Hay grandes potenciales para otras viñas de acercarse a estas tecnologías. Se analizan los procesos del sector vitivinícola para estudiar las necesidades energéticas en cada etapa y las opciones de usar energías renovables. Las sucesivas etapas como plantar, cosechar, elaborar, embotellar y vender el producto requieren diferentes formas de energía. En varias etapas se generan desechos, como biomasa que tienen ciertas cantidades de valores energéticos. El presente trabajo propone seis tipos de tecnologías que utilizan energía renovable con el objetivo de disminuir el uso de energía del tipo fósil en las vitivinícolas. Las seis tecnologías analizadas son solar fotovoltaica, termo solar, bomba de calor, biogás, biomasa y gasificación. Los resultados muestran que se puede lograr la reducción del uso de energías fósiles en ese sector y aprovechar mejor las energías disponibles en la zona (biomasa, solar, bomba de calor, etc.). El aporte de las tecnologías de energía renovable en el ejemplo logra ser de 11% en energía eléctrica y 55% en energía térmica. No es un sustituto completo, pero es una inversión atractiva. Además es cada vez más importante considerar la huella de carbón y la eficiencia energética en la selección de un producto y no solamente el precio o la calidad.
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    Assessment of the floatability of chalcopyrite molybdenite and pyrite using biosolids and their main components as collectors for greening the froth flotation of copper sulphide ores
    (2014) Reyes Bozo, Lorenzo del Carmen; Higueras, P.; Godoy Faúndez, A.; Sobarzo, F.; Sáez Navarrete, César; Vásquez Bestagno, J.; Herrera Urbina, R.
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    Biorremediabilidad y biotoxicidad de suelos intemperizados y altamente contaminados con petróleo crudo
    (2017) Rodríguez Córdova, Leonardo Andrés; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La extracción intensiva de petróleo fue una bullante actividad en la Región de Magallanes durante la primera mitad del siglo XX. Desde la primera evidencia de hidrocarburos en 1899, el oro negro impulsó a muchos aventureros a instalarse en el sector e iniciar actividades extractivas artesanales. Esto ocurrió hasta que en la década de 1940 el Gobierno de Chile, a través de la Corporación de Fomento de la Producción (CORFO) y de la Empresa Nacional del Petróleo (ENAP), comenzó la explotación más industrializada del recurso. Sin embargo, la precaria tecnología de la época produjo diversos sitios contaminados en forma de fosas de contención de petróleo que por la falta de normativa ambiental y/o el desconocimiento de las consecuencias de este pasivo ambiental, fueron abandonados sin medidas de mitigación. No fue hasta la década del 2000 que normativamente fue desarrollándose el marco regulatorio específico que obliga el tratamiento de este tipo de problemas ambientales. En este trabajo de tesis doctoral se realizó un estudio sobre la aplicación de un sistema de biorremediación para suelos altamente contaminados con petróleo crudo e intemperizados por más de 7 décadas en la Región de Magallanes en Chile. Para ello, se aplicó biorremediación ex-situ on-site aeróbica, utilizando turba de 2 tipos (autóctona y comercial) como agente abultante. Los resultados mostraron que la biorremediación es factible para este tipo de suelos, aunque el proceso no permite llegar a concentraciones contaminantes residuales dentro de los niveles normativos referenciales establecidos. Entre otros resultados obtenidos, se demostró que la turba Magallánica contiene microorganismos potencialmente degradadores del contaminante estudiado, por lo que además de agente abultante puede ser considerada un inóculo adecuado para el proceso degradativo del petróleo crudo envejecido e intemperizado de los suelos estudiados. Adicionalmente se mostró en este trabajo que el suelo contaminado y extensamente intemperizado en estudio aun presenta características biotóxicas medidas a partir de test de germinación de semillas, a pesar del extenso envejecimiento al que ha sido sometido durante 70 años. En este sentido es claro enfatizar que este tipo de suelos debe ser tratado dada la elevada biotoxicidad que aun presenta.
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    Captura de CO2 en cenizas de combustión de biomasa.
