Memoria para optar al título de Arquitecto

El Proyecto consiste en el diseño de una planta desaladora de agua de mar que utiliza tecnología de osmosis inversa. Tendrá una capacidad de desalación de 500 litros por segundo y se construirá en la ciudad de Arica. tiene como fin terminar definitivamente con la escasez de agua potable, que limita el normal desarrollo y crecimiento de la ciudad El proyecto nace de la reflexión que el edificio debe ser originado por el medio ambiente y no solo que se relacione correctamente con el medio que lo rodea. En relación a un edificio se pueden diferenciar tres dimensiones existentes; (una relación con) el medio natural, el medio construído y el medio social 1. En términos amplios, el primero es aquel conformado naturalmente por elementos pertenecientes a la naturaleza, sin la intervención humana (sol, lluvia, viento, topografía, etc); el segundo comprende el entorno físico modificado por el humano para el desarrollo (estructura urbana, forma construida) y el último es el que integra a los seres humanos en su forma de vida, como organización y sociedad. Cada dimensión tiene sus propias exigencias, las cuales analizadas por separado en el terreno dan origen a distintos espacios: El medio ambiente natural exige un emplazamiento que busque captar la mayor energía solar directa desde el norte y una buena iluminación difusa en el resto de las fachadas. Por la fuerte radiación solar, se debe buscar proteger al edificio y los usuarios del sol. Se requiere también utilizar la corriente de viento predominante desde el mar para ventilar y renovar el aire en los espacios. El medio ambiente construido exige ser coherente con la imagen urbana del sector. El terreno se encuentra emplazado en un área industrial, mayoritariamente galpones pesqueros. El medio ambiente social por otro lado, exige espacios que conecten al humano con las grandes construcciones y que sean parte de ellos. Espacios que den acogida tanto a los trabajadores como a los visitantes de la planta.

Arquitecto / Desde algún tiempo, se ha hecho presente en el ámbito científico una notoria preocupación por la inminente capacidad de nuestra especie de sobrepasar los límites naturales de sostenibilidad de nuestro planeta. En una época donde la humanidad crece de forma globalizada, ha surgido el entendimiento de que los recursos de nuestro planeta son limitados, y por ende, mientras mas rápido los consumamos, menos tiempo tendremos para desarrollar nuevas formas de distribuir dichos recursos. Surge a partir de esto una pregunta: ¿Cuánto tiempo tenemos para hacer sostenible nuestra presencia en la tierra antes de que esta se vuelva rotundamente insostenible? Para numerosos especialistas y estudiosos de las relaciones entre nuestra especie y el planeta, no nos queda mucho tiempo, y al parecer tenemos una agenda bastante ajustada. Este siglo XXI puede resultar decisivo para encaminar nuestro desarrollo en vías de hacer progresar nuestra civilización más allá, sin comprometer los mecanismos básicos del medio natural que la mantienen en pie. Ahora bien, en el último tiempo la sociedad en su conjunto se ha hecho consciente de la degradación ambiental que vive el planeta, y esta buscando resolver dichas problemáticas por medio de diversas vías de cuidado y reparación del medio, sin impedir el desarrollo económico y social de la humanidad. En el año 1987 se elaboro el informe “Nuestro Futuro Común” encabezado por la doctora Brundtland (1), en el marco de la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y Desarrollo de Naciones Unidas, que populariza el concepto de desarrollo sostenible, desde entonces la ONU ha puesto sus esfuerzos en abordar el tema de la degradación ambiental, invitando a participar a las naciones en las llamadas Cumbres de la Tierra, donde se establecen principios y planes de acción conducentes a abordar la protección del medio Ambiente. Sin embargo el Agotamiento de los Recursos Naturales que vive el planeta va en aumento, siendo la desertificación y la crisis mundial del agua una de las problemáticas ambientales mas graves. En el 2050 la escasez de agua afectará a 7.000 millones de personas, Naciones Unidas advierte de la gran crisis del siglo XXI, agravada por el cambio climático. (2) El Agua es el más importante de todos los recursos naturales y uno de los principales constituyentes del mundo en que vivimos y de la materia viva. Sin embargo, este recurso ha sido sobreexplotado y contaminado a lo largo de la historia, y hoy en pleno siglo XXI esta en crisis. Actualmente, Chile se ve afectado por distintos procesos de degradación ambiental, siendo las de mayor preocupación; la Desertificación de los suelos, la degradación de cuencas hidrográficas y la inminente escasez de agua que se da en las Zonas Áridas y Semiáridas del norte y centro de nuestro territorio, producto de las actividades mineras y agrícolas a gran escala. Esto hace necesario buscar nuevas tecnologías que permitan explotar el recurso natural del agua de forma sostenible y frenar estos procesos de deterioro ambiental.

