Se estudió un proceso biohidrometalúrgico de recuperación de metales de pilas alcalinas y de cinc-carbón agotadas en una planta piloto constituida por dos biorreactores air-lift donde se produce medio ácido reductor mediante las bacterias acidófilas Acidithiobacillus thiooxidans, este medio se mezcla con las pilas en el reactor de lixiviación donde se extraen cinc y manganeso. La solución de estos metales se traslada al reactor de recuperación donde se obtiene el producto final del proceso: cinc y manganeso en forma de sales, óxidos o metales dependiendo del proceso de recuperación utilizado: electrólisis o extracción líquido-líquido. La productividad máxima de los biorreactores fue de 25mMH<SUP>+</SUP>/día, equivalente a una producción mensual de 51 moles de H<SUP>+</SUP>. La eficiencia máxima de lixiviación para el cinc fue 100% y para el manganeso, 60%. En los ensayos de electrólisis, el cinc se depositó en el cátodo con un 90% de pureza y el MnO2 en el ánodo, con una pureza de un 82%. En la extracción líquido-líquido, utilizando Cyanex 272 (ácido bis-2,4,4-trimetilpentil fosfínico), la eficiencia de extracción fue 90% para el cinc y 10% para el manganeso. Los óxidos de manganeso obtenidos en este proceso pueden ser utilizados como catalizadores para la eliminación de COVs.

En el presente Trabajo se ha investigado la biosorción de Cu(II) a partir de soluciones diluidas mediante la utilización de las perlas alginato de calcio obtenidas a partir de un gel de alginato de sodio. Los experimentos sobre el efecto del pH en el proceso de biosorción de Cu(II) por las perlas de alginato de calcio, mostraron que el rango óptimo de pH se encontraba entre 4.5-5.1. Del estudio de la cinética de biosorción de Cu(II) por las perlas húmedas y secas de alginato de calcio, se determinó que el equilibrio se alcanzó más rápidamente con las perlas húmedas que con las perlas secas; pues las perlas húmedas se saturaron a las tres horas del inicio del proceso de biosorción y sólo lograron un porcentaje de remoción de Cu(II) del 18.03%, mientras que las perlas secas se saturaron a las veinticuatro horas del inicio del proceso de biosorción logrando un porcentaje de remoción de Cu(II) del 87.79%. Por esta razón en los estudios siguientes se utilizaron las perlas secas de alginato de calcio. Los resultados de los experimentos en batch se procesaron con la ayuda de las ecuaciones de Langmuir y Freundlinch. La máxima capacidad de biosorción de Cu(II) de las perlas secas de alginato de calcio (Qmáx) fue de 80.645 mg/g. También se estudió el proceso de biosorción de Cu(II) en una columna empaquetada con perlas de alginato de calcio. El análisis de los resultados preliminares demostró que las perlas de alginato pueden ser usadas para la purificación de las aguas de efluentes industriales, además la columna puede ser regenerada múltiples veces con una concentración adecuada de HCl(ac). / In the present work the biosorption of Cu(II) from diluted solutions by using calcium alginate beads obtained from sodium alginate gel has been investigated. The experiments about the effect of pH on the biosorption process of Cu(II) by Calcium alginate beads showed that the optimun pH was between 4.5-5.1. From the study of biosorption Kinetic of Cu(II) by calcium alginate weat beads and calcium alginate dry beads, was determined that the equilibrium was obtained faster by calcium alginate wet beads than by calcium alginate dry beads, because calcium alginate wet beads got saturation first at three hours from the beginnnig of biosorption process and they only removed 18.03% of Cu(II), while calcium alginate dried beads got saturation at twenty four hours from the beginning of biosorption process and they removed 87.79% of Cu(II). For this reason in the next studies calcium alginate beads were used. The results of batch experiments were processed by the help of Langmuir and Freundlinch ecuations. The maximun biosorption capacities for Cu(II) of calcium alginate dry beads was 80.645 mg/g. The biosorption process of Cu(II) was also studied in a column packed with calcium alginate beads. The analysis of preliminar results showed that calcium alginate beads can be used to purify the industrial wastewater, furthermore the column can be regenerated many times with an adequate concentration of HCl(ac).

