Freire es una comuna de la Provincia de Cautín, IX Región de Chile. Hace unos 30 años operaba en dicha comuna una planta industrial de recuperación de materiales de baterías en desuso, proceso que está asociado a la generación de residuos con plomo. En el año 1996 se dispuso el cierre de la planta, sin embargo, tal acción no se realizó bajo los criterios ambientales actuales. Por esta razón, se sospecha que los suelos de la planta puedan contener altos niveles de plomo, generando un riesgo potencial para la salud de la población y el medio ambiente. Se realizó una campaña de muestreo que consistió en la recolección de 18 muestras simples de suelo a una profundidad de 0-20 cm. el 4 de Octubre de 2016. Se determinó 9 puntos de muestreo dentro del sitio de la planta y otros 8 en los alrededores del mismo correspondientes a los niveles basales o naturales. Los análisis fueron realizados en el Laboratorio de Química Ambiental del Centro Nacional del Medio Ambiente (CENMA). Se determinaron las características físico-químicas de las muestras de suelo: pH (método potenciométrico), humedad (pérdida de peso por evaporación) y materia orgánica (pérdida de peso por calcinación), y las concentraciones de plomo mediante espectrometría de plasma acoplado inductivamente con detector óptico (ICP-OES). No se encontró asociaciones estadísticamente significativas entre las variables pH, humedad y materia orgánica en relación con las concentraciones de plomo. Las concentraciones de plomo en el sitio superaban ampliamente los niveles basales y la normativa de referencia elegida (400 [mg/Kg] EPA). Para evaluar si estas concentraciones suponían un riesgo para la población se utilizó el software IEUBK, el cual permite estimar los niveles de plomo sanguíneo en niños expuestos a plomo medio ambiental. Las concentraciones fueron lo suficientemente altas como para sobrepasar el valor máximo de 30 [μg/dL] de plomo en la sangre para el cual el modelo fue calibrado y validado empíricamente. Para determinar si el plomo tenía la capacidad de alcanzar cuerpos de agua adyacentes al sitio, se llevaron a cabo test de lixiviación (TCLP: método 1311 EPA). Las muestras de suelo se colocaron en contacto con una solución de ácido a pH 4,93 por 18 horas a 23°C, posteriormente, fueron filtradas y se midió la concentración de viii plomo en los filtrados. Las concentraciones de plomo lixiviado por 4 de las 9 muestras fueron superiores a la Concentración Máxima Permisible (5 [mg/L] de acuerdo al DS 148), por lo que se les clasifica como residuos peligrosos y no deben permanecer en el sitio bajo las condiciones actuales. Considerando el riesgo potencial al que está expuesto la población, se proponen medidas tanto a corto como largo plazo. Las primeras, incluyen informar a las autoridades y comunidades, cercar el sitio e instalar letreros de advertencia; mientras que en el caso de las segundas, se plantean 4 alternativas de mitigación con sus respectivas ventajas y desventajas: solidificación/estabilización, lavado de suelo/lixiviación ácida, excavación del suelo y disposición fuera del sitio, y cobertura de suelo. / Freire is a commune located at the Province of Cautín, IX Region of Chile. About 30 years ago, an industrial plant that recovered disused battery materials operated in this commune, process which is associated with the generation of lead waste. In 1996, the plant was stipulated to be closed, however, such action was not carried out under the current environmental criteria. For this reason, it is suspected that the soils of the industrial plant may contain high levels of lead, generating a potential risk to the health of the population and the environment. A sampling campaign was carried out on October 4, 2016, and it consisted in the collection of 18 simple soil samples at a depth of 0-20 cm. 9 sampling points were selected in the industrial plant site and 8 in the surrounding area, corresponding to the background/natural levels. The analyzes were carried out in the Environmental Chemistry Laboratory of the Environment National Center (CENMA). The physico-chemical characteristics of the soil samples were determined: pH (potentiometric method), moisture (loss of weight by evaporation) and organic matter (loss of weight by calcination). Lead concentrations were determined by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). No statistically significant associations were found between pH, moisture and organic matter in relation to lead concentrations. Lead concentrations at the site far exceeded background levels and the chosen reference standard (400 [mg/kg] EPA). IEUBK software was used to evaluate whether these concentrations pose a risk to the population, allowing the estimation of blood lead levels in children exposed to environmental lead. Concentrations were high enough to exceed the maximum value of 30 [μg/dL] of lead in blood for which the model was calibrated and empirically validated. To determine if lead had the capability to reach water bodies adjacent to the industrial plant site, leaching tests (TCLP: method 1311 EPA) were conducted. Soil samples were placed in contact with an acid solution of pH 4.93 for 18 hours at 23°C, after which they were filtered and the concentration of lead in the filtrates was measured. Lead concentrations leached by 4 of the 9 samples were higher than the Maximum Permissible Concentration (5 [mg/L] according to DS 148), therefore, they x were classified as hazardous waste and should not remain in the site under current conditions. Considering the potential risk to which the population is exposed, both short and long term measures are proposed. Short-term measures include informing authorities and communities, fencing the site and installing warning signs. As regards long-term measures, 4 mitigation alternatives are proposed with their respective advantages and disadvantages: solidification/stabilization, soil washing/acid leaching, soil excavation and off-site disposal, and soil-capping.

