Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / El funcionamiento de las Plantas de Tratamiento de Aguas Servidas (PTAS) provoca la emisión a la atmósfera de gases odorantes, que podrían afectar a las comunidades vecinas a éstas. Por ello, en el presente estudio se aplicó el modelo gaussiano de dispersión atmosférica ISC AERMOD para la simulación de olores, en base a las unidades de olor europeas definidas en la Norma Europea EN 13725:2003, a fin de evaluar eventos de olores en comunidades cercanas a la Planta de Tratamiento de Aguas Servidas La Farfana. Se trabajó con datos meteorológicos como dirección y velocidad de vientos, radiación global, temperatura, humedad relativa, precipitación, presión atmosférica, cobertura y altura de nubes. Además, de características topográficas representado por un Modelo Digital de Elevación de la zona y las características de las fuentes. En tanto, la cuantificación de las tasas emisiones de olor de las fuentes fue estimada a través de la técnica de olfatometría dinámica. Los resultados del modelo fueron comparados con mediciones en terreno de tipo sensorial (paneles de olor y monitoreo continuo). Estas simulaciones concordaron con ambas mediciones en terreno, generando mapas de olores entre las concentraciones de olores y los principales puntos receptores. Del mismo modo, la modelación se comparó con normativa internacional de países como Holanda, Alemania, Bélgica, España, entre otros; debido a la ausencia de normativa en Chile. Finalmente, se concluyó que la medición de emisiones de olor a través de olfatometría dinámica y el posterior uso de modelos de dispersión para la medición de la concentración del olor son herramientas eficaces para la realización de un estudio de olores en una zona en particular. / Wastewater treatment plants (PTWW) emit to the atmosphere, odorant gases that could affect the communities near them. This study was carried out to see how wastewater treatment plants affect the communities applying the Gaussian atmospheric dispersion modelling ISC AEROMOD for odour simulation, based on European odour units defined in the European norm EN 13725:2003 to evaluate odour situations in the communities near La Farfana wastewater treatment plant. The data considered for this study case was: meteorological weather such as wind speed and wind direction, global radiation, temperature, relative humidity, precipitation, atmospheric pressure, cloud cover and cloud height. Besides topographic characteristics represented by the Digital Elevation Model of the area and the characteristics of the sources. On the other hand, the quantification of the odour emission sources was calculated through the dynamic olfactometry technique. The results of the model were compared with measurements of sensorial type in the field (odour panels and continuous monitoring). These simulations agreed with both measurements in field, generating odour maps between odour concentration and the main receptive points. In the same way, the model was compared with the international norm in countries like Holland, Germany, Belgium, and Spain among others due to the lack of an odour norm in Chile. Finally, it was concluded that the measurement of odour emission through the dynamic olfactometry technique and later use of dispersion models to measure the concentration of odour are effective tools to carry out a research on odour in a particular area.

Tesis presentada para optar al Grado de Magíster en Ciencias Agropecuarias Mención Sanidad Vegetal / Autorizada por el autor, pero con restricción para ser publicada a texto completo hasta abril 2014 / La Sierra del Manzano, Callisphyris apicicornis (Coleoptera: Cerambycidae), es un insecto nativo de Chile, también presente en Argentina. Esta especie es considerada plaga importante de muchos cultivos frutales y plantas ornamentales. El daño es provocado por las larvas que se alimentan de la madera, pudiendo llegar a causar la muerte de las plantas. En el presente trabajo se llevaron a cabo bioensayos de laboratorio y de campo para comprobar la existencia de una feromona sexual que media el comportamiento de los machos de C. apicicornis en la ubicación del compañero sexual. Para tal fin se evaluaron respuestas fisiológicas electroantenográficas y respuestas conductuales en bioensayos olfatométricos y en campo. Las mayores respuestas fisiológicas, expresadas como respuesta eléctrica relativa (RER), se obtuvieron con los tratamientos de los volátiles obtenidos de aireaciones de hembras y de extractos de glándulass, sin diferencias estadísticas entre ellos. Por otra parte, el tratamiento espiroacetal, un compuesto identificado previamente como eventual feromona de la especie, mostró el mayor registro electroantenográfico, del orden de 2,5 mV, pero este tratamiento