Ingeniera Civil Química / El avance tecnológico y científico ha promovido la fabricación de materiales inteligentes , capaces de recibir información de su entorno, interpretarla y, así, cambiar sus funcionalidades de acuerdo a su propósito pre-determinado. Destacan en este grupo los polímeros con Memoria de Forma SMP, que pueden memorizar cierta geometría por deformación y recuperar su forma original, por medio de un estímulo sin contacto y sin la necesidad de intervención mecánica directa. Los SMP representan una opción económica y versátil, respecto de otros materiales. Se pueden potenciar sus propiedades y funcionalidades añadiendo nanopartículas, donde destacan los nanorellenos con base de carbono. Específicamente nanotubos de carbono CNT y grafeno, dada la gran variedad de aplicaciones en que estos materiales pueden ser utilizados. El objetivo general de esta investigación de tesis es caracterizar el efecto de la Memoria de Forma (SME de la matriz SMP), midiendo la recuperación de su forma original, como, así también, la incidencia de la concentración y el tipo de nanopartículas bajo los estímulos térmico y lumínico. Las muestras fueron preparadas, por medio de mezclado en fundido, donde la matriz elegida fue el co-polímero etileno-buteno, EngageTM, y los rellenos CNT comercial y Óxido de Grafeno Térmicamente Reducido TrGO, sintetizado según el método Hummers. El resultado principal es que todos los compósitos preparados alcanzaron una recuperación completa. En el caso de la estimulación térmica, la adición de carga aumentó el tiempo de recuperación de Memoria de Forma hasta en 2 [min], con respecto al SMP puro. Esto habla del detrimento que la rigidez del compósito causa sobre su recuperación. Sin embargo, en el caso de la estimulación lumínica, la adición de carga disminuyó el tiempo de recuperación hasta 6 [min] con respecto al SMP puro. Este resultado realza el poder de absorción de luz IR que brindan al SMP los rellenos sensibles a esta luz, CNT y TrGO. Además, comparativamente, el rendimiento del CNT como relleno superó al rendimiento del TrGO, en cuanto a SME (fue 1 [min] más rápido). Puesto que las recuperaciones obtenidas fueron completas, el EngageTM y sus compósitos estudiados poseen un gran potencial para el amplio rango de aplicaciones que disponen, sin mencionar que responden a estímulos originales, que amplían el rango de aplicaciones.

Memoria para optar al título de Químico / En esta Memoria se estudian los procesos de Membranas Liquidas Emulsificadas (MLE) y de Microencapsulación de Extractantes no específicos (MCEx) con el propósito de extraer y separar algunos metales de transición desde soluciones acuosas ácidas que simulan aguas ácidas naturales o residuales industriales. La metodología de MLE se utilizó en la extracción de cobre y cinc empleando las moléculas extractantes LIX-860 N-IC y D2EHPA y Span-80 como sustancia surfactante en un sistema extractor discontinuo del tipo Tanque Agitado Batch (TAB) que funciona con formación de la doble emulsión. Las extracciones de los metales fueron mayores cuando se empleó un mayor contenido de ácido en el “licor de stripping” lográndose concentrar en él 5 y 7 veces los niveles de Cu(II) y Zn(II) tras 3 contactos sucesivos de la misma emulsión primaria con soluciones frescas de alimentación. Se logró romper muy eficientemente las emulsiones obtenidas mediante un coalescedor electroestático, resultando ser la variable fundamental del proceso el aumento del voltaje. La metodología de MCEx se empleó tanto en la extracción de cadmio con el extractante básico Alamine 336 como en la extracción y separación de Zn y Cu con microcápsulas preparadas con el ácido fosfórico PC-88A. Las microesferas fueron preparadas mediante un método químico de polimerización radicalaria in situ como mediante un método físico basado en la evaporación del solvente a partir de los polímeros. La producción de microesferas es simple y eficiente mediante ambas vías de síntesis. El rendimiento de producción de MC es función del tipo de matriz polimérica empleada y de la cantidad de extractante a microencapsular. Ambos tipos de MC presentaron forma esférica y con una variada distribución de tamaño. Se analizó el contenido de los extractantes retenidos en las microcápsulas mediante titulación potenciométrica y se realizaron pruebas de adsorción metalúrgicas desde soluciones acuosas ácidas diluidas. Las MC con Alamine 336 presentaron una alta selectividad de extracción