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Evaluación técnica de la elaboración de membranas revalorizadas desde membranas desechadas de osmosis inversa para el tratamiento del agua gris.
(Universidad de Concepción, 2025) Carrasco Hernández, Antonia Belén; Pino Soto, Luis
Ante la creciente crisis hídrica, intensificada por el cambio climático y el crecimiento urbano, se propone una solución sostenible que revaloriza membranas de osmosis inversas (RO) descartadas para tratar aguas grises, provenientes de usos domésticos no sanitarios. Con ello se reduce la presión sobre fuentes hídricas convencionales y promueve la economía circular.
El proceso de revalorización de las membranas considera una etapa de hidratación y limpieza, seguida de una transformación mediante oxidación química con hipoclorito de sodio (NaOCl), que degradó la capa activa de poliamida (PA) y permitió su conversión a membranas revalorizadas de nanofiltración/ultrafiltración (NF/UF). Se realizaron caracterizaciones operacionales y superficiales para evaluar los efectos del tratamiento. La hidratación con etanol y la limpieza química con hidróxido de sodio (NaOH) y ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) restauran parcialmente la permeabilidad sin comprometer el rechazo de sales. La oxidación aumentó significativamente la permeabilidad (entre 400% y 3000%), siendo el tiempo de exposición más significativo que la concentración de NaOCl. El rechazo de iones monovalentes y divalentes respalda la conversión efectiva a membranas Re NF/UF. Las pruebas de caracterización superficial SEM, evidenciaron la remoción de contaminantes orgánicos en la membrana limpia y un aumento de porosidad en la membrana oxidada. La espectroscopía infrarroja con transformada de fourier acoplada a reflectancia atenuada (FTIR) muestra la eliminación de las bandas 1543, 1609, 1663 cm-1, características de PA, confirmando la degradación de la capa activa. Asimismo, un aumento en el ángulo de contacto sugiere una mayor exposición a la capa polisulfona, ubicada debajo de la capa PA.
El agua gris tratada con estas membranas modificadas fue evaluada para determinar su calidad y seguridad. En particular, las membranas oxidadas con soluciones de NaClO al 4% y 5% durante 120 minutos lograron una reducción significativa de la demanda biológica de oxígeno (DBO), la turbidez y la dureza (CaCO3), así como la eliminación de microorganismos contaminantes. Además, se observó un rechazo efectivo de contaminantes específicos como el manganeso (Mn2+) y los tensioactivos aniónicos, con eficiencias del 88% y 35%, respectivamente. El agua tratada con la membrana oxidada al 4% durante 120 minutos cumplió con los requisitos establecidos por la Ley 21.075 para su reutilización en riego. Finalmente, ensayos de riego en cultivos de trigo con esta agua tratada demostraron que no existen efectos adversos en el crecimiento, validando su uso.
Propuesta de infraestructura verde para el desarrollo sostenible y ecoturístico del Cerro Manquimávida en Chiguayante, Chile.
(Universidad de Concepción, 2024) Arriagada Neira, Brian Andrés; Sanhueza Contreras, Rodrigo Alejandro
El cerro Manquimávida es un espacio natural clave en Chiguayante, con potencial para la conservación, el turismo sostenible y la recreación. Sin embargo, enfrenta problemas como la degradación ambiental, accesos irregulares, falta de infraestructura y riesgo de catástrofes naturales. Esta investigación propuso estrategias para transformar al cerro en una infraestructura verde, mejorando su gestión, fortaleciendo su función ecológica y proporcionando las condiciones necesarias para permitir el desarrollo de ecoturismo. Las propuestas fueron diseñadas tomando en consideración criterios ambientales y también sociales, con el fin de contribuir al bienestar comunitario mediante la obtención de servicios ecosistémicos como el de recreación, pero además, con la finalidad de conservar y valorizar el ecosistema del cerro.
Evaluación del proceso de endocitosis y la respuesta de la planta Arabidopsis thaliana mutante para el gen VAMP727 durante condiciones de estrés salino.
