Facultad de Ciencias Químicas

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Acción anticorrosiva de aditivos orgánicos tipo polifenoles de corteza de pino en recubrimientos de pinturas industriales.
(Universidad de Concepción., 2018) Montoya Rendón, Luis Felipe; Contreras Pérez, David Rodrigo; Meléndrez Castro, Manuel
La corrosión es la causa más frecuente de deterioro que sufren los materiales y sus aleaciones, la gran mayoría de las construcciones, estructuras y piezas metálicas se encuentran expuestas al medio ambiente. En esas condiciones, ocurre reacciones químicas y electroquímicas que producen un ataque acelerado y destructivo del material, provocando en algunos casos pérdida en sus propiedades mecánicas que, en el tiempo, se traduce en la disminución de la vida útil del metal, creando deficiencias operativas en las plantas industriales, baja producción, elevados costos de reparación y accidentes que pueden cobrar víctimas humanas. Frente a esta problemática existen distintos métodos para combatir la corrosión, de los métodos más usados se encuentran las nuevas aleaciones y/o súper aleaciones, los recubrimientos y protecciones por corriente impresa. Este trabajo presenta una nueva alternativa de recubrimientos que incorporan inhibidores de corrosión orgánicos extraídos de desechos de la industria maderera y papelera, evitando el uso de compuestos como el cromato de cinc o fosfatos, compuestos altamente contaminantes para el ambiente y la salud humana. Los inhibidores son extraídos de la corteza del Pinus radiata, por procesos de extracción por solventes, esta metodología logró obtener dos fracciones que se diferenciaron por su polaridad, una fracción es soluble en agua (TBP) la cual corresponde a productos de bajo peso molecular, bajo contenido de taxifolin y catequina; la segunda fracción insoluble en agua (TAP) posee elevados valores de peso molecular, mayor concentración de catequina y taxifolin. Ambas fracciones tienen propiedades antioxidantes, pero con diferentes velocidades de reacción, según resultados obtenidos por medio de EPR, estas propiedades se pudieron traspasar a formulaciones de recubrimientos epóxicos dos componentes base solvente, como aditivos inhibidores de corrosión, tipo imprimante; logrando desempeños de |Z| del orden de 109 y 107 cm2 , para acero y aluminio, respectivamente. La fracción TBP presentan una acción combinada de protección, adsorción-efecto barrera. Los recubrimientos desarrollados tienen la propiedad de ser compatibles con otros recubrimientos industriales tipo anticorrosivos generando un efecto sinérgico, que logra sustituir imprimantes tradicionales, el mecanismo de protección que presenta la fracción TBP sobre el acero es por medio de la quimisorción, con valores de G o ads superiores a los -20 KJ.mol-1 , el producto obtenido es un complejo de tanato de hierro, que se pueden apreciar como elementos de coloración negra que se depositan en el sustrato. En el caso de la fracción TAP, el mecanismo de protección es por medio de la fisisorción sobre aluminio con valores de G o ads inferiores a los -20 KJmol-1 , en este caso no se forman complejos con el tanino, pero si forma una película protectora que sufre procesos difusivos en el tiempo.
Actualización geológica del yacimiento de cu(ag) mina Doña Elba, Taltal, Región de Antofagasta, Chile.
(Universidad de Concepción., 2020) Wettke Duhalde, Erwin Richard; Bonilla Parra, Ramiro Ulises
Este estudio geológico de mina Doña Elba (Figura 1.1) tiene como finalidad determinar la presencia de mineralización económica de sulfuros, alojada en el entorno de las estructuras Avioneta, Sur, y Humberto, localizadas al W de un complejo intrusivo diorítico, subvertical, que actúa como barrera, limitando la mineralización hacia el SE, para de definir los reales controles de la mineralización, comprobar la continuidad en profundidad de los cuerpos explotados en el pasado, y la búsqueda en profundidad de nuevos cuerpos mineralizados de interés económico. El objetivo es realizar una actualización geológica de subsuperficie del yacimiento, así como evaluar y reconocer el potencial de mineralización de interés económico de sulfuros, que permita orientar futuros trabajos, basados en una campaña de 14 sondajes diamantinos, perforados desde labores subterráneas de Mina Doña Elba durante 2016, alcanzando un total de 2.700 m. Los resultados obtenidos permiten reconocer la posición, correlación espacial y control estructural de los principales cuerpos minerales de bornita calcosina, de alta ley de Cu (Ag), entre las cotas 800 y 300 m s.n.m., y una zona mineralizada continua a partir de la cota 550 m s.n.m., estimando un potencial de 0,5 Mton con 1,2% CuT, como Recursos Inferidos.
Actualización y calibración de dominios estructurales del yacimiento Esperanza, Minera Centinela, Región de Antofagasta, Chile.
(Universidad de Concepción., 2019) Godoy Villegas, Felipe Andrés; González Martínez, Abraham Elías
El yacimiento Esperanza ha sido subdividido en 8 dominios estructurales y el presente trabajo tiene como fin actualizar y comparar nueva información con datos históricos. A partir de los levantamientos estructurales-geotécnicos y escaneos de las actuales paredes expuestas en el yacimiento durante los años 2017 y 2018 se creó una base de datos con 141.380 diaclasas y 1.121 fallas, a nivel de banco. La actualización de los dominios estructurales con esta información de diaclasas, permitieron establecer 12 nuevos sets, mientras que 20 sets previos no fueron reconocidos de la base de datos histórica. A partir de observaciones en terreno de estructuras límites de dominios con poca continuidad, a la similitud en los sets de diaclasas de los dominios estructurales y de isoconcentraciones de polos de diaclasas similares en secciones entorno a fallas límites, se establece una propuesta de 6 dominios estructurales para el yacimiento en este estudio. Se recomienda complementar este trabajo con datos de diaclasas y fallas de campañas de sondajes futuras, para disminuir sesgos en la información, así como también verificar la continuidad de estructuras límites, especialmente en torno al dominio 1.