Ingeniero Civil Mecánico / En el norte de Chile el problema de agua toma cada vez más importancia siendo la desalinización una posible solución. Sin embargo, el gasto de energía en combustibles fósiles para producir agua por desalinización sólo puede ser costeado por algunas localidades del mundo. A menudo ocurre que áreas geográficas donde se necesita agua tienen alta radiación solar como es el caso del norte de Chile, país con mayor radiación del mundo según la Universidad de Chile. La idea, entonces, es estudiar la factibilidad técnica-económica de desalinizar agua a pequeña o mediana escala, con energía solar térmica, en localidades costeras del norte de Chile. De la gama de métodos térmicos para desalinizar, el que presenta mejores ventajas comparativas es el método multiefectos (MED). Luego, tomando las distintas configuraciones del proceso MED, se tiene que para energía solar térmica, la mejor opción es el método multiefectos por apilamiento (MES en sus siglas en inglés), que corresponde al mismo principio MED pero las etapas se encuentran una sobre la otra, tal como los pisos de un edificio. De las localidades costeras del Norte de Chile se seleccionaron: Mejillones, Caldera y Chañaral, cuyos recursos solares son similares siendo Mejillones el más alto y Caldera el menor. Se creó un modelo del método de desalinización MES y se implementó un código Matlab, el cual requiere una serie de parámetros de entrada tales como: número de etapas, temperatura del primer y último efecto, flujo del fluido caliente que provee el input de calor a la planta, el flujo de agua que alimenta el sistema, su salinidad y su temperatura. Con ello, se puede modelar la planta completa. El modelo se ha ajustado y validado con datos reales de una planta piloto de igual tecnología en la Plataforma Solar de Almería. También se ha visto su sensibilidad al cambiar parámetros como la temperatura del primer efecto y la diferencia de temperatura del agua de enfriamiento en el condensador. En la inversión se estima un costo de US$ 7.265.452 para Planta Mejillones, lo que corresponde a 7.137 US$/m3 de producto. Planta Chañaral tiene un costo de US$ 9.999.120, correspondiente a 6.752 US$/m3. Finalmente, Planta Caldera tiene un valor de US$ 11.535.721, equivalente a 6.826 US$/m3. Costos de Operación y mantenimiento se estiman en US$ 424.6855 para Mejillones, US$ 720.780 para Caldera y US$ 689.1389 para Chañaral. Haciendo un flujo de caja con un horizonte de 20 años, una tasa de descuento del 10% y con los precios de venta de agua actuales, se obtiene un VAN de MUS$ 2.426 para Mejillones, MUS$ 2.148 para Caldera y MUS$ 3.360 para Chañaral. Con ello se concluye que según las estimaciones realizadas, la desalinización por medio de energía solar térmica es económicamente factible y competitiva. Al considerar la planta de Caldera como si fuera convencional a petróleo, se tiene que con los precios actuales de venta de agua, la planta no es económicamente factible hasta que se llega a un precio de venta de 9,63 $US/m3, muy superior a los 4,23 $US/m3 de venta actual en Caldera.