Los aceros inoxidables 13CrNiMo con bajo contenido de carbono, surgen como alternativa para el reemplazo de materiales más caros en el uso como sistemas de transporte de fluidos de las industrias de gas y petróleo, con concentraciones importantes de cloruros, pCO<SUB>2</SUB>, pH<SUB>2</SUB>S y temperatura elevadas. El bajo contenido en carbono permite salvar algunos problemas vinculados a la operación de soldadura. Con el fin de obtener una alta tenacidad, se realizan tratamientos térmicos de precalentamiento y de post soldadura, los mismos se aplican sobre la zona de soldadura, e involucran además al metal base, produciendo en este tipo de materiales en particular, un cambio en el tenor de austenita retenida en toda la matriz a temperatura ambiente, en una clara modificación de la microestructura del metal. En esta tesis se estudia el impacto que las variaciones en la microestructura tienen sobre la película pasiva formada sobre la aleación de acero inoxidable 13CrNiMo y la influencia de esta última sobre la corrosión localizada. Además se determinan las propiedades estructurales y electrónicas de la película pasiva formada, vinculándolas a la susceptibilidad a la corrosión localizada. Para el estudio se tomaron muestras de la aleación sometidas a diferentes tratamientos térmicos post soldadura y se caracterizaron microestructuralmente determinando el contenido de austenita retenida en cada caso. Las muestras fueron sometidas a medidas potenciodinámicas cíclicas para hallar su susceptibilidad a la corrosión localizada. Tanto el potencial de picado como el potencial de repasivación se desplazaron en el sentido anódico a medida que el porcentaje de austenita retenida aumentaba en la muestra. Las muestras sometidas a tratamientos que involucran dobles revenidos promovieron mayor porcentaje de austenita retenida. Dada la correlación hallada entre los potenciales de picado y el tenor de austenita retenida, se dispone de una indicación de que la formación de las películas pasivas formadas sobre la superficie, muestren la misma tendencia. Medidas cronopotenciométricas revelan que el espesor de las películas aumenta en función del mayor contenido de austenita retenida. Los estudios de Mott Schottky, muestran que la película pasiva se comporta como un semiconductor tipo n con una densidad de donores que es esencialmente independiente del potencial en el estado pasivo. La impedancia de la interfase ha sido modelada convenientemente considerando una versión corregida del modelo de defectos puntuales, lo que permite obtener el coeficiente de difusión de esos defectos y una estimación del espesor de la película. La velocidad de auto‐reparación de la película pasiva tiende a ser más rápida en el material cuyo contenido de austenita retenida es mayor. La conformación estructural de película es de doble capa, así como la estructura de las películas anódicas para otros aceros inoxidables.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Determina las variaciones de la anisotropía fraccional y del coeficiente de difusión aparente por el uso del gadolinio en la vía cortico espinal en pacientes sin alteración de la barrera hemato-encefálica del Instituto Nacional de Ciencias Neurológicas (INCN), durante noviembre y diciembre del 2017. Desarrolla un estudio de tipo observacional, analítico, longitudinal, de cohorte única, donde se consideraron todos los estudios de resonancia magnética cerebral que no evidenciaron lesiones macroscópicas ni alteración de la barrera hematoencefálica, se utilizó un resonador de 3Teslas ACHIEVA XT de Philips. Con la secuencia de tensor de difusión se obtuvieron los valores del coeficiente de difusión aparente (CDA) y de la anisotropía fraccional (AF). Para el análisis de datos se calculó promedios, desviación estándar, pruebas de normalidad y paramétricas. Encuentra que no hubo variación significativa de la anisotropía fraccional ni del coeficiente de difusión aparente del lado derecho, ni del lado izquierdo (p=0.159, p= 0.158, p=0.728 y p=0.187 respectivamente) de la vía córtico espinal en cada uno de los momentos de la aplicación del contraste. Por otro lado, no se halló variación de la anisotropía fraccional, ni del coeficiente de difusión del lado derecho ni del lado izquierdo de la vía córtico espinal en cada uno de los momentos de la aplicación del contraste según sexo (p=0.598 y p=0.299, p=0.481 y p=0.499). Concluye que no hubo variaciones significativas de la anisotropía fraccional y del coeficiente de difusión aparente por el uso del gadolinio en la vía cortico espinal en pacientes sin alteración de la barrera hematoencefálica del INCN durante noviembre y diciembre del 2017. / Tesis