Adsorción de arsénico mediante un híbrido sintético y adsorbentes compuestos comerciales.
(Universidad de Concepción., 2018) Victoriano Cárdenas, Felipe; Urbano Cantillana, Bruno Felipe
El arsénico es un elemento químico de número atómico 33, peso atómico 74,92 y símbolo químico es As. Es una sustancia distribuida de forma natural, sin embargo, la actividad antropogénica han contribuido al aumento de su concentración en el ambiente(2). El arsénico constituye el 5,0 x 10-4 % de la corteza terrestre y existe en 4 estados de oxidación (+V, +III, 0 y -III) correspondientes a arseniato, arsenito, arsénico elemental y arsina, respectivamente(1). Algunas especies de arsénico se considera altamente tóxico y su abundancia en el medio ambiente es un problema de alto impacto global. En algunas partes del mundo la presencia de dicho elemento en el agua alcanza puntos críticos, principalmente en zonas mineras.
Aislamiento, purificación, caracterización y modificación química de los taninos aislados de la corteza de pinus radiata D. Don para su aplicación en la industria de las resinas y adhesivos para madera.
(Universidad de Concepción., 2001) Soto Fallas, Roy Mario; Baeza Hernández, Jaime
En este estudio se selecciona un método de extracción para los taninos condensados presentes en la corteza de Pinus radiata D. Don, a partir de los resultados de una serie de pruebas, variando la naturaleza y composición de los disolventes, proporciones sólido/líquido, tamaños de partículas, temperaturas y tiempos de extracción, utilizándose finalmente metanol 100% en una proporción de 500 g de corteza/4 L del disolvente, durante 2 horas a la temperatura de ebullición del metanol (65ºC). Estas extracciones se realizaron a partir de cortezas de distinto origen, determinándose que la corteza de las secciones inferior y media del árbol proporcionaron los mejores rendimientos de extracción, siendo la corteza de la sección media la que brindó un tanino con las mejores características de pureza y reactividad.
Alteración y mineralización distrito minero Quitalcura, Región de Valparaíso, Chile implicancias en la génesis de depósitos estratoligados Cu-(Ag).
(Universidad de Concepción., 2019) Aguila Aravena, Braulio Ignacio; Rabbia Dalmasso, Osvaldo Miguel
En el marco de la elaboración del Mapa Metalogénico de la región de Valparaíso (SERNAGEOMIN) se realiza un estudio detallado de los depósitos minerales en el distrito Quitalcura, 30 km al sureste de la comuna de Cabildo. Los depósitos en general corresponden a depósitos del tipo estratoligado Cu-(Ag), hospedados en la base de la Formación Las Chilcas, la que posee una fuerte componente volcánica. Se presentan principalmente en forma de vetas y localmente estratiformes alimentados por vetas. El control de la mineralización está regulado por la permeabilidad de la roca caja y estructuras que permiten la circulación de los fluidos hidrotermales. La alteración hidrotermal está caracterizada por una alteración propilítica de baja temperatura. La mineralogía de alteración corresponde a clorita, smectita, calcita, cuarzo, albita, feldespato potásico, sericita, baritina, arcillas y limonitas, mientras que la mineralogía de ganga está constituida por calcita, cuarzo, clorita, sericita, feldespato potásico, hematita, magnetita, pirita y limonitas. Los minerales de mena son principalmente calcopirita, bornita, calcosina y minerales oxidados de cobre y en menor medida sulfuros de cobre secundarios. Asimismo, se incluye dentro de los minerales de mena las fases minerales de plata, específicamente stromeyerita, naumannita, cervelleita y hessita. Estas se encuentran exsueltas exclusivamente en calcosina, que a la vez esta intercrecida con bornita primaria. En los frentes mineralizados con alto contenido de cobre en los depósitos estudiados (bornita-calcosina), también se registran contenidos elevados de potasio, que reafirma la importancia del feldespato potásico como mineral de ganga en los depósitos estudiados. La edad mínima de la mineralización registrada a través del método de datación 40Ar/39Ar en feldespato potásico entrega un rango de edad aproximado de 107-98 Ma. Esta edad coincide con la edad de la mineralización en el depósito estratoligado El Soldado (Boric et al., 2002) y con la edad de cristalización de cuerpos intrusivos pertenecientes al Complejo Plutónico Illapel (Morata et al., 2010; Ferrando, 2014). Por lo tanto, estos depósitos se forman en una posición distal al Complejo Plutónico Illapel, pero guardarían una estrecha relación genética con estos grandes cuerpos batolíticos.
Alzamiento cuaternario tardío del frente andino occidental en Chile Central (36°S).
(Universidad de Concepción, 2023) Navarro Encina, Lucas Joel; Astudillo Sotomayor, Luis
Alzamiento pleistoceno de la Península de Mejillones: una discusión a partir de edades 10BE cosmogénico y modelos de evolución de paisaje (LEMS).
