Tesis (Maestro en Ciencias Especialidad en Ingeniería Ambiental)--Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey. / Enrique Cázares R., Asesor. Incluye referencias bibliográficas e índices.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la aplicación de purines de cerdo, junto con otras fuentes minerales de nitrógeno (N), en la lixiviación de N-nitratos (N-NO3) en un suelo de textura gruesa con cultivo de maíz grano en la Comuna Pichidegua, Región de O'Higgins durante los meses de Octubre a Febrero de la temporada 2011/12. Para esto se evaluaron dos sitios, PCE, bajo uso agrícola, cultivado con maíz y fertilización nitrogenada con purines de cerdo + fertilizantes químicos de 1.706 kg N ha-1, y el segundo sitio, PSE, bajo condiciones naturales, sin aplicación de N. En ambos sitios se colectaron muestras de suelo a 25, 50 y 100 cm de profundidad usando un barreno, para determinar las variables: contenido de agua, contenido de N-NO3, N amonio (N-NH4), carbono orgánico (CO) y N total (NT). En el intervalo de profundidad de 0-25 cm se instalaron tubos de mineralización in situ, donde también se midieron las variables anteriormente mencionadas. En ambos tratamientos se evaluaron como salidas de N del sistema la lixiviación, en PCE además el N absorbido por el cultivo. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas (p<0,05) en todas las variables evaluadas para ambos sitios. En PCE los procesos de mineralización fueron los dominantes durante el periodo de estudio, en cambio en PSE fueron los procesos de inmovilización de N. La lixiviación en PCE fue mayor que en PSE mostrando valores de 92 kg N ha-1 y 10 kg N ha-1, respectivamente, debido a que PCE recibió una aplicación excesiva de N por sobre las necesidades del cultivo.

Ingeniero Civil Químico / Solarsenic es un proyecto capaz de remover y foto-oxidar el arsénico del agua. Sin embargo, este proyecto aún no aborda cómo disponer del residuo que genera. En esta tesis se busca dar respuesta a esta inquietud, para ello propone definir un protocolo optimizado de estabilización y solidificación de residuos arsenicales líquidos que cumplan con el D.90, D.46 y D.S. 148. La propuesta consta de dos etapas, en la primera se toma una imitación del residuo de Solarsenic, 25[ppm] de As y 0.5[M] de NaOH, y se somete a una coagulación/floculación con el objetivo de obtener un concentrado. En el proceso en el cual se evalúa el uso de dos candidatos, el sulfato de hierro y la cal viva. Además, se determinan las condiciones de operación óptimas para el proceso, tiempo de agitación, velocidad de agitación, tiempo de decantación, pH y razón molar en cada caso. El concentrado generado entra en una segunda etapa, un proceso de estabilización/solidificación, en el cual se utiliza cemento, cal y arena para formar una matriz que impida que el arsénico lixivie. En esta sección, se analiza la composición de la matriz y el efecto que tiene cada componente en el encapsulamiento. Para medir el arsénico de sólidos y líquidos, se elaboró un mecanismo de medición indirecto el cual crea un complejo con el arsénico capaz de adsorber rayos UV a 890[nm]. Ambos candidatos de la coagulación/floculación lograr remover más del 97% de arsénico del residuo y dejarlo en un concentrado, sin embargo, el tratamiento que utiliza hierro alcanza una mejor remoción y formar un compuesto estable en el tiempo, situación que no se observa con la cal. En la etapa de estabilización/solidificación, todas recetas de las matrices propuestas alcanzan excelentes resultados, ninguna se considerada como tóxica o peligrosa bajo los decretos antes señalados. Utilizando las técnicas descritas, es posible disponer del residuo en forma segura, sin la necesidad de que vaya a un relleno sanitario, por otro lado, esta tecnología queda propuesta para hacer mejoras en otros tipos de labores, tales como la construcción.

