Memoria para optar al título profesional de: Ingeniera en Recursos Naturales Renovables / En la región del Bosque Esclerófilo, se analizó la variación de materia orgánica del suelo mediante fraccionamiento físico y químico, en cuatro situaciones vegetacionales esclerófilas con diferentes gradientes de perturbación antrópica, desde una situación menos perturbada (Peumo) (Cryptocarya alba (Mol.) Looser), hasta otras con mayor grado de perturbación PLQ (Peumo-Litre-Quillay) (Lithraea caustica (Mol.)) Hook et Arn. (Quillaja saponaria (Mol.)), QTCc (Quillay-Tevo-Colliguay bajo cobertura colliguay) (Retanilla trinervia (Gillies et Hook.) Hook. et. Arn. (Colliguaja odorífera Mol.), E (Espino bajo copas) (Acacia caven (Mol.) Mol. Se determinó la variación de materia orgánica particulada (MOP) del suelo en las fracciones fina (limo+arcilla) y gruesa (arena) a dos profundidades: 0-6 y 6-12 cm. También se determinó el carbono asociado a ácidos húmicos (CAH) y carbono asociado a ácidos fúlvicos (CAF) en ambas profundidades. Estas propiedades fueron evaluadas mediante la obtención de muestras compuestas de suelo. La MOP se determinó mediante pérdida de peso por calcinación a 650 ºC. El CAH y CAF se determinaron mediante el método de Kononova y colorimetría según Rheim Ulrich. El mayor porcentaje de materia orgánica (13,75%) se encontró bajo P en la fracción fina del suelo y en el rango de profundidad 0-6 cm del suelo. Los valores más bajosse encontraron en E (6,43%), los cuales fueron significativamente menores (p<0,05) que el resto de las situaciones estudiadas. En la fracción gruesa (arena) no se encontraron diferencias significativas entre las situaciones vegetacionales ni entre profundidades (0-6 y 6-12cm), sin embargo E fue la situación vegetacional que mostró los más altos porcentajes de MOP (2,39% y 2,16% en las profundidades antes indicadas). Los mayores porcentajes de CAH se encontraron en PLQ (2,7%). En contraste, los menores valores se encontraron bajo E (0,81%). Para el caso del CAF, QTCc representó la mayor contribución a esta fracción (1,7%) y, al igual que en la fracción húmica, E representó la menor contribución (0,74%). Estos resultados se asocian de manera adecuada a la tendencia de perturbación analizada,a excepción de E al obtener mayores niveles de materia orgánicaen fracción gruesa y QTCc en CAF en 0-6 y 6- 12 cm de profundidad del suelo. El fraccionamiento físico o químico de la materia orgánica permite obtener información específica sobre la calidad del suelo, por lo tanto estas fracciones de la materia orgánica fracción fina y CAH pueden ser utilizados como indicadores de perturbación de los ecosistemas analizados.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniera en Recursos Naturales Renovables / En la región del Bosque Esclerófilo, se analizó la variación de materia orgánica del suelo mediante fraccionamiento físico y químico, en cuatro situaciones vegetacionales esclerófilas con diferentes gradientes de perturbación antrópica, desde una situación menos perturbada (Peumo) (Cryptocarya alba (Mol.) Looser), hasta otras con mayor grado de perturbación PLQ (Peumo-Litre-Quillay) (Lithraea caustica (Mol.)) Hook et Arn. (Quillaja saponaria (Mol.)), QTCc (Quillay-Tevo-Colliguay bajo cobertura colliguay) (Retanilla trinervia (Gillies et Hook.) Hook. et. Arn. (Colliguaja odorífera Mol.), E (Espino bajo copas) (Acacia caven (Mol.) Mol. Se determinó la variación de materia orgánica particulada (MOP) del suelo en las fracciones fina (limo+arcilla) y gruesa (arena) a dos profundidades: 0-6 y 6-12 cm. También se determinó el carbono asociado a ácidos húmicos (CAH) y carbono asociado a ácidos fúlvicos (CAF) en ambas profundidades. Estas propiedades fueron evaluadas mediante la obtención de muestras compuestas de suelo. La MOP se determinó mediante pérdida de peso por calcinación a 650 ºC. El CAH y CAF se determinaron mediante el método de Kononova y colorimetría según Rheim Ulrich. El mayor porcentaje de materia orgánica (13,75%) se encontró bajo P en la fracción fina del suelo y en el rango de profundidad 0-6 cm del suelo. Los valores más bajosse encontraron en E (6,43%), los cuales fueron significativamente menores (p<0,05) que el resto de las situaciones estudiadas. En la fracción gruesa (arena) no se encontraron diferencias significativas entre las situaciones vegetacionales ni entre profundidades (0-6 y 6-12cm), sin embargo E fue la situación vegetacional que mostró los más altos porcentajes de MOP (2,39% y 2,16% en las profundidades antes indicadas). Los mayores porcentajes de CAH se encontraron en PLQ (2,7%). En contraste, los menores valores se encontraron bajo E (0,81%). Para el caso del CAF, QTCc representó la mayor contribución a esta fracción (1,7%) y, al igual que en la fracción húmica, E representó la menor contribución (0,74%). Estos resultados se asocian de manera adecuada a la tendencia de perturbación analizada,a excepción de E al obtener mayores niveles de materia orgánicaen fracción gruesa y QTCc en CAF en 0-6 y 6- 12 cm de profundidad del suelo. El fraccionamiento físico o químico de la materia orgánica permite obtener información específica sobre la calidad del suelo, por lo tanto estas fracciones de la materia orgánica fracción fina y CAH pueden ser utilizados como indicadores de perturbación de los ecosistemas analizados.