(Universidad de Concepción., 2023) Aguilera Cortés, Ricardo Alonso; Cortés Aranda, Joaquín Alejandro
El Morro Mejillones, una estructura ubicada en el norte de la Península de Mejillones en la Región de Antofagasta, Chile, ha mostrado tener una de las mayores tasas de alzamiento tectónico a lo largo del margen convergente activo del norte chileno; para estudios morfotectónicos, este sector resulta particularmente interesante debido al amplio registro y el buen estado de preservación de terrazas marinas pleistocenas. Esta estructura habría comenzado a alzarse en el Plioceno tardío (~3 Ma), periodo durante el cual habría experimentado variaciones en la tasa de alzamiento, evidenciado en rasgos geomorfológicos como, por ejemplo, la presencia de un paleo acantilado marino de aproximadamente 100 m de altura, el cual separa un conjunto de terrazas bajas más jóvenes de un grupo de terrazas altas más antiguas. Otra característica que resulta interesante estudiar más a fondo, es la ausencia de terrazas más jóvenes posteriores al MIS 9c (326 ka) en esta zona. Un detallado análisis de la historia de alzamiento del Morro Mejillones contribuiría en una mejor comprensión de cómo las variaciones en las tasas de alzamiento en los márgenes de subducción afectan al registro y desarrollo de terrazas marinas y otros rasgos geomorfológicos. Este trabajo presenta tasas de alzamiento estimadas a partir de los shoreline angles y edades de exposición 10Be cosmogénico inéditas y dataciones publicadas en el estudio realizado por Binnie et al. 2016. Estas últimas debieron ser recalculadas utilizando las tasas de producción de Stone (2000), modelo modificado a partir de Lal (1991). Los shoreline angles de cada nivel de terraza identificado fueron obtenidos utilizando la interfaz TerraceM 2 para Matlab (Jara-Muñoz et al. 2019). Con las edades de exposición disponibles se realizó un mapeo detallado del conjunto de terrazas bajas. La utilización de modelos de evolución de paisaje (LEMs) aplicados a relieves costeros en zonas de subducción, permite observar, de manera teórica, el comportamiento del alzamiento de terrazas marinas en distintos escenarios con diferentes tasas de alzamiento. En el contexto del Morro Mejillones, los modelos se realizaron iniciando desde los 1500 ka, utilizando tasas de alzamiento constantes desde 0,1 hasta 1,5 m/ka, y tasas variables entre 0,1 y 1,2 m/ka en distintos periodos, con el fin de observar y replicar la historia de alzamiento del Morro Mejillones. El análisis de los shoreline angles revela que, para el conjunto de terrazas bajas, existen al menos 5 terrazas. La terraza más alta (300 ms.n.m.) se habría formado durante el MIS 15 (574 ka). Las sucesivas terrazas, a 210 ms.n.m., 184 ms.n.m., 168 ms.n.m., 122 ms.n.m., se habrían formado, respectivamente, durante los MIS 13c (524 ka), MIS 13a (488 ka), MIS 11 (404 ka) y MIS 9c (326 ka); esta última, identificada como la más joven del registro. Las tasas de alzamiento acumulado a partir del MIS 15 alcanzan los 0,57 ± 0,03 m/ka, que disminuye hasta los 0,38 ± 0,05 m/ka a partir del MIS 9c. Analizando en detalle la historia de alzamiento del Morro Mejillones, en periodos más restringidos, desde el MIS 15 se registran periodos con tasas de alzamiento promedio cercanas a 1,4 m/ka que incluso llegan a valores de hasta 1,80 ± 0,60 m/ka, que disminuyen significativamente a partir MIS 11 (404 ka), alcanzando tasas de alzamiento inferiores a los 0,22 ± 0,04 m/ka. A partir de los modelos de evolución del paisaje, se propone que para la formación del gran acantilado que separa las terrazas altas de las bajas, se habría requerido tasas de alzamiento inferiores a 0,3 m/ka, al menos, para un periodo comprendido entre los 1.500 ka y los 570 ka (~ MIS 15). Luego, para que la secuencia de terrazas del MIS 15, MIS 13c, MIS 13a, MIS 11 y MIS 9c se preserve, se habría requerido una tasa de alzamiento elevada, de al menos 1,2 m/ka, a partir del MIS 15. Esta tasa de alzamiento, sin embargo, no habría sido constante, sino que habría disminuido progresivamente desde el MIS 11 hacia el MIS 9c, hasta alcanzar los 0,4 m/ka. Finalmente, los modelos sugieren que terrazas posteriores al MIS 9c no se preservarían en condiciones de tasas inferiores a 0,3 m/ka. En resumen, la historia de alzamiento del Morro Mejillones estaría controlada por periodos de bajas tasas de alzamiento pre-MIS 15, una aceleración en las tasas durante el MIS 15, y una desaceleración en las tasas de alzamiento que habría comenzado durante el MIS 11, evidenciándose aún más en el periodo post-MIS 9c. Además, con base en la propuesta de trabajos previos, durante el MIS 3 (~40 ka) habría ocurrido otra aceleración, afectando solo la parte norte del Morro Mejillones, condición que se preservaría hasta la actualidad.
Ambiente de sedimentación de los estratos marinos de las Islas Ipún,lemo y Stokes(44°14´- 44°52´)
(Universidad de Concepción., 2019) Azúa Contreras, Pablo Enrique; Encinas Martin, Alfonso; Pineda Mascayano, Verónica; Bonilla Parra, Ramiro Ulises
En las islas Ipún, Lemo y Stokes (44°14’-44°52’ S) afloran rocas de edad Mioceno inferior. Mediante análisis sedimentológicos e icnológicos se identificaron seis asociaciones de facies, las que se agrupan en tres ambientes de sedimentación. Los ambientes identificados corresponden a shoreface superior en el sector norte de la isla Stokes, shoreface inferior en la costa oeste de isla Stokes, isla Lemo y el sector sur oriente de isla Ipún, y un ambiente marino profundo, caracterizado por ciclos de Bouma parciales, en la costa oeste de isla Ipún. Por otro lado, se identificaron 3 icnoasociaciones, las que corresponden a Skolithos en los depósitos de shoreface superior, Skolithos y Cruziana en los depósitos de shoreface inferior y Nereites en los depósitos marino profundos.
Ambiente de sedimentación y estratigrafía secuencial de las formaciones baños Morales, lo Valdés y los estratos Cerro Rubillas, en la Ladera Norte del Valle del Río Volcán (33°49´S), Chile Central.