Seminario de Título entregado a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al Título de Químico Ambiental. / Chile es un país en desarrollo que posee políticas energéticas comprometidas con el medio ambiente, para el 2035 se espera que un 60% de la energía producida en el país sea renovable y para el 2050 debe ser al menos de un 70%. Como algunos de los sistemas de energías renovables poseen una potencia de salida variable, es necesario trabajar con tecnologías de almacenamiento de energía para lograr una integración eficiente a los sistemas de electricidad en Chile y así poder utilizar toda la energía producida. El objetivo general de este trabajo es evaluar desde un punto de vista ambiental diez tipos de sistemas de almacenamiento de energía: almacenamiento por bombeo hídrico, almacenamiento por aire comprimido, almacenamiento kinésico, almacenamiento por celdas de combustible hidrógeno, almacenamiento Power-to-Gas, almacenamiento de combustible solar, almacenamiento con baterías de Plomo/Ácido, almacenamiento con baterías de litio, almacenamiento de baterías de flujo de Vanadio y almacenamiento térmico con materiales de cambio de fase, con el fin de entregar insumos relevantes como herramientas de diseño y planificación de los sistemas eléctricos y así contar con sistemas más sustentables con el medio ambiente y con mayor eficiencia energética. Para lograr lo anterior se realizó una revisión de la literatura medioambiental y la literatura de los sistemas de almacenamiento de energía logrando realizar una clasificación y caracterización de las distintas tecnologías considerando el tipo de almacenamiento que utilizan. También se tomaron en cuenta los materiales requeridos para su elaboración, sus procesos, componentes y aspectos operacionales, definiendo para el análisis como etapas del ciclo de vida: materias primas, implementación, operación y fin de su vida útil. Del eje ambiental se consideraron cinco aspectos aire, agua, suelo, flora y fauna, y las personas. Con esto se evalúa cada etapa del ciclo de vida de los sistemas de almacenamiento de energía en cada ámbito ambiental. Al analizar las distintas tecnologías desde el punto de vista de sus etapas del ciclo de vida podemos apreciar que cuando están en etapa de materias primas las que poseen un mayor nivel de impactos son el almacenamiento de bombeo hídrico y las baterías de Plomo/Ácido, la primera debido al tamaño del sistema y la segunda por el nivel de toxicidad de sus componentes. Al momento de implementar los sistemas de almacenamiento siguen predominando las baterías de Plomo/Ácido con mayores magnitudes de impactos. Luego durante su operación, el almacenamiento energético por bombeo hídrico tiene mayores impactos. Y al fin de su vida útil las baterías de Plomo/Ácido siguen siendo las que poseen un mayor nivel de daño por el nivel de toxicidad de sus componentes y que requieren de un cuidadoso manejo durante su reciclaje. En general durante todo su ciclo de vida, los sistemas con mayores grados de impactos ambientales negativos fueron las baterías de Plomo/Ácido y el almacenamiento por bombeo hídrico. Los tres sistemas que generan un menor número de impactos durante todo su ciclo de vida son el Combustible Solar, Power-to-gas y las celdas de combustible hidrógeno. / Chile is a developing country that has energy policies committed to the environment, by 2035 it is expected that 60% of the energy produced in the country will be renewable and by 2050 it should be at least 70%. As some of the renewable energy systems have a variable output power, it is necessary to work with energy storage technologies to achieve an efficient integration to the electricity systems in Chile and be able to use all the energy produced. The objective of this work is to evaluate from an environmental point of view ten types of energy storage systems: by water pumping, by compressed air, kinesics storage, by hydrogen fuel cells, Power-to-Gas storage, of solar fuel, with Lead-acid batteries, with Lithium batteries, of Vanadium flow batteries and thermal storage with phase change materials, in order to deliver relevant inputs such as design and planning tools and have more sustainable systems with the environment and greater energy efficiency. To achieve the above, a review of the environmental literature and the literature of the energy storage systems was carried out, achieving a classification and characterization of the different technologies considering the type of storage they use. The materials required for its elaboration, processes, components and operational aspects were also considered, defining for the analysis as life cycle stages: raw materials, implementation, operation and end of its useful life. On the environmental axis, five aspects were considered: air, water, soil, flora and fauna, and people. This evaluates each stage of the life cycle of the energy storage systems in each environmental area. When analyzing the different technologies from the point of view of their life cycle stages we can appreciate that when they are raw materials those that have a higher level of impacts are the Pumped Hydroelectric storage and Lead-Acid batteries, the first due to the size of the system and the second by the level of toxicity of its components. At the time of implement the storage systems Lead-Acid batteries are still predominating with greater impact magnitudes. Then during the operation, the Pumped Hydroelectric storage has greater impacts. And at the end of its useful life Lead-Acid Batteries are still those that have a higher level of damage due to the level of toxicity of its components and that require careful handling during recycling. In general, throughout its life cycle, the systems with the highest degrees of negative environmental impacts were Lead-Acid batteries and Pumped Hydroelectric storage. The three systems that generate a lower number of impacts throughout their life cycle are Solar Fuel, Power-to-gas and hydrogen fuel cells.