de Cd en medio cloruro respecto a Cu y Zn. Las MC con PC-88A presentaron en el rango de acidez estudiado una altísima selectividad hacia Zn respecto de Cu hecho corroborado a través de los modelos de adsorción de Freundlich y Langmuir. En forma global, podemos indicar que ambas metodologías (MLE y MCEx) resultan ser muy promisorias en su aplicación en la extracción de metales desde soluciones acuosas ácidas diluidas / In this Thesis is studied the use of Emulsion Liquid Membranes (ELM) and Microencapsulation of Non-Specific Extractants (MCEx)processing to the extraction and removal of some transition metals from acid aqueous solutions which simulate natural acid drainages or industrial waste waters. ELM methodology was employed on the extraction of copper and zinc by using LIX-860 N-IC and D2EHPA as extractants and Span-80 as surfactant compound. The extraction system consisted of a stirred tank in batch that works with formation of the double emulsion. The extractions of metals were higher when a greater content of acid was utilized to prepare the strip liquor being possible to concentrate five and seven times the levels of Cu(II) and Zn(II), respectively after three successive contacts of the same primary emulsion with fresh feed solutions. It was possible to breakdown very efficiently the emulsions by means of an electrostatic field system being observed that the fundamental variable of the process was the applied voltage. MCEx methodology was employed as well as on the Cd extraction with the basic extractant Alamine 336 as in the extraction and separation of Zn and Cu with microcapsules prepared with the phosphoric acid compound PC-88A. The microspheres were synthesized using a chemical method based on “in situ” radical polymerization and also employing a physical method based on the evaporation of a solvent from the proper polymers. The production of microcapsules by both methods of synthesis was simple and efficient. The yield of microcapsule production was a function on the type of used polymeric matrix and on the amount of extractant to hold. Both sort of microspheres presented spherical shape and a varied size distribution. It was analyzed the content of the extractant retained in the microcapsule by potentiometric titration and were carried out metallurgical adsorption experiments from dilute acid aqueous solutions. The microcapsules with Alamine 336 presented a high extraction selectivity towards Cd with respect to Cu and Zn. The microspheres with PC-88A showed in the studied acidity range a very great selectivity towards Zn compared to Cu which was confirmed through the information got from the Freundlich and Langmuir adsorption models. As a global conclusion, it is possible to indicate that both methodologies (ELM and MCEx) are very promissory in their application on the metallic ions extraction from dilute acid aqueous solutions

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Química / 24/10/2020

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Doctor en Química / La presente tesis es un aporte al conocimiento en el área de la Química medicinal mediante el diseño y síntesis de nuevos derivados indólicos que actúen como ligandos multifuncionales con potencial acción antidepresiva. Los estudios de afinidad se efectuaron sobre h-TSER (proteína transportadora de serotonina humana), D2s (receptor de dopamina D2 corto humano) e inhibición sobre la enzima MAO-A (monoamino oxidasa de rata). Estructuralmente las nuevas familias corresponden a indolil propilpiperazinas conectadas a: anillos benzoxazínicos (F1), derivados morfolinoetilbenzamidas fluorados (F2) y anillos aminopiridínicos (F3). Los estudios de afinidad efectuados por desplazamiento de radioligandos en las 3 familias, mostraron que 14 compuestos que exhibieron valores de Ki en el rango nanomolar (3.0-16nM) en la proteína TSER. En los estudios de afinidad por desplazamiento de radioligando para el receptor D2s, 11 compuestos exhibieron afinidades entre 330-910 nM. Finalmente, en los ensayos en MAO–A, 7 compuestos mostraron porcentajes de inhibición sobre el 50%. Solo una (familia III) exhibió un perfil de acción con acción multimodal dual Los compuestos F3F (Ki TSER = 3,13 nM; e inhibición MAO-A = 50%), F3G (Ki TSER = 13,10 nM; e inhibición MAO-A = 75%) y F3L (Ki TSER = 9,64 nM; e inhibición MAO-A = 67%). Todos los ensayos farmacológicos fueron complementados contrastados y discutidos con estudios de acoplamiento