(Universidad de Concepción., 2018) Núñez Recabal, Enrique Eduardo; Encinas Martín, Alfonso
Los Andes de Chile y Argentina centrales, entre los 32° y 35°S, constituye una de las pocas regiones del mundo donde se observa una secuencia marina con facies de aguas someras que muestra continuidad en el límite Jurásico-Cretácico. En el valle del Río Volcán, esta es asignada a las formaciones Baños Morales (Titoniano inferior-medio) y Lo Valdés (Titoniano superior-Hauteriviano superior) (Salazar & Stinnesbeck, 2015). De acuerdo al estudio realizado, se determina que el ambiente de sedimentación de la Formación Baños Morales corresponde principalmente a flujos de lavas andesíticas, las que en ciertos sectores presentan posibles estructuras almohadilladas (?) y brechas volcánicas originadas por fracturamiento freatomagmático; lo que indicaría actividad volcánica subaérea cercana a una cuenca marina, donde pulsos eruptivos alcanzaron a ingresar a zonas someras de esta, desarrollándose en tales casos estructuras típicas de flujos de lavas submarinas; o actividad efusiva subacuática, con su centro de emisión en el interior de una cuenca marina. Intercalados se observan niveles sedimentarios con facies que sugieren un ambiente marino costero mixto (siliciclástico-carbonatado) dominado por el accionar del oleaje, con facies de rampa media (transicional offshore-shoreface) que hacia techo varían a facies de rampa interna (shoreface superior). El ambiente de sedimentación de la Formación Lo Valdés se ajusta a un ambiente marino costero mixto con facies que oscilan entre la rampa interna o shoreface (inferior y superior) y la rampa externa u offshore. A partir del estudio estratigráfico secuencial se reconocen 11 parasecuencias que forman parte de una secuencia deposicional (Secuencia 1) que comienza en la base de la Formación Río Damas (no incluida en este estudio) y finaliza en el techo de la Formación Lo Valdés. La secuencia deposicional consiste en tres cortejos transgresivos (TST) intercalados con dos cortejos de estado alto (HST), separados por superficies transgresivas (ts) y de máxima inundación (mfs). De base a techo, los cortejos sedimentarios que componen la Secuencia 1 se pueden desglosar en: TST1, HST1, TST2, HST2 y TST3. Finalmente, se entrega un primer análisis de la unidad informal Estratos Cerro Rubillas, suprayacente a la Formación Lo Valdés y que sugiere la presencia de una importante actividad volcánica efusiva subaérea que dio lugar a coladas andesíticas y depósitos piroclásticos. La ausencia de estructuras de flujo en estos últimos sugiere un origen por caída. En los niveles basales de esta secuencia, se reconocen facies típicas de ambientes aluviales y lacustres, las que se intercalan a las anteriormente señaladas.
Análisis de la Evolución Geotectónica del margen suroccidental de Gondwana(19°-40°S) del carbonífero al jurásico desde un punto de vista geoquímico.
(Universidad de Concepción., 2018) Ciocca Tobar, Isabella Valentina; Oliveros Clavijo, Verónica Laura
El margen suroccidental de Gondwana ha sido objeto de múltiples estudios con el fin de dilucidar su evolución tectónico-magmática y así conocer los procesos geológicos que contribuyeron a su formación. En este trabajo se recopilaron datos geoquímicos de roca ígneas (roca total) de elementos mayores, traza e isótopos de trabajos publicados entre los años 1991 y 2017 entre los 19º y 40º latitud sur y edades entre el Carbonífero y Jurásico, con el objetivo de hacer un análisis temporal a escala continental de la evolución de parámetros geoquímicos y así tratar de inferir la evolución geotectónica y magmática del margen. Para llevar a cabo dicho objetivo, se construyeron códigos en lenguaje Python 2.7 para diseñar los diagramas geoquímicos de clasificación, variación, multielemento y de discriminación tectónica, y permitió poder trabajar con una gran cantidad de datos de forma automatizada y realizar cálculos con la menor cantidad de errores posibles. A partir de los diagramas de clasificación se evidencia que para todos los períodos las rocas son de tipo calcoalcalinas y que entre el Carbonífero-Triásico Medio dominan ampliamente las composiciones diferenciadas y peraluminosas, que evolucionan a metaluminosas y dominantemente intermedias y básicas hacia el Triásico Superior-Jurásico. Al evaluar las razones isotópicas se reconoce un cambio paulatino de las señales magmáticas desde fuentes con una alta contaminación cortical hacia fuentes con baja contaminación o juveniles, desde el Carbonífero al Jurásico, con un período transicional en el Triásico Superior. Además, en base a los elementos traza, se infiere un carácter oxidado de los magmas, espesores corticales en torno a los 35 Km con algunas zonas más engrosadas en el Pérmico, patrones de REE similares a las rocas corticales y multielemento típicos de zonas de subducción para todos los períodos en estudio. Esto último es respaldado por la clasificación como ambientes de arcos volcánicos tanto para rocas graníticas como rocas basálticas y andesítico-basálticas. Todas estas tendencias muestran una distribución más bien homogénea a lo largo del margen que se traduce en la ausencia de una segmentación clara, aunque sí se observa una migración E-W de los parámetros geoquímicos desde el eje de arco Carbonífero-Triásico Medio ubicado cerca del actual eje en la Cordillera de los Andes, hacia el arco Jurásico ubicado sobre la actual Cordillera de la Costa. Cabe destacar que dichos parámetros tampoco se ven influenciados por los cambios composicionales de las rocas. Respecto a los ciclos tectónicos Gondwánico, Pre-Andino y Andino (Charrier y otros, 2007), no es posible reconocer una clara correlación entre éstos y su evolución tectono-magmática con la evidencia geoquímica recopilada. Finalmente, se infiere que el margen suroccidental de Gondwana entre los 19º y 40ºS habría tenido una evolución continua en el tiempo bajo un contexto de subducción ininterrumpida y homogénea. El cambio en las señales geoquímicas podría asociarse con un cambio desde un régimen dominantemente transpresivo, que facilitaría la contaminación de los magmas al interactuar con la corteza, hacia uno transtensivo, que favorecería el desarrollo de cuencas extensionales y ascenso de magmas juveniles, consecuencia de una posible variación en el ángulo de la placa subductada, en la orientación del continente y con posible rollback del slab.