(Universidad de Concepción, 2024) Vega Vega, Brihan Luis; Ruiz Lara, Simón
En el tráfico vesicular, las proteínas SNARE ensamblan la fusión de membranas y se localizan en diferentes compartimentos subcelulares, cumpliendo una variedad de procesos fundamentales en las células. La proteína VAMP727 es una SNARE que está presente solo en plantas terrestres, lo que sugiere que participa en procesos fundamentales relacionados a la adaptación terrestre. Además, está presente principalmente en los cuerpos multivesiculares y los endosomas, también está presente en los compartimientos prevacuolares, la membrana plasmática y en la membrana vacuolar. Su rol es ser mediador de la exocitosis y la endocitosis, siendo importante para la vía vacuolar del tráfico vesicular. En esta tesis se investigó la respuesta al estrés salino de la mutante para el gen VAMP727, un gen específico de SNARE de Arabidopsis thaliana. Para ello, se realizó la genotipificación de diferentes líneas, se evaluaron aspectos fenotípicos, como la longitud de raíz y la biomasa, y se analizó el tráfico vesicular de las plantas mutantes vamp727 mediante microscopía confocal con enfoque en la endocitosis y la acumulación de sodio tanto en condiciones normales, como sometidas a condiciones de estrés salino. Los resultados revelaron un aumento significativo de la endocitosis en la mutante vamp727, tanto en el medio MS como en el medio salino. También fue significativa una mayor acumulación de sodio en las raíces de las mutantes vamp727. No hubo resultados significativos respecto a la longitud de la raíz y aumento o reducción de la biomasa. Adicionalmente, los resultados han abierto nuevas interrogantes y desarrollos experimentales para futuras investigaciones.
Caracterización geoquímica de las unidades geometalúrgicas de la división El Teniente y obtención de un modelo predictivo de recuperación rougher de cobre a partir de datos geoquímicos.
(Universidad de Concepción, 2021) Cuadra Amaro, Francisco Elieser; Rabbia Dalmasso, Osvaldo Miguel; Becerra Almarza, Carolina Loreto
El yacimiento El Teniente es un mega depósito de cobre, el cual tradicionalmente se reconoce cómo un sistema típico de pórfido de Cu-Mo, con la única diferencia y particularidad que las rocas máficas, características del depósito, proporcionaron eficientes trampas físicas y químicas para la precipitación de sulfuros. Atestigua múltiples eventos intrusivos e hidrotermales que, junto a controles estructurales, han favorecido y concentrado la mineralización. En la actualidad el complejo está integrado por mina, planta y fundición, y consta de explotación subterránea y rajo abierto, siendo la mina subterránea más grande del mundo. En 2020 su producción total fue de 443.220 toneladas de cobre fino.
Con la disminución de la ley de cobre del país, ha sido necesario llevar a cabo estudios cada vez más meticulosos con el objetivo de hacer más eficiente la línea de producción y así maximizar la recuperación de material de interés. Es por esta razón que se definen zonas y unidades geometalúrgicas que agrupan rocas con similares propiedades mineralógicas, geometalúrgicas o geoquímicas. A partir del año 2014, la División El Teniente, comenzó a implementar con finalidades de planificación, la caracterización del mineral que alimenta la Línea SAG y, en el año 2018, aquel que alimenta la Línea Convencional, definiendo zonas geometalúrgicas. En el año 2020, en base a zonas de mena geotécnica, mineralogía de mena y ganga, y litología, se definieron 5 unidades geometalúrgicas (UGM) en función de la recuperación rougher de Cu; adicionalmente, estas unidades presentaron una buena correspondencia con la recuperación por especies, conminución, recuperación de molibdeno, recuperación por peso y sedimentación, por lo que demostraron ser útiles para establecer zonas con características definidas. Una de las aristas de este trabajo consiste en caracterizar geoquímicamente estas UGM, identificando las distintas variables que logren diferenciarlas entre sí.