molecular inducido (docking) / The main goal of the present thesis is to contribute to the knowledge of the medicinal chemistry through the design and synthesis of novel indol derivatives functioning as multitargets agents with potential antidepressive action. Binding affinities studies were carried out in h-SERT (human serotonine transporter proteine), hD2s (human short-dopamine receptor) and rat MAO-A enzyme inhibition. Indolylpropyl piperazine moieties were connected to the following scaffolds: functionalized benzoxazine rings (F1), morpholinoethylfluorinated benzamide derivatives (F2) and functionalized aminopyridines (F3). Radioligand binding assays on SERT carried out for compounds belonging to the three families showed that 14 compounds displayed Ki values in the nanomolar range (3.0-16nM) six of them belonging to the first family. The D2s receptor study gave 11 compounds displaying affinities between 330-910 nM, the MAO-A assays revealed that 7 compounds showed enzyme inhibition values over 50%. Only Family III displayed a dual mode of biological activity. Compounds F3F (Ki SERT = 3.13 nM, MAO-A inhibition = 50%), F3G (Ki SERT = 13.10 nM, MAO-A inhibition = 75%) and F3L (Ki SERT = 9.64 nM, MAO-A inhibition = 67%). The pharmacological results were supported and discussed using induced molecular coupling studies (docking)

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Magíster en Química área de Especialización en Químico Minero Metalúrgico y Memoria para optar al Título de Químico / En esta investigación se estudió la síntesis y caracterización de nuevos adsorbentes de bajo costo correspondientes a dióxido de manganeso con propiedades magnéticas (mag-MnO2) y silicatos de calcio nano-estructurados magnetizados (mag-NanoSCH). Estos adsorbentes fueron aplicados en soluciones acuosas ácidas para remover algunos contaminantes inorgánicos propios de las aguas de mina. La síntesis de mag-MnO2 se logró mediante la reacción química de KMnO4, MnCl2, KOH y la adición de magnetita, la cual le confiere las propiedades magnéticas. Para mag-NanoSCH se realizó empleando Ca(OH)2, una solución acuosa de silicato de sodio (Na2SiO3) y magnetita. En este caso particular, se sintetizaron dos compósitos en dos proporciones, 1:1 y 2:1 en relación NanoSCH/Fe3O4. Las síntesis fueron rápidas, eficientes y reproducibles. Los adsorbentes fueron caracterizados empleando diversas metodologías. Estos resultaron tener un núcleo cristalino formado por la magnetita y una cubierta de características amorfas, con tendencia a la aglomeración de partículas. Presentan además una razonable gran área superficial, conformando una estructura en la cual se disponen de un gran número de sitios activos disponibles para la adsorción. Se evidenció mediante VSM que la saturación magnética para los compósitos adsorbentes es suficientemente alta, lo que asegura una muy eficiente separación de ellos desde el refino acuoso producido. Los adsorbentes presentaron una adecuada estabilidad química al contactarlos con soluciones acuosas ácidas. El adsorbente mag-MnO2, presentó un excelente comportamiento para remover los iones metálicos Pb+2, Cd+2, Cu+2 y Zn+2 a pH superiores a 3,0, mediante un mecanismo de intercambio iónico entre el ion metálico y los H+ existentes en la superficie del adsorbente. Con respecto a las especies aniónicas (molibdatos y arseniatos), estas se favorecen a un pH ≤ 2, mediante un mecanismo de atracción electroestática y formación de pares iónicos. Se realizaron pruebas de equilibrio y de cinética de adsorción con el adsorbente mag-MnO2, para los iones metálicos y los oxianiones. En equilibrio, se obtuvieron valores altos de qmax para la mayoría de los adsorbatos y los resultados experimentales se ajustaron bien al modelo de la isoterma de Langmuir al utilizar soluciones simples mono-elementales. Sin embargo, es posible observar que al utilizar matrices complejas polielementales y reales, los datos experimentales de equilibrio de adsorción se ajustan mejor mediante el modelo de Freundlich. La cinética inicial de adsorción fue rápida para prácticamente todos los contaminantes, siendo sus resultados bien explicados por un modelo de pseudo-segundo-orden. Complementariamente se estudió la posibilidad de reutilizar este compósito en más de un ciclo de adsorción. En ese sentido, se determinó que contactando el adsorbente cargado con los contaminantes removidos con una solución acuosa ácida de pH 2,0, se logra un alto grado