Análisis de la susceptibilidad de eventos geo-naturales para la clasificación de concesiones salmoneras en el Fiordo de Reloncaví. Región de Los Lagos, Chile.
(Universidad de Concepción., 2022) González Guerra, Daniela Victoria; Bonilla Parra, Ramiro Ulises
En marco del proyecto Corfo “Modelos de Clasificación de concesiones salmoneras”, realizado por Graiph Inteligencia Artificial y AEX Group, se clasificaron 8 concesiones, pertenecientes a una empresa del rubro acuícola, ubicadas en la Región de los Lagos. La clasificación se realizó en base a la posibilidad de que las instalaciones puedan ser afectadas por eventos geológico. Para esto, se definieron los eventos que han afectado o pueden afectar a las instalaciones produciendo daños o problemas en ellas, como son las remociones en masa y los eventos volcánicos, además se incluyó dentro de los eventos riesgosos una variable con relación a la distancia que existe entre una instalación y la desembocadura o delta de río, redefiniendo para propósitos de este estudio la susceptibilidad a “eventos geo – naturales”. Para poder relacionar estos eventos y realizar una clasificación, fue necesario utilizar una técnica compensatoria aditiva, la que asigna pesos a los eventos en relación con la importancia de estos. El método utilizado corresponde al de Jerarquías Analíticas del matemático Thomas Saaty (1980).
Análisis de las concentraciones fósiles de la formación Tubul(Plio-Pleistoceno),provincia de Arauco,región del Biobío,Chile.
(Universidad de Concepción., 2019) Vargas Barría, Camila Fernanda; Encinas Martín, Alfonso
Análisis de Litofacies de la sección superior de los estratos de sierra de lagunas (jurásico inferior), Región de Tarapacá, Chile.
(Universidad de Concepción., 2018) Clunes Squella, Matías; Oliveros Clavijo, Verónica Laura
Los Estratos de Sierra de Lagunas, expuestos a lo largo del Cordón de la Sal, ubicado en la vertiente oriental de la Cordillera de la Costa de la Región de Tarapacá, preservan los productos volcánicos de centros eruptivos del Jurásico Inferior y se asocian estrechamente a rocas calcáreas de la Formación Longacho (Sinemuriano), ambas unidades dispuestas en inconformidad sobre el basamento de edad Paleozoico (Granitoides del Carbonífero Superior). En el área de estudio, se han reconocido nueve litofacies para la unidad, que representan dos etapas sucesivas y diferentes de actividad volcánica. Los afloramientos son divididos en los bloques este y oeste, concordantes entre sí y en contacto por falla. En la base del bloque este afloran tobas de ceniza y lapilli (TvL) que se interdigitan con areniscas calcáreas de la Formación Longacho. El resto de la secuencia la componen un nivel de brechas dacíticas de bloques y ceniza (Bd) y alternancias de tobas de ceniza y lapilli. Las litofacies de la base del bloque oeste corresponden a rocas piroclásticas con granulometrías gruesas, como las brechas líticas masivas (Brlm), a más finas, entre las cuales están las tobas de lapilli masivas (TLm), tobas de lapilli soldadas (TLsol) y tobas de ceniza vítreas (Tv). Los niveles superiores los conforman rocas efusivas andesíticas (ADm) y dacíticas con laminación (Dl). Intercaladas entre andesitas y dacitas existen niveles de las litofacies anteriores y una capa métrica de tobas con lapilli acrecionario (TLac). El análisis de las litofacies presentes en ambas secuencias permite proponer un modelo eruptivo separado en dos etapas. La primera con actividad explosiva subaérea y caída de piroclastos en ambiente continental y marino, flujos piroclásticos en las laderas del edificio volcánico y colapso de un cuerpo extrusivo de composición dacítica. La actividad volcánica de la segunda etapa comienza con flujos de piroclastos en corrientes saturadas y diluidas en partículas, para terminar en emisión de lava andesítica y dacítica con crecimiento de un cuerpo extrusivo dacítico y formación de partículas de lapilli acrecionario por presencia de humedad en la pluma eruptiva. En el norte de Chile existen diversos pares de unidades volcánicas y sedimentarias depositadas entre el Triásico Superior y el Jurásico Inferior. Aparentemente, durante este periodo, el margen sudamericano se encontraba activo y de manera continua entre el Paleozoico y el Mesozoico, bajo un régimen transtensivo relacionado directamente con la subducción oblicua. Numerosas unidades geológicas han sido estudiadas y asignadas a este periodo, así como también parte de los Estratos de Sierra de Lagunas y la Formación Longacho, formaciones que constituirían parte del arco volcánico del Jurásico Inferior y cuencas sedimentarias asociadas.
Análisis de los factores geológicos y mineralógicos que condicionaron el evento de reactividad en fase 7 del rajo Esperanza, mina Centinela.