Tesis para optar al grado de Doctora en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ciencia de los Materiales / La contaminación del agua por arsénico (As) es un problema grave en los países en desarrollo. En agua contaminadas de forma natural con As, están presentes dos tipos de especies As (V) y As (III), siendo la última la más tóxica. En este trabajo, se preparó un innovador adsorbente basado en nanopartículas de CaTiO3 (CTO) mediante la técnica sol-gel para la eliminación de As (III) de soluciones acuosas. Esta forma de abatimiento de As es importante ya que permite simultáneamente adsorber y oxidar el As(III), sobre las perovskitas mediante procesos fotocatalíticos hasta con radiación visible. En tal sentido, con el presente trabajo se pretende estudiar las propiedades estructurales, ópticas y fotocatalíticas de nanopartículas de CaTiO3 y CaCu3Ti4O12, puras y dopadas. La tesis presentada está dividida en tres etapas, en la primera etapa se determinaron los parámetros de síntesis y la ruta de obtención de perovskitas puras y dopadas. Se propusieron dos métodos de síntesis sol-gel e hidrotermal. Con el método sol-gel, la introducción del agente reticulante en la síntesis, inhibió el crecimiento de los cristalitos de las perovskitas y en base a los resultados de la estructura cristalina y resultados calorimétricos, se logró obtener perovskitas a nivel nanométrico. El área superficial de las perovskitas fue afectada negativamente por los dopantes. En el caso de la síntesis hidrotermal, se estudió la influencia del tipo y concentración del mineralizador, temperatura y tiempo de reacción, para el caso de CaTiO3 se lograron partículas de forma poliédrica y tamaño entre 1 a 9 µm, para la obtención del CaCu3Ti4O12 por este método es necesario adicionar un proceso de calcinación para la obtención de la fase esperada, lo que implicó en el aumento del tamaño de partícula. En la segunda etapa, se evaluó el comportamiento en la remoción de As del agua con las perovskitas, destacando en eficiencia a la remoción de As el CaTiO3 sobre todas las perovskitas, mediante modelos matemáticos siguen un comportamiento de pseudo segundo orden, que resultó en un ajuste para la muestra a pH 3 fue de 0,99, alcanzando una capacidad máxima de adsorción de 11,12 mgg-1. Se demostró, que la coexistencia de otros iones no afecta considerablemente la remoción de As, también que la perovskita CaTiO3 puede reutilizarse hasta en cuatro ciclos de adsorción/desorción y en que en condiciones ácidas y básicas está perovskita mantiene su fase mineralógica. Se verificó que el As(III) está adsorbido en la superficie del CaTiO3 mediante XPS. En la tercera etapa se estudió en comportamiento fotocatalítico de las perovskitas puras y dopadas, sobre la oxidación de As(III) y la generación de As(V). Se demostró que al incrementar el dopaje en el CaTiO3 disminuye la brecha de energía prohibida. Se logró oxidar As(III) a As(V) hasta 55%, utilizando radiación UV con nanopartículas de CaTiO3 y con radiación visible se logró generar 40% de As(V) mediante CTO dopadas con 10% de Cu. Se evidenció que, en la superficie de las perovskitas fotocatalizadas están presentes las especies de As(III) y As(V), sin formar nuevos enlaces de ligadura, lo que indicaría que el As está fisisorbido en el CaTiO3.

Memoria para optar al Título Profesional de:Ingeniera en Recursos Naturales Renovables / El objetivo principal de este estudio fue determinar la calidad del agua superficial del Parque Nacional Las Palmas de Cocalán para establecer un nivel de referencia de calidad prístina en la Región de O'Higgins; y así poder evaluar la calidad de las aguas superficiales cercanas a campos agrícolas, además de determinar la variabilidad temporal de los parámetros de calidad de agua. Con este fin se establecieron dos puntos de muestreo en el Parque Nacional, y otros dos en canales cercanos a campos de maíz en la comuna de Pichidegua, realizando un monitoreo de la calidad del agua cada dos semanas, desde diciembre de 2013 hasta julio de 2014.