    (2017) Lira Zúñiga, Sebastián Andrés; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La captura y secuestro de carbono CSC se ha convertido en una alternativa para enfrentar el calentamiento global del planeta causado por la dependencia mundial de combustibles fósiles. Dentro de los fundamentos aplicables a la separación de CO2, la adsorción requerirá de la búsqueda de materiales adecuados y de bajo costo, no sólo para la fijación de CO2 en formas más estables para su confinamiento, sino también para su concentración en fase gas que factibilice aplicaciones de CSC con diversos principios de operación. En este trabajo se estudiaron tres tipos de cenizas, dos de combustión de biomasa agrícola (fly ash y bottom ash) y un tipo de cenizas de biomasa de turba (peat ash). Para las cenizas de biomasa agrícola se estudió la capacidad de adsorción de CO2 a distintas temperaturas en forma de polvos y pelletizados, permitiendo de esta forma identificar el mecanismo de adsorción. La identificación del mecanismo de adsorción para peat ash, se realizó estudiando la capacidad de adsorción a distintas presiones y temperatura ambiente. Basado en Ideal Adsorbed Solution Theory, se determinó la selectividad de CO2 sobre N2 en los tres tipos de cenizas ensayadas, manteniendo la humedad ambiental de tal forma de estudiar su efecto en la adsorción competitiva. A una temperatura de 25°C, bottom ash y su pellet lograron una capacidad de adsorción de CO2 de 0,06 mmol/g y 0,07 mmol/g respectivamente. Peat ash alcanzó una capacidad de adsorción de 0,15 mmol/g demostrándose que en conjunto con sus características físico químicas pueden ser una alternativa eficiente y de bajo costo en la captura de CO2. Fly ash y su pellet mostró una capacidad significativamente menor. Las capacidades de adsorción a 25°C de las bottom ash y peat ash, son valores cercanos a las capacidades de adsorción de CO2 de carbón en bruto que es de 0,09 mmol de CO2/g y a sílica mesoporosa (MCM-41) cuya capacidad es de 0,04 mmol de CO2/g. Se identificó un mecanismo de adsorción física de CO2 predominante en bottom ash, mientras que fly ash predominó un mecanismo de adsorción química. En una mezcla de gases tipo de combustión de combustibles fósiles (85% N2 y 15% CO2) bottom ash presentó una selectividad de CO2 de 0,06, sin embargo, esta decayó al aumentar la fracción molar de N2. Peat ash y fly ash presentaron valores menores de selectividad 0,025 y 0,016; respectivamente. No obstante, la selectividad de peat ash no sería afectada significativamente al aumentar la fracción molar de N2.
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    CO2 adsorption on agricultural biomass combustion ashes
    (2016) Lira Zuñiga, Sebastián; Sáez Navarrete, César; Rodríguez Cordóva, Leonardo; Herrera Zeppelin, Leandro; Herrera Urbina, Ronaldo
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    Efecto de la temperatura de operación en biorreactores de biogás con lactosa y celulosa
    (2020) Galaz Ortiz, José Luis; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El objetivo de este trabajo de tesis titulado "Efecto de la temperatura de operación en biorreactores de biogás con lactosa y celulosa" fue cuantificar la producción de biogás y metano frente a una reducción súbita de la temperatura de operación desde una operación sostenida a 30ºC reduciéndose hasta los 22ºC en la forma de un escalón. Se emplearon 6 biorreactores operados en modo batch durante 37 días de operación continua: 25 a 30ºC y los días restantes, a 22ºC. El inóculo anaeróbico se aclimató durante 60 días a 30ºC previo a los experimentos principales. Los biorreactores emplearon separadamente lactosa y celulosa como sustratos representativos de residuos orgánicos con diferentes biodegradabilidades, de modo que 3 operaron con lactosa, el sustrato más lábil; y los otros 3, con celulosa. Se cuantificó el efecto de la disminución de la temperatura del sistema desde 30ºC hasta 22°C para estos dos sustratos con miras a establecer una temperatura de biodegradación que requiera menos energía en términos de la mantención de la temperatura del digestor y su operación en climas más fríos. Se observó que los biorreactores que emplearon lactosa como sustrato orgánico alcanzaron su peak de producción de metano en el día 30, mientras que los de celulosa comenzaron una producción sostenida desde el día 20, la que se mantuvo hasta la última medición. Para todo el período experimental, se obtuvo un máximo promedio de 133 ml de biogás para los biorreactores de lactosa con 20 ml de CH4 producido, y 100 ml de biogás para el caso de celulosa con un máximo de 27 ml. Se concluye que el efecto de reducir la temperatura de operación desde los 30ºC hasta 22ºC resultó en una disminución significativa de la producción de biogás y metano a partir de celulosa en un 69 y 72%, respectivamente.