(Universidad de Concepción, 2023) Cancino Rodríguez, Tomás Ernesto; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
En minería a cielo abierto, la tronadura es una operación fundamental que implica la detonación controlada de pozos de tronadura cargados con productos explosivos. En estos pozos, y bajo ciertas condiciones fisicoquímicas, el contacto directo de los explosivos con el macizo rocoso puede provocar reacciones espontáneas y exotérmicas, fenómeno conocido como rocas reactivas. Este trabajo se centra en el estudio de un evento de rocas reactivas ocurrido en el rajo Esperanza en la Región de Antofagasta, donde este tipo de reacciones provocaron emisiones gaseosas y la detonación no controlada de un pozo de tronadura. El yacimiento Esperanza es un depósito tipo pórfido de cobre y oro perteneciente a la franja Eoceno medio – Oligoceno temprano, que se relaciona al Sistema de Fallas de Domeyko y que contiene mineralización hipógena de sulfuros además de minerales formados por procesos de alteración supérgena. Las rocas reactivas son aquellas capaces de reaccionar con nitrato de amonio, que es el componente principal de la mayor parte de los explosivos utilizados en la minería. La reactividad de las rocas se atribuye principalmente a la presencia de minerales de hierro, en especial de sulfuros como la pirita. No obstante, para abordar este problema se debe considerar a la totalidad del macizo rocoso con sus condiciones geológicas particulares, para incorporar un mayor número de factores al momento de establecer una zonificación de la reactividad para tomar medidas preventivas. En este trabajo, se revisan estudios previos de reactividad en el rajo y se analizan las muestras obtenidas en el sector del evento mediante ensayos de reactividad y sleep time para caracterizar su comportamiento reactivo. Además, se llevan a cabo análisis mineralógicos que incluyen microscopía óptica, fluorescencia de rayos X, difracción de rayos X y QEMSCAN®. Los estudios previos en el rajo evidencian la capacidad de estas rocas de reaccionar con nitrato de amonio, aunque las condiciones sean diferentes en los distintos sectores. Además, a partir de los ensayos de reactividad y sleep time, se determina que las muestras del sector del evento desarrollan reacciones exotérmicas en tiempos acotados al estar en contacto con nitrato de amonio. De los análisis mineralógicos, se determina que hay altas concentraciones de pirita, uno de los principales minerales asociados a fenómenos de reactividad. Además de la pirita, el hierro se encuentra formando una variedad de sulfuros, óxidos, oxihidróxidos y sulfatos, que podrían tener un rol importante en el comportamiento reactivo de estas muestras. Entre los minerales de hierro identificados, destaca la szomolnokita, un sulfato que se forma a partir de la oxidación de pirita en ambientes áridos, y que es altamente soluble en presencia de humedad, liberando hierro al sistema. La combinación de pirita y szomolnokita puede ser una asociación mineralógica crítica que controla la reactividad del sector donde ocurrió el evento. Previo al evento de reactividad, no se realizaba un mapeo exhaustivo de estos minerales, especialmente en las zonas de bajo interés económico. Los resultados de este trabajo ponen en evidencia la importancia del mapeo de pirita y szomolnokita para lograr una zonificación de la reactividad del rajo Esperanza.
Análisis de peligro volcánico por caída de tefra en los volcanes Callaqui, Tolhuaca, Lonquimay, Llaima, Villarrica y Mochochoshuenco, Chile.
(Universidad de Concepción., 2020) Arias Vásquez, Diego Ignacio; Palma Lizana, José Luis
El presente trabajo desarrolla un análisis de peligros volcánicos en los volcanes: Callaqui, Tolhuaca, Lonquimay, Llaima, Villarrica y Mocho-Choshuenco. Los objetivos principales de este trabajo son: evaluar el peligro por caída de tefra y proyectiles balísticos volcánicos (PBVs) mediante análisis de escenarios eruptivos y modelación numérica, e integrar los resultados junto a análisis obtenidos para CDPs, lavas y lahares, desarrollados en paralelo a este trabajo por Jorquera (2018) y Álvarez (en prep). Para la evaluación de peligro se hizo un análisis de geología volcánica, recopilación de actividad eruptiva histórica y revisión de depósitos (terreno-bibliografía); analizando las características de la caída y dispersión de tefra junto a PBVs, con el fin de evaluar los posibles escenarios y zonas de peligro. Para ello se ocupó TephraProb (Biass et al., 2016a), una toolbox que se basa en el modelo numérico Tephra2 (Bonadonna et al., 2005), ingresando parámetros eruptivos de escenarios a modelar, para luego obtener resultados para acumulación probabilística de tefra de 100 kg/m2 (~10 cm de potencia) presentados en mapas con isolíneas de probabilidad. Para PBVs, se recurre a estudios comparativos sobre distancias alcanzadas en erupciones explosivas propias de los edificios volcánicos y similares en el mundo, definiendo los radios de las zonas de alto-medio-bajo peligro. Los resultados indican que la emisión de tefra es frecuente en estos volcanes, sin embargo, Villarrica y Llaima tienen mayor actividad y magnitud. La dispersión de tefra presenta una predominancia al E-SE determinada por las direcciones predominantes de los vientos la zona volcánica. Para PBVs, se considera un fenómeno proximal con distancias de alto peligro de 4-5 km desde la fuente, pobremente afectados por advección de los vientos. El escaso registro eruptivo de los volcanes Tolhuaca y Callaqui hace necesario una comparación con símiles en el mundo con mayores investigaciones. Para la integración de los peligros volcánicos se desarrolló una nueva metodología semi cuantitativa donde se evalúan aspectos como “recurrencia”, “alcance” y “potencial de impacto” de peligros para los escenarios considerados, permitiendo la comparación de los diferentes fenómenos volcánicos en un mismo volcán y entre distintos volcanes. A partir de los aspectos anteriormente mencionados, se asignan valores y se multiplican para dar un valor final que representa el “total de peligro”, que varía entre 0-126 pts. Los máximos valores alcanzados corresponde a 117 pts asociados a zonas afectadas por CDPs; mientras que para zonas afectadas por caída de tefra, los valores alcanzan 46,7-6,7 pts debido al bajo impacto. Posterior a la zonificación de cada zona evaluada se genera la integración mediante el traslape de las áreas definidas y ponderación de los puntajes totales por un factor de 0,1 (definido para no distorsionar los valores originales), todo mediante un script que permite el tratamiento de los rasters creados (zonas individuales de peligro y puntaje total). Posteriormente se define una categorización establecida de bajo-medio-alto-muy alto peligro, según los valores 0-40], ]40-80], ]80-126] y >126 pts respectivamente. Finalmente, los resultados se presentan en mapas de peligro integrado y gráficos de curvas de peligro, destacando los valores para los volcanes Llaima (220,1 pts) y Villarrica (212,6 pts) como los más peligros de este análisis en conjunto al vn. Mocho-Choshuenco (198 pts). La metodología y resultados expuestos en este trabajo se postulan como una opción para la implementación de planes de emergencia volcánica en la zona de estudio.