Tesis para optar al grado de Magíster en Administración / Autores, no autorizan acceso a texto completo de su documento. / Luis Ortega [Parte I], Ricardo Checura [Parte II] / La escasez del agua dulce es un problema a nivel mundial que ha generado numerosas campañas que invitan a cuidarla. Parte de este vital recurso está presente en ríos, lagos, napas subterráneas y glaciares continentales y representa apenas un 1,76% del total de agua en el planeta, otro 1,74% se encuentra en los glaciares y casquetes polares, mientras que el 96,5% restante está en los océanos. Es por ello que para un país con una amplia zona desértica y más de 4.000 kilómetros de costa, la desalinización se transforma en una opción atractiva y por lo mismo, la necesidad de conocer estas tecnologías y cómo silenciosamente el tema ha ido ganando un espacio en nuestro país y en el extranjero. Por su parte, la industria de la gran minería del cobre consume agua debido a que en las etapas de molienda, flotación y transporte se utiliza en grandes cantidades. A pesar de ser un proceso en que se recupera gran parte del agua, el 75% que va al tranque de relaves se evapora y no puede ser recuperada. Debido a la constante disminución de leyes de cobre es que cada vez se requiere más agua para poder producir cobre. Los acuíferos de los cuales se extrae el agua están siendo cada vez más controlados y la única forma de seguir produciendo de manera sostenible es contar con recursos que no alteren de gran manera el medio ambiente. El uso de agua desalada en el proceso productivo de la gran minería del cobre es la solución a los problemas de escases de recursos hídricos, ya que genera agua de alta calidad y permite una operación sostenible en el tiempo. Debido a que desde hace poco tiempo se está utilizando esta tecnología, es que hoy no existen en el mercado empresas especialistas en la gestión de activos de plantas desaladoras, con capacidad mayor a los 200 lts/seg (mercado objetivo), mediante mantenimiento estratégico. La oportunidad que se visualiza es generar un servicio que permita maximizar la disponibilidad de las plantas desaladoras a bajo costo y con un seguimiento en línea de KPI de gestión estratégicos que apalanquen productividad, alto MTBF y bajo MTTR. Esto último, en su conjunto, conformará la ventaja competitiva de la empresa de servicios. El modelo de negocio es ofrecer un servicio de gestión de activos el cual se pague no por horas hombre (HH) o por cantidad de equipos, si no por KPI’s estratégicos y disponibilidad de planta (ventaja competitiva). El equipo estará compuesto por dos socios con una participación de 40% cada uno, que son los que tienen el know-how del proceso, sistema y estructura del modelo de gestión de activos y dos socios con una participación de 10% que son los que manejan el área comercial y la implementación de la estrategia en los clientes. El financiamiento del proyecto será generado por el capital propio que levantarán los socios y el capital de trabajo de los primeros meses de la parte variable será asumido por un socio estratégico que tendrá el contrato con la empresa de la gran minería del cobre. La estimación de la demanda, basada en las operaciones vigentes y en los proyectos en construcción, ingeniería y estudios, genera una oportunidad atractiva de entrar a este negocio.