de desorción de ellos, posibilitando la reutilización del adsorbente al menos en 4 ciclos de adsorción-desorción, sin pérdida significativa de la capacidad de adsorción de los compósitos sintetizados. El mag-MnO2 fue efectivamente capaz de remover en forma colectiva los iones metálicos y especies aniónicas presentes en soluciones acuosas multicomponentes. Las pruebas hidrometalúrgicas exploratorias utilizando mag-NanoSCH mostraron la gran capacidad de adsorción que presentan estos adsorbentes tanto en relación NanoSCH/Fe3O4 1:1 como 2:1, presentando un comportamiento eficaz para soluciones acuosas de pH entre 1,0 a 6,0, lográndose elevados porcentajes de adsorción y capacidades de carga para todas las especies iónicas estudiadas. El empleo de ambos tipos de adsorbentes (mag-MnO2 y mag-NanoSCH) frente a una matriz acuosa que simula un agua ácida de mina, contenedora de múltiples contaminantes presentes en variadas concentraciones, demostró ser muy eficiente mediante el uso combinado en tándem de mag-NanoSCH/mag-MnO2, logrando obtener refinos con contenidos de los polutantes que están bajo la norma ambiental dictaminada en el decreto supremo 90/2000 de descarga de aguas a cuerpos fluviales / The synthesis and characterization of new low-cost adsorbents corresponding to manganese dioxide with magnetics properties (mag-MnO2) and magnetized nano-structured calcium silicates (mag-NanoSCH) were studied. These adsorbents were applied in acid aqueous solutions in order to remove some inorganic contaminants normally found in mine waters. The synthesis of mag-MnO2 was accomplished by the chemical reaction of KMnO4, MnCl2, KOH and the addition of magnetite, which gives to it magnetic properties. The synthesis of mag-NanoSCH was conducted by means of the chemical reaction between Ca(OH)2 an aqueous solution of sodium silicate (Na2SiO3) and magnetite. In this particular case, two composites were synthetized in two proportions, 1:1 and 2:1 in rate to NanoSCH/Fe3O4. The synthesis was fast, efficient and reproducible. The adsorbents were characterized using different methodologies. These results show that they possess a crystalline nucleus formed by magnetite and a cover of amorphous characteristics having tendency to the particles agglomeration. Moreover, they present a great reasonable high surface area that generate a structure with a large number of active sites available to be adsorbed. The magnetic saturation showed by VSM was high enough for the adsorbents, which ensured an efficient separation of them from the refine. The adsorbents presented an adequate chemical stability towards acid aqueous solutions. The adsorbent mag-MnO2 presented an excellent behavior for adsorbing the metallic ions Pb2+, Cd2+, Cu2+ y Zn2+ at pH higher than 3.0 through a mechanism of ion exchange between the metal ionic and H+ existent in the surface of the adsorbent. Regarding to the anionic species (arsenates and molybdates), the adsorption is favored at pH ≤ 2 through a mechanism of electrostatic attraction and the formation of ionic pairs. Tests of equilibrium and kinetics adsorption were carried out with the adsorbent mag-MnO2, for the metal ions and the oxyanion. In tests of equilibrium, high values of qmax were obtained for most of the adsorbates and the experimental results adjusted well the Langmuir model when mono-elemental solutions were used. However, when more complex and real aqueous matrices are utilized, experimental data are best fitted using Freundlich isotherm. The initial kinetics of adsorption was fast for almost all the contaminants, whose results were well explained for a pseudo-second-order kinetic model. Additionally, the possibility of reusing the adsorbent in more than one adsorption cycle was studied. In this sense, it was determined that contacting the adsorbent charged with the removed contaminants with and acid aqueous solution of pH 2.0, a high grade of desorption was achieved, which enabled the reuse of the adsorbent in at least four cycles of adsorption-desorption, without a significant loss of adsorption capacity. The composite mag-MnO2 could effectively remove in a collective way the metal ions and anionic species existent in multicomponent aqueous solutions. The hydrometallurgical exploratory tests using the magnetized nano-structured calcium silicates showed a great adsorption capacity that these adsorbents present, both NanoSCH/Fe3O4 1:1 and 2:1. They presented an effective behavior for aqueous