Frente a la problemática de contaminación de residuos acuosos, métodos de recuperación y de remoción de los mismos, han sido probados con la finalidad de disminuir el impacto ambiental. Pese a que los tres métodos conocidos de recuperación (adición de fase, campo de fuerza y barrera) han demostrado tener un buen desempeño sobre diferentes muestras estudiadas; un contratiempo ha sido la concentración incial de los contaminantes presentes, la cual por ser generalmente elevada, continúa siendo alta aún despues de aplicado el tratamiento. Es así como las técnicas de remoción se empiezan a desarrollar como alternativa frente a las de recuperación. Son dos los métodos de remoción investigados hasta el momento: adsorción y degradación, de los cuales, el último ha sido el más estudiado, debido a su capacidad de degradar no sólo las sustancias orgánicas contaminantes, si no también a los productos de degradación de las mismas (pese a su gran estabilidad, éstos también pueden descomponerse durante algunas operaciones tecnológicas), cuya resistencia ambiental aun es desconocida. El proceso electro-Fenton constituye uno de los métodos degradativos más importantes estudiados hasta la fecha. Mediante este proceso, el radical hidroxilo (OH·), con un alto poder oxidativo (E0 = +2,8V), es capaz de degradar contaminantes orgánicos no biodegradables. Básicamente consiste en la generación electroquímica (in situ) de peróxido de hidrógeno, empleando Fe2+ como catalizador. Una reacción entre el peróxido y iones Fe2+ daría lugar a la formación de los radicales. Es por esta razón, que el empleo de un electrodo a base de fieltro de carbono dopado con partículas de hierro magnéticas (magnetita, Fe3O4), en este proceso, constituye la motivación del presente trabajo. Adicionalmente, las partículas magnéticas ayudarían a remover, magnéticamente y por adsorción, diversos metales en la solución a tratar. Así, un estudio de la electrodeposición de magnetita Fe3O4 sobre fieltro de carbono, se realizó a partir de una solución de Fe(NH4)2(SO4)2,6H2O y K(CH3COO), variando las condiciones de temperatura (25oC, 50oC y 90oC) y pre-tratamiento del fieltro de partida. Una temperatura de electrodeposición de 90oC resultó ser la más eficiente; obteniénsode una fase de 49% de magnetita, otra de 36% de hematita, y finalmente una de 15% de goetita, lepidocrocita y hematita (porcentajes relativos). El empleo de una temperatura de 25oC favoreció la deposición de una única fase de goetita; mientras que una de 50oC, dió como resultado la formación de 7 fases distribuidas de manera heterogéna sobre el área analizada del substrato, de las cuales sólo dos lograron ser identificadas con algún óxido de hierro (hematita Fe2O3 y óxido ferroso FeO). De la misma manera, al realizar las pruebas sobre el fieltro de carbono pre-tratado con partículas de óxido de cobre, los óxidos de hierro electrodepositados (FeO) mostraron poca estabilidad (descomposición a Fe sólido y otros óxidos como Fe2O3 y Fe3O4). Finalmente, óxidos de hierro hidratados del tipo lepidocrocita (−FeOOH), también fueron obtenidos tras llevarse a cabo la deposición mediante la reducción de iones Fe3+(Fe(NO3)3) asistida por agente reductor dimetilamino borano (DMAB). Al parecer, el empleo del fieltro de carbono como soporte, tendría un rol importante sobre fenómenos de nucleación que habrían favorecido la formación de dichas partículas de óxido, en vez de la magnetita. No obstante, se demostró que la cantidad de Fe3O4 formada durante su electrodeposición (90oC), pudo ser suficiente como para remover más de la mitad de iones indicadores Mn2+ (_=60% de remoción) presentes en solución. / Tesis