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    Estudio biodegradación clorpirifós con lacasa de hongos filamentosos y de pudrición blanca
    (2019) Lues Soto, Sofía; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El Clorpirifós (CP) es un insecticida organofosforado utilizado en la agricultura con grandes efectos negativos para el medio ambiente y la salud humana de uso extendido en Chile y en el mundo. El tratamiento con la enzima lacasa proveniente de especies fúngicas se ha presentado como una aplicación para la biodegradación de este compuesto que puede degradarse a metabolitos más tóxicos que el mismo, como en el caso de Clorpirifos - Oxon (OX). Al estudiar cultivos de hongos filamentosos (Penicillium sp.) y hongos de pudrición blanca (Pleurotus Eryngii y Pleurotus Ostreatus) en medio sólido Czapek suplementado con concentraciones altas de CP a los 15 días, sólo Penicillium sp se desarrolló. El promedio del área de crecimiento de Penicillium sp alcanzó a los 0, 50 y 300 mg/L de CP alcanzó los 63,62 cm2, 18,7 cm2 y 10,5 cm2, respectivamente. Al cultivar en medio sólido a menores concentraciones (10 mg/L de CP), el crecimiento pasado los 15 días fue de 0,19 cm2 en P.eryngii, 8,55 cm2 en Penicillium sp. P.ostreaus demostró no poder crecer bajo la diferentes concentraciones de CP en el mismo periodo de tiempo. En los cultivos líquidos de Penicillium sp. en medio Czapek, se pudo observar degradación de CP y presencia de OX con valores residuales de 12.1µg/L 6.5µg/L y una degradación de 14% por día. Sin embargo, no se pudo encontrar actividad enzimática asociada a lacasa, lo que sugiere que la degradación puede estar ligada a otras enzimas no estudiadas. Por otro lado, la experimentación con lacasa comercial de Aspergillus sp. demostró que ésta no se desestabiliza con CP pasadas las 4 horas a 25°C. Se pudo observar una tendencia a aumentar la degradación de CP (5% por hora) y aumento de OX en el tiempo (5,7% /hora). A partir de los resultados se puede concluir que la biodegradación del pesticida con enzimas fúngicas es factible, con formación de OX, de modo que debe recurrirse a un sistema alternativo que evite la generación de este compuesto.
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    Estudio de biodegradación anaeróbica de pesticida clorpirifos empleando un inóculo metanogénico de la Planta de Tratamiento de Aguas Servidas La Farfana
    (2020) Kouyoumdjian Carvajal, Isabella; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Ante la extensa y global utilización del insecticida clorpirifos (O, O-dietil O-3,5,6-trichloropyridin-2-il fosforotioato), los riesgos que presenta para la salud humana y la escasa investigación acerca de la degradación anaeróbica de este compuesto, resulta necesario profundizar en la búsqueda de nuevos sistemas microbianos que faciliten su biodegradación. En este proyecto de tesis se presenta un estudio de biodegradación anaeróbica de clorpirifos empleando un inóculo proveniente de lodos de un digestor anaeróbico de una planta de tratamiento de aguas servidas. Se realizaron ensayos BMP de 38 días en once biorreactores batch a escala de laboratorio con clorpirifos en dos concentraciones distintas, 5 y 50 ppm, como fuente de carbono. Se cuantificó experimentalmente el metano producido en cada biorreactor. Los resultados obtenidos indican que la producción acumulada final de metano no muestra diferencias significativas para las distintas concentraciones iniciales de clorpirifos utilizadas. Se infiere entonces que la producción de metano a partir de clorpirifos mediante biodigestión anaeróbica fue mínima, asociando el metano generado a la biodegradación de otros sustratos presentes en los biorreactores (caseína y glucosa). En efecto, las concentraciones de clorpirifos empleadas pudieron presentar algún grado de toxicidad en la microbiología del sistema, lo que pudo observarse en un retardo en el comienzo de la producción de metano de los biorreactores suplementados con 50 ppm de clorpirifos. Pese a esto, los microorganismos metanogénicos lograron tolerar las concentraciones del pesticida empleadas, aunque no fue posible establecer algún grado de biodegradación. Al aplicar el modelo de Gompertz modificado a la producción acumulada de metano, se obtuvo un tiempo crítico (lag time) de 12,22 días para la concentración inicial de 50 ppm de clorpirifos, que es un 30,4 % y 27 % mayor que el de concentración inicial de 5 ppm y