fue significativamente inferior a las “aireaciones de hembras” respecto de las mediciones de RER. En la olfatometría, las proporciones de machos que eligieron los tratamientos “aireaciones” y “glándulass”, fueron significativamente superiores que los que escogieron el espiroacetal. En biensayos de campo, los machos fueron significativamente atraídos hacia las trampas con hembras vivas pero no fueron atraídos hacia los demás tratamientos evaluados en el laboratorio, respuestas cuyas causas permanecen sin explicación. Estos resultados fuertemente sugieren que las hembras de C. apicicornis producen una feromona sexual que atrae a los machos, y proporcionan la primera evidencia concluyente de compuestos de este tipo para una especie de la subfamilia Necydalinae. Adicionalmente, se tomaron muestras de las hembras durante el período de llamado, empleando SPME (microextracción de la fase sólida). Las muestras de “aireaciones”, “glándulass” y las obtenidas con SPME se analizaron con GC-MS, identificándose, entre otros, los compuestos 6,10-dimetil-5,9-undecadien-2-ol (fuscumol) y (E)-6,10- dimetil-5,9-undecadien-2-one (geranilacetona), los cuales se han identificado como componentes feromonales de varias otras especies Cerambycidae. / The “Sierra del Manzano”, Callisphyris apicicornis (Coleoptera: Cerambycidae), is a native insect to Chile, also found in Argentina. This species is considered an important pest of many orchard tree species and ornamental plants. The damage is caused by larvae that feed on wood, even causing plant mortality. In this study we conducted both, laboratory and field bioassays to test the existence of a sex pheromone that mediates male behavior of C. apicicornis during the search for sexual partners. In order to do so both, behavioral and electroantennographic physiological responses were evaluated by using olfactometry, and field experiments. The major physiological responses, expressed as relative electrical response (RER), were obtained with volatiles collected from female´s aeration and gland extracts, with no statistical differences between those treatments. On the other hand, the spiroacetal treatment, a compound previously identified as putative pheromone for this species, showed the greatest electroantennographic value, in the order of 2,5 mV, but it was significantly lower than the female “aeration” regarding RER registers. Regarding olfactometry, proportions of males choosing female´s aeration and gland extracts treatments were significantly greater than males choosing the spiroacetal treatment. In field bioassays, males were significantly attracted to traps baited with live females, but they did not respond to the other treatments tested in the laboratory, responses whose causes have not been resolved yet. These results strongly suggest that females of C. apicicornis produce a sex pheromone to attract males, and provide the first conclusive evidence of such find of compounds for one species of the subfamily Necydalinae. Additionally, females were sampled during the calling phase using SPME (solid phase microextraction). Samples of “aereations", "glands" and those obtained by SPME, were analyzed using GC-MS, identifying, among others compounds; 6,10-dimethyl-5,9-undecadien-2-ol (fuscumol) and (E)-6,10-dimethyl-5,9-undecadien-2-one (geranylacetone), which have been previously identified as pheromonal components of several other species of Cerambycidae.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / Ingeniero Civil Electricista / El problema de reconocimiento y clasificación de odorantes en forma artificial es de gran relevancia dentro de la industria alimenticia y cosmética, en el área de la salud, en la gestión de residuos y en aplicaciones militares. Determinar los compuestos presentes en una sustancia a través del olfato es un factor importante en los procesos de control y certificación de calidad, así como en la detección precoz de agentes patógenos y la localización de elementos ilegales o nocivos. El objetivo general de esta Tesis es diseñar un modelo de reconocimiento de odorantes basado en una estrategia de reducción de características seguida por un algoritmo clasificador, que utilice como patrones las señales de potencial de campo local, en inglés local field potential (LFP), que corresponden a señales eléctricas neuronales registradas en el bulbo olfativo de ratas. Así se tiene como elemento sensor-transductor la respuesta del sistema olfativo de ratas ante distintos estímulos odorantes. Se desea determinar si es posible discriminar el tipo de estímulo que activa al sistema en cada prueba y comparar las respuestas de este modelo en ratas con deprivación sensorial. Como parte de la metodología, se construyeron 91 bases de datos con 640 patrones cada una, correspondientes a diferentes