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Magíster en Química y Memoria para optar al Título de Químico / En esta Tesis se desarrollaron electrodos de pasta de carbono (PC) modificados con líquidos iónicos (LI): dos de tipo imidazolio (1-butil-3-metilimidazolio tetrafluoroborato y hexafluorofosfato) y dos de tipo piridinio (1-butil-4-metilpiridinio tetrafluoroborato y hexa fluorofosfato), para su empleo con fines analíticos. Las superficies de PC modificadas se caracterizaron por voltamperometría cíclica (con mediadores redox clásicos como ferrocenometanol), microscopía de barrido electrónico y de barrido electroquímico. Con los electrodos modificados seleccionados se realizaron estudios del comportamiento electroquímico de tres fármacos de amplio uso y de reconocida actividad redox: levodopa, acetaminofeno y nitrendipino. En todos los casos, el comportamiento anódico o catódico de cada fármaco en los electrodos modificados fue similar al de los electrodos no modificados, en lo que a reversibilidad y dependencia de potenciales de pico vs pH se refiere, cuando fueron estudiados empleando voltamperometría cíclica (VC) y de pulso diferencial (VPD). La principal diferencia entre el uso de electrodos modificados vs no modificados, fue la mayor respuesta en corriente. Para levodopa el incremento fue de más del doble, y para acetaminofeno y nitrendipino en 20 y 17 veces, respectivamente. De acuerdo al comportamiento electroquímico de cada fármaco, se desarrollaron metodologías analíticas empleando VPD. En términos generales las reproducibilidades presentaron coeficientes de variación < 5,4 % y con límites de detección de 0,63 μg/mL, 51 ng/mL y 25 ng/mL para levodopa, acetaminofeno y nitrendipino, respectivamente. Las metodologías analíticas desarrolladas se aplicaron en la cuantificación de cada fármaco en su forma farmacéutica, sin interferencias de los excipientes de las formulaciones y con porcentajes encontrados acordes con lo declarado por los fabricantes / In this thesis, carbon paste (CP) electrodes modified with ionic liquids (IL) were developed: two IL of imidazolium type (1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate and hexafluoro phosphate) and two of pyridinium type (1-butyl-4-methylpyridinium tetrafluoro borate and hexafluorophosphate), to their use for analytical purposes. The modified CP surfaces were characterized by cyclic voltammetry (with classical redox mediators as ferrocenemethanol), scanning electron and scanning electrochemical microscopy. With the selected modified electrodes, were performed studies of the electrochemical behaviour of three drugs widely used and of recognized redox activity: levodopa, acetaminophen and nitrendipine. In all cases, the anodic or cathodic behaviour of each drug in the modified electrodes was similar to that of non-modified electrodes, in which reversibility and dependence on the peak potential vs. pH refers when they were studied using cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV). The main difference between the uses of modified vs. unmodified electrodes was a higher response in peak current. The response was increased more than twice, 20 and 17 times for levodopa, acetaminophen and nitrendipine, respectively. Based on the electrochemical behaviour of each drug, DPV analytical methodologies were developed, finding in general terms reproducibilities with coefficient of variations < 5.4% and detection limits of 0.63 μg/mL, 51 ng/mL and 25 ng/mL for levodopa, acetaminophen and nitrendipine, respectively. Finally, the developed analytical methods were tested in the quantification of each drug in pharmaceutical form, finding on the one hand that the excipients of the formulations do not interfere in the determination of each drug and on the other hand, values consistent with the percentages found declared by the manufacturer / Fondecyt Nº 1110182

Memoria para optar al título profesional de Ingeniera en Recursos Naturales Renovables / El fenómeno del cambio climático, atribuido a los gases de efecto invernadero (GEI), y sus consecuencias han motivado la preocupación por analizar las emisiones de GEI en el ciclo de vida de los productos y de las corporaciones a través del desarrollo de inventarios de emisiones o Huella de Carbono. En Chile, la Huella de Carbono ha servido como un indicador de las emisiones generadas por distintas actividades, en este contexto, las mayores emisiones son aportadas por el sector energético, representando el 92% de las emisiones totales a nivel país. Esto último se debe a que la matriz energética chilena está compuesta principalmente por generación térmica, uso de biomasa en forma de leña y el uso de productos de petróleo, carbón y gas natural como combustibles. Considerando que el mayor porcentaje de la generación térmica en la Región Metropolitana de Santiago se realiza en base al gas natural, resulta imperante generar antecedentes acerca