El documento digital no refiere asesor / La investigación está basada en dos objetivos principales. El primero consiste en la comprension de la síntesis, funcionalizacion y explicación de los mécanismos de adsorcion que gobiernan en los sistemas conformados por nanopartículas (Nps) magnéticas, especialmente en nanopartículas de maghemita. Por lo cual, se ha usado la ruta de co-precipitacion química, debido a que es una ruta confiable y adecuada para aplicaciones en temas de remediación ambiental y del agua; ya que, la misma produce cantidades adecuadas en terminos de masa, es decir que es una ruta escalable. Además, las muestras estudiadas han sido caracterizadas de forma exhaustiva por el autor con el objetivo de estudiar en detalle las propiedades físico-químicas. Entre los resultados más sobresalientes, la formación de una fase poco común de maghemita con vacancias ordenadas usando ácido cítrico fue alcanzada, dicha fase no fue modificada cuando se coloco inmersa en una matriz de hidroxiapatita con el objetivo de lograr la funcionalización. Una investigación detallada usando los métodos de Le-Bail, espectroscopía de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS) y Mossbauer mostraron que un ambiente hidratado formado por una interface de Fe-citrato jugo un rol significante en el mecanismo de funcionalización del nanocomposito, el cual adsorbió casi todo el Cu(II) en solución y completamente el Pb(II) en solución en un tiempo menor a 7 h. Los efectos físicos superficiales presentes en algunas muestras, tales como el efecto de exchange bias (EB) y vidrio de espín (spin glass) fueron estudiados por magnetometría DC y AC, donde se demostró que los grupos carboxílicos del acido etilendiamino-tetraacético (EDTA) suprime el efecto de no colinealidad del espín y el comportamiento EB, este efecto también fue explicado debido a la formacion de una capa antiferromagnética (AFM) proveniente de un hidróxido de Fe conocido como lepidocrocita. Un procedimiento de ajuste Mossbauer a diferentes temperaturas para nanopartículas presentando efectos de relajación superparamagnética y excitaciones magnéticas colectivas es también discutido. El diámetro promedio de los nanosistemas, diez muestras en total, se encuentra en el rango entre 3 a 17 nm en tamaño, el cual fue estimado del refinamiento Rietveld e Imágenes de Microscopía Electrónica de Transmisión (MET). Las nanopartículas revelaron alta estabilidad coloidal, la cual fue cuantificada por las medidas de potencial zeta mostrando que la ruta de coprecipitación fue mejorada por la funcionalización de las nanopartículas magneticas. A su vez, se mostró que las nanopartículas adsorben cantidades significativas de cobre y plomo. Siendo el último totalmente adsorbido por las diez muestras sin y con funcionalización de los diferentes agentes. El segundo objetivo reside en el desarrollo de un protocolo fácil de manejar, que sea ambientalmente seguro y barato para la adsorción y remoción de arsénico del agua. Por lo cual Nps puras de maghemita y nanocompositos binarios y tenarios hechos de estas Nps con dióxido de titanio (TiO2) y óxido de grafeno (GO) fueron sintetizados, caracterizados y aplicados en la adsorción de las especies inorgánicas de As, arsenito, As(III) y arseniato, As(V) de un ambiente acuoso. Las nanopartículas de maghemita mostraron una alta capacidad maxima de adsorción con valor de 83 mg/g para As(III) y 90 mg/g para As(V). Por lo tanto, las nanopartículas por sí solas poseen una remarcable capacidad de adsorción. Estos valores fueron ligeramente modificados cuando el TiO2 fue adicionado y una alta mejora en la capacidad de adsorción fue observada cuando el GO actuó como soporte incrementando de un valor de 83 mg/g a 110 mg/g para As(III) y de 90 a 127 mg/g para As(V), respectivamente. Ademas, los nanocompositos fueron rápidamente colectados con ayuda de una magneto permanente de Neodimio (Nd) en menos de 10 min. La capacidad de adsorción en función del pH fue evaluada y ayudó a explicar los mecánismos de adsorción de As. Los límites de cuantificación poseen valores por debajo de los establecidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Dirección General de Salud Ambiental (DIGESA). Finalmente, recomiendo estos prototipos como adsorbentes de bajo costo con excelentes propiedades adsorbativas para cobre, plomo y arsénico, los cuales son metales pesados tóxicos que se encuentran comúnmente en sistemas acuosos. / Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Perú). Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondecyt) / Tesis

Los objetivos del estudio fueron conocer la viabilidad de las semillas, y evaluar el desarrollo de Lupinus ballianus, L. condensiflorus y Astragalus garbancillo en suelos contaminados con cadmio, plomo y zinc y el uso potencial de estas especies en la fitorrestauración de suelos contaminados con metales pesados. El trabajo fue realizado en el invernadero en Lachaqui, Canta, región Lima, y en el Laboratorio de Fitología Aplicada en la Universidad Nacional Mayor de San Marcos. La prueba de germinación de las semillas fue realizada en placas petri e incubadas en una cámara de crecimiento a una temperatura de 21/15 °C, un fotoperiodo de 12 horas día / y 12 horas noche, humedad relativa (80% día/ 90% noche), y una iluminación de 4800 lux: La prueba de emergencia de las plántulas fue realizado en un sustrato preparado en un diseño experimental completamente al azar. El contenido de la humedad de las semillas fue calculado en base al peso seco. Asimismo, el desarrollo de