solutions of pH among 1.0 to 6.0, being measured high percentages of adsorption and loading capacities for all the ionic species that were studied. The use of both types of adsorbents prepared in this study, in a consecutive way, first NanoSCH/Fe3O4 followed of use of mag-MnO2, for treating an aqueous matrix that simulate an acidic mine water containing multiple contaminants in different concentrations was highly efficient. In a practical way, were obtained refines whose final contents of the main components accomplish with the environmental norm described in the supreme decree 90/2000 of Chilean government concerning water discharge in fluvial bodies / FONDECYT Nº 1140331

Geóloga / 03/07/2020

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / Como elemento fundamental de ecosistemas degradados a nivel mundial, urge la conservación de los humedales, lo cual es difícil debido al desconocimiento de sus procesos y funciones a nivel nacional. Por lo que de aplicarse nuevas tecnologías para estos fines, es necesario realizar primero inventarios, monitoreos y evaluaciones de los principales recursos que de éste surgen. El recurso hídrico se evaluó a base de estaciones de muestreo en que se monitorearon variables biológicas (bioindicadores-censo de biota acuática), variables físico-químicas (pH, temperatura del agua, conductividad eléctrica y solidos disueltos totales) y variables fisiográficas de la zona circundante al humedal (usos del suelo, grado de erosión y pendiente) validando así los tres componentes que pueden influenciar a los procesos ecológicos del humedal ya que su extensión funcional, de dimensión temporal y espacial, es el de ser un ecotono. Se consideró humedal la zona de borde de la laguna, es decir, entre una zona permanentemente húmeda (espejo de agua) y estacionalmente seca (zona circundante con múltiples usos del suelo). Esta zona de borde tiene importantes funciones ecológicas, hidrológicas y humanas (turismo, por ejemplo), lo cual le confiere especial relevancia desde el punto de vista de la conservación de la biodiversidad y de los servicios ambientales derivados de su valor de existencia.

Memoria para optar al título de Geólogo / El trabajo incluye una revisión bibliográfica de distintos proyectos internacionales, principalmente europeos, como el proyecto BaSeLiNe y el proyecto Bridge, los que han sugeridos formas para resolver esta misma problemática. En estos trabajos se recoge el concepto que utilizan para definir la línea base y la calidad natural, además, se analizaron las metodologías utilizadas para determinar la condición de calidad natural como las propuestas por Wendland et al. (2003) y Müller et al. (2006). La metodología de trabajo que se propone consta de ocho etapas: 1.- Caracterización temporal y espacial de los datos, 2.- Sectorización de la zona de estudio, 3.- Recopilación y revisión de antecedentes, 4.- Elección de parámetros, 5.- Inspección de los datos, 6.- Estadística descriptiva, 7.- Determinación de calidad natural y línea base, 8.- Análisis final. El análisis de las metodologías se efectuó a partir de la aplicación de éstas a dos casos de estudio de distintas escalas de trabajo y características geológicas diferentes: en el primer caso se caracterizó la calidad natural de varios acuíferos de la IV a la VII región de Chile usando información de pozos de agua potable rural (APR). El segundo caso se ubica al sur del Salar de Atacama, específicamente en el sector de Monturaqui y se trabajó con pozos realizados por tres compañías a lo largo del acuífero Monturaqui Negrillar Tilopozo (MNT). En ambos casos, los iones analizados fueron el Cl-, Na+, K+, Mg+2, NO3- y SO4-2. Los resultados obtenidos permiten reconocer la importancia de los múltiples elementos que son necesarios para determinar la condición de calidad natural y línea base, en particular la cantidad y calidad de los datos hidroquímicos, así como su representatividad espacial y temporal. Se concluye que si es posible definir una metodología capaz de estimar la condición de calidad natural de las aguas subterráneas basándose en los criterios definidos por Wendland et al. (2003) y Müller et al. (2006), además de que es posible estimar la línea base utilizando la misma metodología para calidad natural pero acotada a una ventana temporal de datos. Sin embargo, la metodología debe trabajarse cuidadosamente teniendo en cuenta las particularidades geológicas e hidrogeológicas de cada caso de estudio.