Tesis para optar al grado de Magíster en Administración / EcoDesalación SpA es una empresa que nace para ayudar a solucionar el problema de la escasez hídrica en el norte de Chile, problema que pone en peligro el desarrollo y sustentabilidad de la minería del cobre. Nuestra propuesta es la desalinización del agua de mar como alternativa para el abastecimiento de agua dulce a los proyectos mineros que iniciarán actividades en el mediano plazo. Dado la tendencia mundial hacia el cuidado del medio ambiente, hoy en día las empresas mineras están dispuestas a pagar por la diferenciación ecológica, debido a que esto mejora su reputación ambiental y su relación con las comunidades locales. Es por ello que nuestra apuesta es por la alimentación de la planta de desalinización con energía solar limpia y sustentable, aprovechando el potencial de generación de energía solar del desierto del norte de Chile. Nuestra misión entonces es proveer de agua dulce a las empresas mineras en el altiplano, usando para esto energías renovables y tecnologías de última generación que minimizan los posibles impactos ambientales, cuidando así el medio ambiente en donde se emplazan sus faenas. En el largo plazo, nuestra visión es aportar al desarrollo de actividades económicas que consideren los aspectos medioambientales para lograr un crecimiento sustentable del país. Nuestra propuesta de negocio corresponde a la construcción y operación de una planta de desalinización de agua de mar alimentada con energía solar en la región de Antofagasta. Nuestra estrategia competitiva será la diferenciación ecológica, por ser una empresa sustentable que cuida del medio ambiente a través de la entrega de agua desalinizada con energías renovables, minimizando de esta manera los posibles impactos ambientales indirectos de nuestros clientes, cuidando así su reputación ambiental y su relación con las comunidades locales. Nuestra estrategia de entrada será participar en las licitaciones de los proyectos El Abra Mill Project de Freeport-McMoRan, Chuquicamata Subterránea de Codelco Norte y Radomiro Tomic Súlfuros de Codelco Norte. Se estima que estos proyectos demandarán cerca de 1.000 l/s de agua desalinizada, correspondiente al 33% del aumento esperado en la demanda de agua en la región de Antofagasta para el 2021. Como estrategia de ventas se considera obtener los permisos ambientales antes de que se abran las licitaciones de estos proyectos, de modo de garantizar la factibilidad de ejecución de los mismos y tener ventaja respecto del resto de los competidores. El resumen asociado a la evaluación financiera del proyecto se presenta en la Tabla 1.1. Como se observa, el proyecto es económicamente viable cuando se evalúa en su estado puro, sin considerar deuda. Tomando un precio de venta de 6 US$/m3 y una tasa de descuento del 15%, se obtuvo que para 20 años de operación el VAN del proyecto es MMUS$282 y la TIR es de 21%. Es así como este proyecto debería ejecutarse, dado que genera ganancias por sobre la rentabilidad exigida.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / La industria minera está siendo afectada por la escasez de agua en las regiones del norte chileno. Una solución es buscar nuevas fuentes de agua, como por ejemplo el agua de mar. Existen dos tipos de suministro de agua de mar para las plantas concentradoras: agua de mar salada y agua de mar desalinizada. El método más utilizado para la desalinización de agua de mar en el mundo es el proceso de separación por membranas llamado osmosis inversa. Las plantas de tratamiento que utilizan este método son bien aceptadas en la industria, y sus costos de inversión y operacionales dependen principalmente de la capacidad de producción de cada una. Este trabajo consiste en realizar una evaluación económica comparativa de ambos tipos de suministro de agua de mar; incluyendo las plantas de tratamiento, el sistema de impulsión de agua y el efecto de ambos tipos de agua en la flotación rougher de un mineral sulfurado de cobre y molibdeno. Como hipótesis se espera que en sistemas con calcopirita, pirita y molibdenita, la recuperación metalúrgica de Mo disminuya y aumente el consumo de cal para estabilizar el pH en presencia de agua de mar. Para analizar y cuantificar este efecto, se realizaron pruebas experimentales de flotación a escala de laboratorio bajo parámetros estándar. Con respecto al sistema de impulsión de agua de mar, se realizó una optimización del diámetro de tuberías según los costos energéticos en operación y el consumo de acero en la inversión. Con respecto a las plantas de tratamiento se determinó un CAPEX y OPEX, gracias a la información recolectada mediante benchmarking, para incluir un aspecto esencial y diferencial en la evaluación económica. Los resultados obtenidos son los siguientes: en la flotación batch se obtuvo mínimas diferencias aleatorias en la recuperación de cobre, y una gran diferencia manifiesta en la recuperación de molibdeno. En el sistema de impulsión de agua se obtuvo diferentes diámetros nominales para cada tipo de agua que optimizan el VPN de los costos. La evaluación económica comparativa, que se confecciona con las diferencias de beneficios y costos con cada tipo de agua, arroja el resultado de un VPN igual a 700 [MUS$], en un período de evaluación de 20 años y con una tasa de descuento del 10%, en favor al suministro de agua de mar desalinizada. Se concluye que es conveniente desalinizar el agua para la flotación de este mineral dados los factores incluidos en la evaluación. Se recomienda incluir costos de mantención y reinversión en la planta para constituir un estudio más acabado.