las tres especies vegetales fue evaluado con 12 tratamientos de relave de mina, y la unidad experimental fue una maceta de 19 cm de diámetro y 5 kg de capacidad. El experimento se realizó mediante el diseño experimental factorial completo de 3 x 4, y la distribución de las unidades experimentales de los tratamientos se realizó al azar, con 5 repeticiones por cada tratamiento. La acumulación de cadmio, plomo y zinc en los tejidos de las plantas se determinó mediante el método de absorción atómica. Las semillas con escarificación mecánica de lijado de la testa e inducidas en oscuridad, permitió una alta germinación de Lupinus ballianus L. condensiflorus y Astragalus garbancillo. Por lo tanto, las semillas escarificadas favorecieron la emergencia de plántulas en el sustrato, y la mayor emergencia de plántulas se obtuvo en Astragalus garbancillo. El mayor contenido de humedad en las semillas fue registrado en Astragalus garbancillo. La longitud de planta, el número de hojas y la producción de biomasa en las tres especies disminuyeron significativamente con el tratamiento de 100% de relave de mina. Los mayores valores de acumulación de cadmio total, plomo total, zinc total; y el contenido de estos metales en las raíces de Lupinus ballianus, L. condensiflorus y en Astragalus garbancillo, fueron obtenidos con el tratamiento de 100% de relave de mina. El factor de bioconcentración de cadmio en las tres especies fue > 1. Pero, el factor de bioconcentración y de transferencia de plomo y zinc en las tres especies fue < 1, en conclusión, las tres especies son fitoestabilizadores de metales pesados. / Tesis

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Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Diseña dos métodos de preconcentración de Cu(II), Pb(II) y Zn (II) por dos técnicas diferentes: con la resina de intercambio catiónica PS-DVB-SO3H, sin agentes acomplejantes y con el surfactante no iónico Tritón X-114 y el análisis, en ambos casos, por absorción atómica con flama (EAAF). La EAAF en la actualidad es un método con limitaciones a niveles de ppm, sin embargo con la ayuda de los métodos de preconcentración, muestras de bajas concentraciones puedes ser analizadas por esta técnica analítica. Para el estudio con la resina de intercambio se estableció el tiempo óptimo de intercambio monitoreando la variación de pH contra el tiempo, estableciendo como 15 minutos el tiempo adecuado para asegurar un completo intercambio de iones. Para el estudio con el surfactante no iónico se optimizaron variables generales para los tres elementos como la solubilidad de la ditizona, el porcentaje y temperatura óptimos del surfactante, mientras que el pH fue una variable que se optimizó particularmente debido a que la estabilidad del complejo depende del pH. Los resultados mostraron que ambas técnicas de preconcentración son una alternativa a los métodos tradicionales, con porcentajes de recuperación arriba del 85%. Se puede resaltar que con el surfactante Tritón X-114 se obtienen porcentajes de recuperación algo mejores para el cobre y plomo. En el caso del zinc los resultados son equiparables en concentraciones por XI encima de 0,10 ppm con una ligera ventaja de la resina con una DRP de hasta 2.46%. / Tesis

Geólogo / El prospecto Aquino se encuentra ubicado en la porción sur de la Franja de Maricunga de edad Mioceno-Plioceno. Esta franja está caracterizada por albergar mineralización aurífera relacionada a sistemas tipo pórfidos de Au, Au-Cu y epitermales Au-Ag. El prospecto Aquino se hospeda en un batolito monzogranítico y rocas volcánicas de edad Pérmico-Triásica. Los procesos de alteración y mineralización se encuentran relacionados a intrusiones multifásicas porfídicas dacíticas agrupadas en las unidades Pórfido Daciticas A, B y C, ubicadas en posiciones intermineral temprano, intermineral y post mineral dentro de la evolución magmática hidrotermal. Cuerpos de Brechas Intrusivas se relacionan con la alteración y mineralización, en una posición intermineral. Estos cuerpos se encuentran ubicados en dos zonas de mayor importancia en el prospecto denominadas zonas A y B, siendo de mayor importancia y extensión la zona A. Las zonas de mineralización de oro con contenidos promedios de 0,3 ppm se asocian a las unidades Pórfido Dacítico A y Brecha de Intrusión ubicadas en la zona A. Mientras que los pórfidos dacíticos asociados a la zona B alcanzan contenidos promedios de 0,066 ppm. La zona A se caracteriza por una alteración hidrotermal potásica sobreimpuesta por la alteración clorita-sericita-arcillas (SCC). Las cuales poseen un predominio de vetas y vetillas de cuarzo A y cuarzo-magnetita transicionales bandeadas portadoras de mineralización aurífera, alcanzando contenidos máximos hasta 4 ppm de Au. Las características geológicas, alteración hidrotermal y mineralización aurífera lo identificarían como un pórfido aurífero con anomalías de cobre. Finalmente se recomienda profundizar los estudios de exploración geológica mediante mallas de geoquímica de rocas, perfiles geofísicos de polarización inducida-resistividad y una datación radiométrica K-Ar.