de su uso y responsabilidad en las emisiones de GEI que contribuyan a crear estrategias de reducción y políticas de regulación más exigentes. De acuerdo a lo planteado anteriormente, se realizó un estudio de las emisiones derivadas de la distribución de gas natural, siendo su objetivo la estimación y análisis de la Huella de Carbono de Producto del gas natural distribuido en Santiago de Chile durante 2011 según el estándar PAS 2050:2011, desde la obtención de materias primas hasta su distribución a través de la red de gasoductos de Metrogas. Para la estimación, se utilizó el método propuesto por el estándar, adaptándolo al caso de estudio en cuatro etapas: a. Definición de alcances, b. Recopilación de datos, c. Estimación de emisiones y d. Análisis de resultados. Se estimó un total de 25,59 kgCO2e/MMBTU emitidos, de los cuales el 72% corresponde a la etapa “Up-Stream” y el 28% a la etapa “Core”. En esta última, se concluyó que la mayor contribución de emisiones corresponde al uso de diésel y gasolina en los vehículos de mantención utilizados por Metrogas. Finalmente, las medidas a implementar dependerán de los objetivos de reducción de la empresa y su estrategia de negocios. / Climate change phenomenon, attributed to greenhouse gases (GHG), and its consequences have caused the concern for analyzing GHG emissions in corporations and product´s life cycle through the development of emissions inventories or Carbon Footprint. Thermal generation in the Metropolitan Region of Santiago de Chile is mainly based on natural gas. To generate information about it responsibility in GHG emissions is important in order to contribute to reduction strategies and more demanding regulatory policies. According to this, an emission’s study from natural gas distributed by Metrogas was performed. The main objective was the estimation and analysis of Product Carbon Footprint of natural gas distributed in Santiago de Chile during 2011 according to standard PAS 2050:2011. The method proposed by the standard was used and adapted to the study case in four stages: a. Scoping, b. Data Collection, c. Emissions estimation and d. Result’s analysis. A total of 25.59 kgCO2e/MMBTU were estimated, of which 72% corresponds to "Up-Stream" stage and 28% to "Core" stage. In the latter, it was concluded that emissions are mainly contributed by diesel and gasoline use in Metrogas vehicles. Finally, any solution to be implemented will depend on the reduction targets of the company and its business strategy.

Frente a la problemática de contaminación de residuos acuosos, métodos de recuperación y de remoción de los mismos, han sido probados con la finalidad de disminuir el impacto ambiental. Pese a que los tres métodos conocidos de recuperación (adición de fase, campo de fuerza y barrera) han demostrado tener un buen desempeño sobre diferentes muestras estudiadas; un contratiempo ha sido la concentración incial de los contaminantes presentes, la cual por ser generalmente elevada, continúa siendo alta aún despues de aplicado el tratamiento. Es así como las técnicas de remoción se empiezan a desarrollar como alternativa frente a las de recuperación. Son dos los métodos de remoción investigados hasta el momento: adsorción y degradación, de los cuales, el último ha sido el más estudiado, debido a su capacidad de degradar no sólo las sustancias orgánicas contaminantes, si no también a los productos de degradación de las mismas (pese a su gran estabilidad, éstos también pueden descomponerse durante algunas operaciones tecnológicas), cuya resistencia ambiental aun es desconocida. El proceso electro-Fenton constituye uno de los métodos degradativos más importantes estudiados hasta la fecha. Mediante este proceso, el radical hidroxilo (OH·), con un alto poder oxidativo (E0 = +2,8V), es capaz de degradar contaminantes orgánicos no biodegradables. Básicamente consiste en la generación electroquímica (in situ) de peróxido de hidrógeno, empleando Fe2+ como catalizador. Una reacción entre el peróxido y iones Fe2+ daría lugar a la formación de los radicales. Es por esta razón, que el empleo de un electrodo a base de fieltro de carbono dopado con partículas de hierro magnéticas (magnetita, Fe3O4), en este proceso, constituye la motivación del presente trabajo. Adicionalmente, las