Ingeniero Civil Industrial / En base al mayor número de proyectos con RCA aprobadas que son rechazados por las comunidades, e conjunto con una mayor importancia que tienen los temas ambientales hoy en día, el presente trabajo realiza un análisis de los estudios de impacto ambiental, los procesos y metodologías involucradas con el fin de encontrar brechas y plantear propuestas de solución y mejora a la evaluación socioambiental de los proyectos de plantas desalinizadoras de agua para Antofagasta Minerals SA. El trabajo se basa en la revisión bibliográfica de la legislación chilena, diversos documentos de estudios de impacto ambiental y los planteamientos de la Comisión Asesora Presidencial de reforma al SEIA. Esto con el objetivo de mapear el proceso y los contenidos mínimos que se deben incluir en los EIA, analizar las metodologías utilizadas en la valoración de impactos y observar los posibles cambios que se pueden generar en el proceso de evaluación, identificando las brechas entre la situación actual y la futura. Se da solución a las brechas y se presentan propuestas específicas a algunas de estas. Se tienen cuatro propuestas. La primera busca solucionar la modificación a los contenidos de la línea base según la necesidad de evaluar el cambio climático, entregando lineamientos para su evaluación. En la segunda propuesta se pretende dar espacio a posibles modelos de negocios para las plantas desalinizadoras a través de la división de la RCA. Las posibilidades vistas van desde opciones de financiamiento a tercerización de las operaciones. Cabe resaltar que se deja abierto para un análisis posterior de la mejor alternativa. Mientras que la tercera y cuarta propuesta, se enfocan en realizar una mejor evaluación socioambiental, mitigando la brecha entre la visión y estándares de AMSA y la situación futura o deseada. Con esta se busca la licencia social a través del trabajo en conjunto con la sociedad sobre el diseño del proyecto y de la participación más directa, en la evaluación de los impactos, por parte de las comunidades en el área de influencia del proyecto. Estas propuestas dependen de ciertos factores y la aplicación deberá ser analizada y modificada según las características sociales de cada proyecto. Finalmente se plantea un modelo conceptual para la evaluación de estos proyectos, en el cual se propone un proceso de participación ciudadana para toda la duración del proyecto, intensificando la actual evaluación previa al ingreso al SEIA mediante la inclusión de la percepción social de los impactos. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Antofagasta Minerals S. A.

Magíster n Ciencias de la Ingeniería, Mención Metalurgia Extractiva / La escasez de agua en la zona norte de Chile, ha llevado a evaluar otras formas de suministro de agua a las operaciones mineras. En la actualidad una alternativa con proyección es el uso de agua de mar (salada y desalinizada). En el caso de la concentración de minerales de cobre, otros estudios han establecido como problemática principal para el uso de agua de mar salada, el llamado efecto buffer respecto de la cal, que consiste en la reacción de iones de Mg y Ca disueltos en el agua de mar con la cal (utilizada como regulador de pH en concentración), resultando en un aumento importante del consumo de cal para superar este efecto y alcanzar el pH requerido por los procesos. Se realizaron pruebas de contacto para "agua de mar - cal", "agua de mar - mineral - cal" y " agua de mar - concentrado - cal", obteniéndose un comportamiento característico de tres (3) zonas, donde la segunda corresponde a una meseta, en la cual el aumento de cal adicionada no produce aumentos significativos en el pH, coincidente con el efecto buffer" y que se verifica a pH entre 9,5 y 10,0. Se verifico una interacción entre los iones de Mg+2 y la cal. Se ejecutaron pruebas modificando las condiciones del sistema. Se utilizo agua de mar con un periodo de reposo de 10 días antes de la prueba y también agua de mar pretratada. En ambos casos se obtuvieron valores de pH superiores en la meseta (efecto buffer) y una cantidad de cal a adicionar menor para alcanzar valores elevados de pH respecto de la prueba sin modificar el sistema. Finalmente, se realizaron cinéticas de flotación a distinto pH para estudiar el uso complementario de cal y un segundo depresante de pirita (Metabisulfito de Sodio), concluyéndose que la adición de Metabisulfito permite depresar fuertemente la pirita en flotación a pH bajo (8,5), sin embargo, también afecta el rendimiento de los parámetros cinéticos para el cobre. Se recomienda que para etapas de flotación recuperativas (primaria y barrido) se privilegie el ajuste de pH con cal, mientras que para etapas de limpieza se privilegie el uso de Metabisulfito.