controles negativos, respectivamente, evidenciando efectos biotóxicos del pesticida para la microbiología empleada en etapas tempranas.Ante la extensa y global utilización del insecticida clorpirifos (O, O-dietil O-3,5,6-trichloropyridin-2-il fosforotioato), los riesgos que presenta para la salud humana y la escasa investigación acerca de la degradación anaeróbica de este compuesto, resulta necesario profundizar en la búsqueda de nuevos sistemas microbianos que faciliten su biodegradación. En este proyecto de tesis se presenta un estudio de biodegradación anaeróbica de clorpirifos empleando un inóculo proveniente de lodos de un digestor anaeróbico de una planta de tratamiento de aguas servidas. Se realizaron ensayos BMP de 38 días en once biorreactores batch a escala de laboratorio con clorpirifos en dos concentraciones distintas, 5 y 50 ppm, como fuente de carbono. Se cuantificó experimentalmente el metano producido en cada biorreactor. Los resultados obtenidos indican que la producción acumulada final de metano no muestra diferencias significativas para las distintas concentraciones iniciales de clorpirifos utilizadas. Se infiere entonces que la producción de metano a partir de clorpirifos mediante biodigestión anaeróbica fue mínima, asociando el metano generado a la biodegradación de otros sustratos presentes en los biorreactores (caseína y glucosa). En efecto, las concentraciones de clorpirifos empleadas pudieron presentar algún grado de toxicidad en la microbiología del sistema, lo que pudo observarse en un retardo en el comienzo de la producción de metano de los biorreactores suplementados con 50 ppm de clorpirifos. Pese a esto, los microorganismos metanogénicos lograron tolerar las concentraciones del pesticida empleadas, aunque no fue posible establecer algún grado de biodegradación. Al aplicar el modelo de Gompertz modificado a la producción acumulada de metano, se obtuvo un tiempo crítico (lag time) de 12,22 días para la concentración inicial de 50 ppm de clorpirifos, que es un 30,4 % y 27 % mayor que el de concentración inicial de 5 ppm y controles negativos, respectivamente, evidenciando efectos biotóxicos del pesticida para la microbiología empleada en etapas tempranas.Ante la extensa y global utilización del insecticida clorpirifos (O, O-dietil O-3,5,6-trichloropyridin-2-il fosforotioato), los riesgos que presenta para la salud humana y la escasa investigación acerca de la degradación anaeróbica de este compuesto, resulta necesario profundizar en la búsqueda de nuevos sistemas microbianos que faciliten su biodegradación. En este proyecto de tesis se presenta un estudio de biodegradación anaeróbica de clorpirifos empleando un inóculo proveniente de lodos de un digestor anaeróbico de una planta de tratamiento de aguas servidas. Se realizaron ensayos BMP de 38 días en once biorreactores batch a escala de laboratorio con clorpirifos en dos concentraciones distintas, 5 y 50 ppm, como fuente de carbono. Se cuantificó experimentalmente el metano producido en cada biorreactor. Los resultados obtenidos indican que la producción acumulada final de metano no muestra diferencias significativas para las distintas concentraciones iniciales de clorpirifos utilizadas. Se infiere entonces que la producción de metano a partir de clorpirifos mediante biodigestión anaeróbica fue mínima, asociando el metano generado a la biodegradación de otros sustratos presentes en los biorreactores (caseína y glucosa). En efecto, las concentraciones de clorpirifos empleadas pudieron presentar algún grado de toxicidad en la microbiología del sistema, lo que pudo observarse en un retardo en el comienzo de la producción de metano de los biorreactores suplementados con 50 ppm de clorpirifos. Pese a esto, los microorganismos metanogénicos lograron tolerar las concentraciones del pesticida empleadas, aunque no fue posible establecer algún grado de biodegradación. Al aplicar el modelo de Gompertz modificado a la producción acumulada de metano, se obtuvo un tiempo crítico (lag time) de 12,22 días para la concentración inicial de 50 ppm de clorpirifos, que es un 30,4 % y 27 % mayor que el de concentración inicial de 5 ppm y controles negativos, respectivamente, evidenciando efectos biotóxicos del pesticida para la microbiología empleada en etapas tempranas.Ante la extensa y global utilización del insecticida clorpirifos (O, O-dietil O-3,5,6-trichloropyridin-2-il fosforotioato), los riesgos que presenta para