Análisis de peligro volcánico por flujos de lava y corrientes de densidad piroclástica en los estratovolcanes activos Callaqui, Llaima, Lonquimay, Tolhuaca, Villarrica y Mocho-Choshuenco, Chile.
(Universidad de Concepción., 2018) Jorquera Flores, Constanza Belén; Palma Lizana, José Luis
Este estudio desarrolla un análisis de peligro de los flujos de lava y corrientes de densidad piroclásticas (CDPs) en los volcanes Callaqui, Llaima, Lonquimay, Tolhuaca, Villarrica y Mocho Choshuenco (regiones del Biobío, La Araucanía y Los Ríos). Ambos procesos han sido recurrentes en las erupciones de estos volcanes. Los objetivos principales fueron: analizar detalladamente los procesos de lavas y CDPs en cada volcán para realizar posteriormente una zonificación local de peligros. Además de realizar una comparación de los distintos peligros e integrar las zonificaciones de ambos peligros para una evaluación estandarizada de los niveles de peligrosidad en los volcanes ya mencionados. Para ello, se establecen dos etapas de trabajo, la primera consiste en la zonificación de peligros y una segunda etapa donde se integran estas zonas de peligro. Para realizar la evaluación de los peligros y sus posibles zonas de inundación, se utilizó geología, observaciones de actividad histórica, y revisión de depósitos volcánicos, a modo de evaluar los posibles escenarios eruptivos y de generación de esos peligros, y para analizar la recurrencia, magnitud, origen y características de CDPs y flujos de lava en cada volcán. Para determinar las posibles zonas de inundación bajo distintos escenarios por CDPs y flujos de lava se aplicó el modelo de Cono de Energía (Malin, 1982) y el plugin para QGIS llamado Q-LavHA (Mossoux et al., 2016), respectivamente. Al finalizar esta etapa se obtuvieron mapas de zonificación para cada peligro en todos los volcanes con sus justificaciones respectivas. Una vez realizada la zonificación en cada uno de los volcanes, se prosiguió con la integración de los diferentes peligros volcánicos. Para ello, se utilizó una metodología innovadora en la cual se evalúa de manera semi-cuantitativa la recurrencia, alcance y potencial de impacto de todas las zonas para cada peligro y para cada escenario considerado. Esto permitió la construcción de mapas de peligro mediante una metodología objetiva en todo momento, y cuyos resultados son fáciles de comprender, justificar y utilizar para la elaboración e implementación de planes de emergencia, vías de evacuación y zonas de seguridad. La metodología utilizada consistió en crear una tabla de integración, la cual se subdivide en tres aspectos: recurrencia; alcance y potencial de impacto. A partir de estos tres aspectos (al ser multiplicados) se obtiene un total de peligro, que varía desde 0 a 126, para las distintas zonas generadas en la primera etapa, de cada volcán, para luego ponderarlas con un factor de 0,1 y sumarlas. La elección del factor 0,1 se debe a que no causa mayor distorsión en los puntajes originales de las zonas, es decir, aquellas zonas que no se traslapan mantienen su nivel de peligrosidad inicial. Se seleccionó una escala amarillo-rojo normalizada de 0 a 126 para confeccionar las curvas de peligro y mapas de peligro integrado de los seis volcanes estudiados. Se consideraron los niveles de peligro “bajo” (de 0 a 40), “medio” (de 41 a 80), “alto” (de 81 a 126) y “muy alto” (> 126). Los volcanes Callaqui y Tolhuaca obtuvieron valores de peligrosidad máxima de 64 y 45 respectivamente, lo cual está catalogado según la escala normalizada como “medio” peligro. Mientras que el par Villarrica y Llaima obtuvieron similitudes en que ambos alcanzaron un puntaje de peligrosidad máxima sobre 140 y apenas muestras zonas de “bajo” peligro (el volcán Villarrica no presenta zonas de bajo peligro y el Llaima apenas un sector). Finalmente, los volcanes Lonquimay y Mocho-Choshuenco muestran una escala más gradual de peligrosidad alcanzando valores muy bajos (18 y 10 respectivamente) en algunas áreas y bordeando los 140 en peligrosidad máxima.
Análisis de probabilidad espacial de formación o reactivación de centros de emisión en los alrededores del volcán Michinmahuida, provincia de Palena, región de Los Lagos, Chile.