Los yacimientos de Cu de la Cordillera de la Costa de la Región de Antofagasta, denominados depósitos “Tipo Manto” o “estratoligados de Cu” se encuentran hospedados en las rocas Jurásicas de la Formación la Negra. Éstos constituyen la tercera fuente fundamental de Cu en Chile, además de poseer concentraciones subordinadas de Ag, de la cual poco se sabe respecto de su incorporación y distribución. Factores tales como la estructura cristalina, los límites de solubilidad de Ag en los distintos minerales, la saturación de los fluidos parentales, la especiación, e incluso factores climáticos, pueden influir en la incorporación de Ag en otros minerales o en la cristalización de minerales de Ag. En esta memoria, combinando análisis de espectrometría de masa de ionización secundaria (Secondary-Ionization Mass Spectrometry, SIMS) y microsonda electrónica (Electrón MicroProbe Analysis, EMPA) se estudió la incorporación de Ag, y otros elementos en traza, en los sulfuros de Cu y Cu-Fe, calcopirita, bornita, covelina y calcosina, provenientes de los depósitos Mantos de la Luna, Susana-Lince y Mantos Blancos, actualmente considerado un depósito tipo pórfido pero históricamente considerado el mayor estratoligado. Se determinó que los sulfuros que presentan mayores concentraciones de Ag, y otros elementos en traza, son la bornita y la calcopirita de grano fino. Las bornitas medidas contienen 81,1 a 730 ppm de Ag con promedios de 432,15 ± 19,34 ppm de Ag, mientras que las calcopiritas incorporan de 0,61 a 2211 ppm de Ag con promedios de 321 ± 33,32 ppm de Ag. La calcosina por su parte, presenta concentraciones entre 0 y 827 ppm, alcanzando un promedio de apenas 31,24 ± 371 ppm de Ag. La forma de incorporación corresponde en la mayoría de los casos a solución sólida donde la plata se incorpora a los sulfuros de Cu con la sustitución Ag+1 = Cu+1,pudiendo ser una sustitución simple o una sustitución acoplada con As, Te y/o Sb, del tipo:Ag+ + Sb+3 + ((2As-1 ),Te-2 ) = Cu+ + Fe+3 + S-2 Ag+ + (As+3Sb+3) + Te-2 = Cu+ + Fe+3 + S-2, donde el estado de oxidación del As está sujeto a la fugacidad de O del medio. En el caso de las calcopiritas y calcosinas se presentan microinclusiones (<2 µm, <10 µm respectivamente) con concentraciones de Ag superiores a los 975 ppm, con lo cual se marca un límite de incorporación de Ag en calcopirita. Las inclusiones pueden corresponder a Ag nativa (Ag0 ) o a algún mineral de Ag, por ejemplo la acantita Ag2S (Ag+1). Además, en las calcosinas, se observan inclusiones de fases ricas en I y Ag, probablemente iodargirita, mineral típico de climas áridos, además de una alteración a fases cloruradas en los bordes y fracturas, correspondientes a atacamita. La presencia de estas inclusiones incluso en el centro de los granos de calcosina indica contemporaneidad para su génesis. Las fases cloruradas, junto con la presencia de I indican aportes salinos externos al sistema convencionalmente propuesto. El origen de estos aportes corresponde a salmueras que ascienden gracias a la existencia de fallas de basamento sísmicamente activas que interactúan con la roca caja, concentrando metales y generando el depósito actual de atacamita y calcosina, en algunos casos con inclusiones de iodargirita. En base a esto, se concluye que, en concordancia con lo planteado por Reich et al. (2008), la alteración supérgena no marca su fin con el cambio en las condiciones climáticas a hiperáridas, sino que, es un proceso actual y que no requiere de la presencia de aguas meteóricas.