la salud humana y la escasa investigación acerca de la degradación anaeróbica de este compuesto, resulta necesario profundizar en la búsqueda de nuevos sistemas microbianos que faciliten su biodegradación. En este proyecto de tesis se presenta un estudio de biodegradación anaeróbica de clorpirifos empleando un inóculo proveniente de lodos de un digestor anaeróbico de una planta de tratamiento de aguas servidas. Se realizaron ensayos BMP de 38 días en once biorreactores batch a escala de laboratorio con clorpirifos en dos concentraciones distintas, 5 y 50 ppm, como fuente de carbono. Se cuantificó experimentalmente el metano producido en cada biorreactor. Los resultados obtenidos indican que la producción acumulada final de metano no muestra diferencias significativas para las distintas concentraciones iniciales de clorpirifos utilizadas. Se infiere entonces que la producción de metano a partir de clorpirifos mediante biodigestión anaeróbica fue mínima, asociando el metano generado a la biodegradación de otros sustratos presentes en los biorreactores (caseína y glucosa). En efecto, las concentraciones de clorpirifos empleadas pudieron presentar algún grado de toxicidad en la microbiología del sistema, lo que pudo observarse en un retardo en el comienzo de la producción de metano de los biorreactores suplementados con 50 ppm de clorpirifos. Pese a esto, los microorganismos metanogénicos lograron tolerar las concentraciones del pesticida empleadas, aunque no fue posible establecer algún grado de biodegradación. Al aplicar el modelo de Gompertz modificado a la producción acumulada de metano, se obtuvo un tiempo crítico (lag time) de 12,22 días para la concentración inicial de 50 ppm de clorpirifos, que es un 30,4 % y 27 % mayor que el de concentración inicial de 5 ppm y controles negativos, respectivamente, evidenciando efectos biotóxicos del pesticida para la microbiología empleada en etapas tempranas.
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    Evaluación de la producción y aplicación de un biofertilizante a partir de residuos orgánicos
    (2016) García Buzeta, Tomás; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El compostaje asistido por microorganismos efectivos (EM), llamado “cubo kashi”, es un sistema donde se mezclan residuos sólidos domiciliarios pre y post consumo, con un consorcio de microorganismos, donde se genera un lixiviado con potencial de fertilizante orgánico. En el presente estudio, se trataron residuos orgánicos con EM obtenidos de reproducción local. Se demostró la presencia de familias de bacterias acido lácticas (3x106 UFC/ml), levaduras (96x106 UFC/ml) y bacterias fotosintéticas (no cuantificadas) para corroborar con la composición de los EM comerciales. Se probaron tres concentraciones diferentes (5, 10 y 50 g de EM por kg de residuo orgánico domiciliario) y en diferentes granulometrías; sin moler (SM) y con moler (CM). Finalizado el experimento se obtuvo en promedio 3.055 cm3 (DS = 126,3 cm3) de lixiviado de los reactores CM y 2.494,3 cm3 promedio (DS = 223,4 cm3) de los reactores SM. Este lixiviado fue analizado químicamente y los valores obtenidos fueron contrastados con fertilizantes comerciales, evidenciando una baja carga nutricional en términos de nitrógeno, aunque con aportes significativos de P y K. Los lixiviados fueron diluidos en dos concentraciones (1 mg L-1 y 5 mg L-1 en agua de la llave) y probados como fertilizante para cultivo de Lactuca sativa en condiciones de laboratorio.Los resultados obtenidos demostraron que existe diferencia estadísticamente significativa para ambas diluciones, con mejores resultados en cuanto a la biomasa aérea y la razón fresca de crecimiento. Luego, se puede considerar como efectivo el fertilizante aumentando el crecimiento del vástago en un 32 y 27% con una concentración de 0,5 % p/p de EM en diluciones de 5 y 1 mg L-1 de lixiviado, respectivamente; mostrando al “cubo kashi” como un aporte nutricional y microbiano que mejora particularmente la razón fresca de crecimiento en lechugas cultivadas en condiciones controladas. Si bien el efecto del tipo de suelo, además de la calidad del agua de riego pueden jugar un rol alterno relevante en el crecimiento de las lechugas empleadas como cultivo modelo, los resultados obtenidos permiten afirmar que el “cubo kashi” -al usarse en diluciones apropiadas- permite mejorar la productividad de biomasa aérea en lechugas, es decir, el producto de interés.