sitios del bulbo olfativo registrados en varias ratas. Cada elemento de la base de datos es una señal LFP que representa la respuesta en el tiempo del bulbo olfativo ante un estímulo determinado. La etapa de preprocesamiento incluye filtrado, muestreo y normalización de la señal LFP. Se comparó la efectividad de diferentes técnicas de extracción de características (análisis de componentes principales, transformada de Fourier y Wavelet, transformación de Fisher y mapa no lineal de Sammon), de modo que cada patrón sea representado por un número reducido, pero sustancial de atributos. Finalmente se procedió a implementar tres algoritmos de clasificación (un clasificador estadístico, una red neuronal perceptrón multicapa y una máquina de soporte vectorial) con el objeto de comparar la eficiencia de estos clasificadores en la tarea de separación de 4 tipos de estímulos (aire puro, r-carvone, isoamyl-acetato y hexanal). Este trabajo de tesis permitió llegar a dos conclusiones. Primero, la mejor estrategia para lograr un rendimiento aproximado a un 96% para cada clase, es análisis de componentes principales junto a una máquina de soporte vectorial. Como la metodología planteada se aplicó a dos poblaciones de señales, primero en aquellas medidas en sitios del bulbo olfativo de ratas con experiencia sensorial normal y luego en aquellas registradas en sitios del bulbo olfativo de ratas con privación sensorial olfativa temprana fue posible comparar los efectos de la experiencia sensorial en la capacidad del modelo para discriminar entre los cuatro estímulos. Los resultados obtenidos permiten concluir que las señales LFP contienen información suficiente para discriminar entre los 4 estímulos odorantes utilizados en las ratas normales, mientras que, en ratas privadas sensorialmente el desempeño es prácticamente análogo a una clasificación al azar.

El presente trabajo consiste en el diseño, construcción, puesta en marcha y validación (en laboratorio y en campo) de un sistema portátil y automático de toma de muestras de aire y olores ambientales, para su uso en campo, Sistema, al que al final se ha denominado comercialmente CRYOCORE, responde a la necesidad de prevenir y controlar un tipo de contaminación , la odorífera que genera altos niveles de molestias en la población, y cuya evaluación se basa en una serie de metodologías que presentan numerosas limitaciones en diferentes ámbitos, y a las que el presente proyecto aporta una solución . El Sistema se encuentra constituido por dos sub-sistemas, Un primer sub-sistema portátil que realiza de forma automática la toma de muestras de gases y olores mediante condensación criogénica (o criocondensación), que condensa de forma inmediata tras su captación , y la mantiene a temperatura criogénicas (77 K) hasta su análisis en el laboratorio, y un segundo sub-sistema, también automático y portable, que en el laboratorio permite reconstruir la muestra a su forma gaseosa, incluso concentrando los compuestos químicos de interés, para su posterior análisis mediante técnicas sensoriales y/o físico-químicas.

En esta Tesis Doctoral se aplica la cromatografía de gases con detector olfatométrico (la nariz humana) en el análisis de los compuestos volátiles aromáticos de distintos alimentos: el vinagre de vino con Denominación de Origen Protegida “Vinagre de Jerez”, los pistachos tostados y el aceite de oliva. Los distintos métodos de preparación de muestra (la microextracción en fase sólida sobre el espacio de cabeza, o HS-SPME, y la extracción directa con disolvente, o DSE) han proporcionado extractos representativos del aroma de estos productos, y gracias a la técnica olfatométrica empleada (Aroma Extract Dilution Analysis o AEDA) se han identificado los odorantes más potentes. Así se ha logrado caracterizar el aroma de dichos alimentos, recogiéndose los resultados de las investigaciones realizadas en distintos artículos publicados en varias revistas internacionales. / In this Doctoral Thesis, the gas chromatography with olfactometry detector (the human nose) has been applied to analyse the volatile aromatic compounds from different foodstuffs: the wine vinegar produced under Protective Denomination of Origen “Vinagre de Jerez”, the roasted pistachios and the olive oil. The different sample pre-treatment methods employed (the headspace solid-phase microextraction, or HS-SPME, and the direct solvent extraction, or DSE) have provided representative aroma extracts from these products. Furthermore, and thanks to the olfactometric technique used (the Aroma Extract Dilution Analysis or AEDA), the most potent odorants have been identified. Thus, the aroma of all these foodstuffs has been characterized. All the results obtained from the research developed have been published in different international journals.