Se realizó un cultivo hidropónico de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) en invernadero en el Campus Azapa de la Universidad de Tarapacá, con el objetivo de estudiar el efecto del ambiente controlado y la calidad del agua de riego sobre el rendimiento total y la calidad de los frutos de tomate. Las condiciones climáticas fueron similares a las encontradas en el valle de Lluta. El ensayo contó con cuatro tratamientos: T1 solución nutritiva preparada con agua del río Lluta (CE 3,96 dS m-1; 7,1 ppm B); T2 solución nutritiva preparada con agua tratada (desalinizada y desborificada) + boro (CE 3,1 dS m-1; 7,1 ppm B) ; T3 solución nutritiva preparada con agua tratada + sulfato de magnesio (CE 3,96 dS m-1; 0,8 ppm B); y, T4 solución nutritiva preparada con agua tratada (CE 3,1 dS m-1; 0,8 ppm B). El diseño fue de bloques completos al azar con cuatro repeticiones. Las plantas se cosecharon hasta el quinto racimo (120 días desde el transplante), obteniéndose los siguientes rendimientos: T1 = 40 Mg ha-1, T2 = 39 Mg ha-1, T3 = 64 Mg ha-1 y T4 = 61 Mg ha-1. Se observó que el exceso de boro de los tratamientos T1 y T2 produjo una disminución importante en el rendimiento total de tomate en un 40% y en el rendimiento comercial de un 55%. La totalidad de los tratamientos tuvo un rendimiento mayor al mejor rendimiento informado para los cultivos de tomate al aire libre en el valle de Lluta (30 Mg ha-1). Se concluyó que el cultivo hidropónico de tomate en invernadero en el valle de Lluta es una alternativa para aumentar los rendimientos de este cultivo, y que la principal limitante de este valle para el cultivo de tomate es el alto contenido de boro en sus aguas de riego. / An hydroponic tomato crop (Lycopersicon esculentum Mill.) was grown in a greenhouse at the University of Tarapaca, Agronomy College, in northern Chile (Arica, Tarapaca Region) to study the effect of a controlled environment and the water quality on the crop yield and fruit quality. The study had four treatments: T1 nutrient solution made with Lluta river water (EC 3,96 dS m-1; 7,1 ppm B); T2 nutrient solution made with desalted and deborified (treated) water + boron (EC 3,1 dS m-1; 7,1 ppm B); T3 nutrient solution made with treated water + magnesium sulphate (EC 3,96 dS m-1; 0,8 ppm B); and, T4 nutrient solution made with treated water (EC 3,1 dS m-1; 0,8 ppm B). The tomato crop harvest was made through the fifth cluster (120 days from transplant) and the yield for every treatment was: T1 = 40 Mg ha-1, T2 = 39 Mg ha-1, T3 = 64 Mg ha-1 and T4 = 61 Mg ha-1. It was found that excess boron reduced the total tomato yield by 40% and the commercial yield by 55%. All the treatments, however, had higher yield than those reported for tomato grown in the Lluta valley (30 Mg ha -1). It was concluded that growing tomatoes hydroponically in greenhouses is an alternative to the Lluta valley to raise the crop yield, and that the first conditional in this valley is its high water boron content.