(Universidad de Concepción, 2024) Muñoz Muñoz, Cristián Rafael; Tassara Oddo, Andrés Humberto; Perales Moya, Constanza Valeria
El volcán Michinmahuida corresponde a un estratovolcán ubicado en la comuna de Chaitén, provincia de Palena, región de Los Lagos, Chile. Entre las localidades cercanas, la ciudad de Chaitén es la más poblada, y se encuentra a unos 20 km al oeste del volcán. Este volcán se caracteriza por una marcada elongación en dirección NE-SW, una estructura caldérica cubierta por un casquete glacial con elevación máxima de ~2.450 m s.n.m. y su emplazamiento sobre la traza principal del Sistema de Fallas Liquiñe-Ofqui (SFLO). En sus alrededores es posible identificar varios centros de emisión menores y depósitos que dan cuenta de su actividad pasada. El Michinmahuida ocupa el décimo noveno lugar dentro del ranking de riesgo específico de volcanes activos de Chile, lo que le ha situado en la mira de la Red Nacional de Vigilancia Volcánica (RNVV) de SERNAGEOMIN, cuyo equipo de profesionales busca desarrollar su mapa de peligros. La evaluación de peligros volcánicos y el desarrollo de mapas de peligros es una tarea compleja, pues requiere del análisis conjunto de varios factores. En los últimos años, se han propuesto e implementado metodologías para elaborar mapas que permitan evaluar la probabilidad espacial de apertura de nuevos centros eruptivos, denominada susceptibilidad volcánica. En general, estos métodos utilizan diversas variables volcano-estructurales (que puedan tener algún grado de relación o control sobre el volcanismo) para llevar a cabo un análisis multiparamétrico. Este trabajo se ha desarrollado utilizando MatHaz para Matlab (Bertin y otros, 2019), que es un código de tipo abierto, diseñado para realizar evaluaciones espacio-temporales de peligro volcánico a partir de múltiples conjuntos de datos. Luego de modificar el código para trabajar en el área alrededor del volcán Michinmahuida, se creó una base de datos volcano-estructurales para la zona, donde se recopilaron todos los datos disponibles. De ella se seleccionaron y agruparon datos en seis datasets (centros de emisión menores, epicentros de sismos y estructuras N-S, NE-SE, NW-SE y E-W) para ser utilizados en el análisis, que consiste en el cálculo de una función de densidad de probabilidad (FDP) para cada dataset. Estas FDPs se obtienen mediante una estimación de densidad de kernel (EDK). Para integrar las seis funciones, se realiza una combinación lineal, obteniendo una FDP ponderada, donde cada set de datos contribuye a la ponderación según la importancia previamente asignada por un panel de expertos, obtenida en este mismo estudio mediante una encuesta. Este estudio tiene como resultado un mapa de probabilidades que muestra las zonas con probabilidades altas, moderadas y bajas de apertura de centros de emisión, en base a los datos disponibles para el área. Este mapa puede ser utilizado para evaluar la susceptibilidad volcánica de la zona, aunque se deben tener en consideración algunas limitaciones metodológicas y prácticas que se enfrentaron durante su desarrollo.
Análisis de recursos hídricos y caracterización hidrogeoquímica para la evaluación de agua subterránea en la comuna de Tomé, región del Biobío, Chile.
(Universidad de Concepción, 2024) Carrasco Bernal, David Ignacio; González Martínez, Abraham Elías; Salas Reyes, Pablo Antonio
El agua representa un recurso natural esencial para la vida y desempeña un papel importante para el asentamiento humano. En este contexto, el presente estudio busca dar solución hídrica a un terreno particular de 1,8 hectáreas ubicado 1 km al noroeste de Cocholgüe, en el sector Marantillo, comuna de Tomé. Para ello, se realizó una prospección geofísica para determinar la presencia de un acuífero, y posteriormente, se tuvo por objetivo determinar sus características hidráulicas por medio de pruebas de bombeo, y sus características hidrogeoquímicas a través de la toma de muestras y un análisis químico realizado por el Laboratorio de Geoquímica de Fluidos del Centro de Excelencia en Geotermia de los Andes, respondiendo a las preguntas ¿Cuál es la capacidad de recarga del acuífero? ¿Existe relación entre la litología y la calidad del agua? Los resultados arrojaron valores de una tasa de recarga entre 0.76 - 1.66 L/min, lo cual permitiría abastecer el consumo de agua promedio de una familia de 5 personas, y, además, se obtuvo resultados relacionados a la hidrogeoquímica, como los valores de pH = 7,944 y las concentraciones de cationes, aniones y elementos traza que cumplen con los estándares de calidad de agua potable de la Norma Chilena NCh409/1, a excepción de Mn. Además, las concentraciones se utilizaron para calcular índices hidrogeoquímicos que permitieron describir el acuífero como un agua continental, y la clasificación hidrogeoquímica a través de un diagrama de Piper que permitió clasificarlo como un agua de tipo sulfatada cálcica. También se utilizaron muestras de un estudio previo realizado en aguas superficiales de Coliumo, ubicado 3,5 km al norte del área de estudio, para comparar los parámetros químicos obtenidos en un proyecto de agua potable y aguas influenciadas por acción del mar. Se concluye que los parámetros geoquímicos medidos y la clasificación del agua son favorables para el desarrollo de un sistema de extracción para consumo humano. No obstante, de acuerdo con la actual normativa chilena para agua potable, se requiere una serie de otros análisis para certificar una extracción como potable, entre ellos, análisis microbiológicos y de turbiedad, de sustancias orgánicas, plaguicidas, productos de desinfección, elementos radiactivos y características organolépticas. Estos últimos están más allá de los propósitos de esta memoria. Por otra parte, se propone una metodología para la sedimentación y filtrado, con el propósito de proveer una vía para la obtención de agua en las mejores condiciones de aprovechamiento.
Análisis de susceptibilidad a remociones en masa en la comuna de Corral, al norte de los 39°54´S, Región de los Ríos, Chile.
(Universidad de Concepción., 2019) Henríquez Messing, Emilio Alejandro; Quezada Flory, Jorge Andrés
En la presente memoria de título se realiza un análisis de susceptibilidad a remociones en masa en el sector norte de la Comuna de Corral, que frecuentemente experimenta problemas asociados a éste tipo de peligros naturales. Se lleva a cabo un análisis basado en observaciones en terreno, imágenes satelitales, información bibliográfica y geoprocesamiento de un modelo digital de elevaciones, para determinar la influencia relativa de los principales factores condicionantes de remociones en masa: litología, pendiente, distancia a fallas, uso del suelo, orientación de laderas, densidad de drenaje, índice hipsométrico e índice de relieve relativo de subcuencas, y curvatura del terreno. Finalmente, los factores son superpuestos en base a los pesos relativos calculados mediante un método estadístico bivariado y también mediante una matriz de comparaciones pareadas, para posteriormente determinar el método más adecuado. El producto final es un mapa a escala 1:20.000 de susceptibilidad a remociones en masa para el sector norte de la Comuna de Corral incluyendo al puerto del mismo nombre, clasificado en tres niveles: alta, intermedia y baja, que constituye una de las principales etapas que debieran ser consideradas en proyectos de planificación territorial, especialmente en zonas que se encuentran en expansión urbana como es el caso de este trabajo.