A través del estudio de bases de datos con información mineralógica, geoquímica y geometalúrgica, y el empleo de técnicas estadísticas y análisis de distribuciones espaciales de distintos elementos y minerales, se logró determinar que las siguientes variables resultaron ser eficaces para lograr diferenciar las UGM, dado que, sin importar el factor litológico, permiten establecer distinciones: Cu, CaO, Sr, Zn, Ag, Bi, Mo, Na2O, Co, Fe, Se, S, Ga, CuNS, LOI y C. Las diferencias están asociadas principalmente a los eventos de mineralización y alteración, incluyendo los procesos supérgenos.
La segunda parte de esta memoria se centra en la confección de un modelo predictivo de la recuperación rougher de Cu. El machine learning, hoy en día, se presenta como una gran herramienta para esta tarea, dado los constantes avances tecnológicos que permiten trabajar con poderosos algoritmos de alto coste computacional, con un gran potencial para analizar y encontrar patrones que, muchas veces, no somos capaces de interpretar. Se utilizó XGBoost, un algoritmo mejorado de boosting tree, dada su simpleza a la hora de optimizar sus hiperparámetros, además de su comprobada destreza para clasificar o predecir variables categóricas o continuas, respectivamente.
Luego de una debida preparación y depuración de las bases de datos disponibles, a partir de las concentraciones de Cu, Mo, CuNS, Fe, Ni y Zn, variables presentes tanto en la batería estándar de la División El Teniente como en los conjuntos de datos para entrenar y testear el algoritmo, se logró crear un modelo predictivo satisfactorio con un RMSE de 4,273 (%). Esto permitió su utilización en una base con datos geoquímicos analizados entre los años 2010 y 2020, cuyo resultado fue modelado en volúmenes 3D mediante el uso de Leapfrog Geo, dando información similar a la entregada por las UGM, lo cual avala su funcionamiento. Posteriormente, con la finalidad de observar si el desempeño de la predicción variaba, se incorporaron más variables para entrenar el algoritmo, presentando una leve mejoría en los resultados.
Por último, para interpretar el peso o importancia de las variables para el desempeño del modelo, se utilizaron los SHAP values que permitieron determinar, luego de analizar tanto el modelo de 6 variables como el de 18, que las más relevantes para la predicción son el CuNS, Zn, CaO, S, Sr y Cu. Las 2 primeras recién mencionadas, son aquellas, cuyas concentraciones elevadas, se asocian a bajas recuperaciones, donde el impacto negativo del CuNS en la recuperación ha sido confirmado en estudios anteriores, mientras que, para el Zn, su relación espacial con las arcillas, permite explicar esta asociación.
Caracterización de la región codificante de genes Dehidrina desde una colección de secuencias RNASEQ de Prumnopitys andina.
(Universidad de Concepción, 2024) Muñoz Herrera, Fernando Hugo Karim; Fernández Reyes, Marta Alejandra
Prumnopitys andina o Lleuque, conífera endémica del sur de Chile, ha sido escasamente investigada en sus mecanismos de tolerancia y/o resistencia frente a factores abióticos. Las deshidrinas son proteínas de respuesta a estrés ambiental, que han sido estudiadas en diversas especies vegetales. Esta investigación se centró en caracterizar proteínas dehidrinas en una colección de secuencias transcriptómicas disponible en la base de datos NCBI para P. andina. Se logró identificar nueve secuencias codificantes para proteínas homólogas a dehidrinas de especies previamente estudiadas, para luego caracterizar su secuencia genómica e identificar el tipo de dehidrinas presente en P. andina, caracterizar sus propiedades bioquímicas, compararlas con otras especies de coníferas, en cuanto a estructura primaria, secundarias y dominios funcionales, para entender la evolución de estas secuencias. Entre estas secuencias identificadas, la proteína COR47 mostró la mayor similitud con las dehidrinas homologas en P. andina. Este estudio busca contribuir al conocimiento de los mecanismos de adaptación de P. andina frente a condiciones ambientales adversas, proporcionando una base para investigaciones futuras relacionadas con la función y regulación de las dehidrinas en esta especie.