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    Evaluación económica de multiescenarios para una biorrefinería en base a biomasa de microalgas y selección de sitios de cultivo en Chile
    (2015) Bravo Fritz, Cristián Patricio; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La creciente demanda energética, la dependencia sobre los combustibles de origen fósil y los deficientes resultados (económicos, sociales y ambientales) de evaluaciones sobre la producción de biocombustibles tradicionales como etanol de maíz y biodiesel de soya, han llevado a la bioenergía a centrar su atención en fuentes de biomasa menos convencionales, como es el caso de los organismos unicelulares fotosintéticos conocidos como microalgas. Respecto de la producción de biodiesel a partir de microalgas, se reporta en la literatura que su costo de producción (US$4/L) es elevado respecto del precio internacional del diésel derivado del petróleo (US$1/L), y que solo mediante la aplicación de una biorrefinería y/o una adecuada selección de sitios de cultivo, la rentabilidad económica de esta industria puede ser mejorada. El presente documento de tesis fue dividido en cuatro capítulos. El primero de ellos incluye una introducción general sobre la bioenergía a partir de microalgas y una estructuración de la tesis. Por su parte, en el segundo, se evalúan diversos escenarios o configuraciones de una biorrefinería en base a microalgas. Luego en el tercero, se aplica una metodología para detectar localidades chilenas con alta potencialidad para el cultivo de microalgas. Y en el cuarto capítulo, se presentan discusiones y conclusiones finales, además de aportes y propuestas para posibles futuras investigaciones.
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    Modelación fenomenológica de fotobiorreactores concéntricos con iluminación interna para el cultivo de microorganismos fotosintetizadores.
    (2019) Rebolledo Oyarce, José Tomás; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    En los últimos 20 años, las microalgas han sido el centro de atención de la comunidad científica por su capacidad para producir tanto biocombustibles como compuestos de alto valor. La producción de estos compuestos a escala industrial no ha ocurrido debido al escaso entendimiento del proceso de crecimiento de las microalgas, sobre todo, el efecto que tiene la luz sobre el crecimiento de estos organismos. Esto ha provocado que no se ha logrado optimizar el proceso de producción y cosecha de las microalgas y, por consiguiente, la producción de estos biocompuestos no es tan rentable. En este trabajo de tesis de magíster se realizó un estudio del efecto de diferentes colores en el crecimiento de las microalgas y un análisis comparativo de diferentes modelos de irradiancia y crecimiento para microalgas. Para ello, se realizaron mediciones de biomasa microalgal y la irradiancia al interior de fotobiorreactores de tubos concéntricos con iluminación interna durante un periodo de 31 días. Los resultados mostraron que existen longitudes de onda que favorecen el crecimiento de las microalgas, destacándose la longitud que corresponde al color azul, por lo que al desarrollar un sistema de iluminación de este color se logra un mejor aprovechamiento de parte de las microalgas, y, por lo tanto, existe un menor desperdicio energético. En conjunto con lo anterior, los colores que son menos favorables para el crecimiento, los modelos mostraron que este fenómeno se debe a que existe una mayor dispersión de la luz por parte de la microalga reduciendo la absorción de la energía. Además, se observó que el modelo de Beer-Lambert es muy adecuado para obtener la variación de la biomasa en el tiempo con pocos parámetros, sin embargo, el modelo de transferencia radiativa permite apreciar el efecto de los diferentes colores en la variación de la irradiancia en el tiempo.
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    Operational Conditions Affecting Formaldehyde and Formic Acid Formation as By-Products of Hydrogen Production via Photo-Reforming of Methanol Using Nanoparticles of TiO2
    (2018) Varas‐Concha, Felipe; Guzmán de la Cerda, Diego José Edgardo; Isaacs Casanova, Mauricio; Sáez Navarrete, César
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    Operational Conditions Affecting Hydrogen Production by the Photoreforming of Organic Compounds using Titania Nanoparticles with Gold
    (2018) Varas‐Concha, Felipe; Guzmán de la Cerda, Diego José Edgardo; Isaacs Casanova, Mauricio; Sáez Navarrete, César