partículas magnéticas ayudarían a remover, magnéticamente y por adsorción, diversos metales en la solución a tratar. Así, un estudio de la electrodeposición de magnetita Fe3O4 sobre fieltro de carbono, se realizó a partir de una solución de Fe(NH4)2(SO4)2,6H2O y K(CH3COO), variando las condiciones de temperatura (25oC, 50oC y 90oC) y pre-tratamiento del fieltro de partida. Una temperatura de electrodeposición de 90oC resultó ser la más eficiente; obteniénsode una fase de 49% de magnetita, otra de 36% de hematita, y finalmente una de 15% de goetita, lepidocrocita y hematita (porcentajes relativos). El empleo de una temperatura de 25oC favoreció la deposición de una única fase de goetita; mientras que una de 50oC, dió como resultado la formación de 7 fases distribuidas de manera heterogéna sobre el área analizada del substrato, de las cuales sólo dos lograron ser identificadas con algún óxido de hierro (hematita Fe2O3 y óxido ferroso FeO). De la misma manera, al realizar las pruebas sobre el fieltro de carbono pre-tratado con partículas de óxido de cobre, los óxidos de hierro electrodepositados (FeO) mostraron poca estabilidad (descomposición a Fe sólido y otros óxidos como Fe2O3 y Fe3O4). Finalmente, óxidos de hierro hidratados del tipo lepidocrocita (−FeOOH), también fueron obtenidos tras llevarse a cabo la deposición mediante la reducción de iones Fe3+(Fe(NO3)3) asistida por agente reductor dimetilamino borano (DMAB). Al parecer, el empleo del fieltro de carbono como soporte, tendría un rol importante sobre fenómenos de nucleación que habrían favorecido la formación de dichas partículas de óxido, en vez de la magnetita. No obstante, se demostró que la cantidad de Fe3O4 formada durante su electrodeposición (90oC), pudo ser suficiente como para remover más de la mitad de iones indicadores Mn2+ (_=60% de remoción) presentes en solución. / Tesis

En el presente trabajo se estudió el cambio de propiedades generadas al incorporar nanotubos de carbono en la superficie del aluminio AA5052-H34. El objetivo de incorporar este nanomaterial es mejorar las propiedades superficiales del aluminio. Para este fin se utilizó una técnica denominada Friction Stir Processing, FSP, por sus siglas en inglés; mediante este proceso se adicionaron nanotubos de carbono en una ranura sobre la probeta a procesar, realizando un batido que deriva en una mezcla de las partículas con la matriz de aluminio; generando un nuevo compuesto con propiedades distintas al aluminio inicial. Previo al inicio del FSP se debió determinar la configuración de la herramienta a utilizar. También fue muy importante encontrar los parámetros de operación, tales como la velocidad de rotación (rpm) y la velocidad de avance (mm/min), así como la profundidad de la herramienta sobre el aluminio y la fuerza generada sobre esta. Estos parámetros elegidos correctamente afinan favorablemente el conformado del batido y la mezcla del nanomaterial, minimizando o eliminado los defectos. Una vez realizada la fabricación del nuevo compuesto, se inspecciono visualmente el acabado de las probetas, verificando si existieron defectos o no. Inicialmente se realizaron 6 probetas con diferentes rangos de velocidades de las cuales una fue descartada en la inspección visual; debido a una insuficiente penetración del hombro, produciéndose una fuga de partículas debido a la poca presión del hombro sobre la probeta. Una vez terminada esta etapa se seleccionó 5 probetas, con el fin de realizar diversos ensayos y determinar las nuevas propiedades modificadas por el FSP. En base a los primeros resultados encontrados en los ensayos metalográficos, se ajustaron de manera favorable los parámetros de operación del FSP. Se observó por medio de la metalografía la homogeneidad o heterogeneidad del batido, así como la presencia de defectos, tales como cavidades tipo túnel y kissing bond. El material base fue analizado por microscopia electrónica de barrido y espectroscopia de energía dispersiva, EDS, encontrándose presencia de precipitados, y en la zona batida, defectos del tipo kissing bond; defectos que no fueron visualizados por macrografía. Adicionalmente se realizaron ensayos de dureza al nuevo material fabricado, encontrándose una mejora de hasta 32%, respecto del material inicial. / Trabajo de investigación