El sulfato es un elemento que se encuentra naturalmente en numerosos minerales y es usado comercialmente en la industria química. Se encuentra en el agua por disolución natural de rocas sulfatadas, por descargas de residuos industriales y a través de deposiciones atmosféricas. Los niveles más altos de sulfato se encuentran generalmente en aguas subterráneas y en fuentes naturales. El sulfato en altas concentraciones puede producir problemas a las personas y al medio ambiente. Los límites establecidos para el sulfato en la normativa de efluentes y de agua potable, se deben a su potencial efecto en la salud de los seres humanos y animales, como diarrea y deshidratación. La empresa INDURA es una empresa dedicada principalmente a la fabricación y comercialización de soldaduras y gases industriales. Dentro de sus procesos productivos generan varios residuos que es necesario tratar antes de ser descargados, con la finalidad de cumplir con la normativa y de generar el menor impacto posible al medio ambiente. El ril analizado en este trabajo proviene del proceso de galvanizado del alambre para soldadura realizado en la planta INDURA-SOLCON. El problema de este proceso son los altos niveles de sulfato que se encuentran en el ril (alrededor de 14.000 mg/l), ya que con los tratamientos convencionales no es posible obtener niveles de remoción que permitan cumplir con la norma. Por esta razón, se decide realizar un estudio en el que se analice la efectividad de un sistema de fitorremediación en la remoción de sulfatos. La investigación tuvo una duración de tres meses durante los cuales se diseño y se implementó un sistema de fitorremediación. Las especies vegetales utilizadas para el tratamiento fueron Cyperus eragrostis, Carex sp. Y Typha angustifolia. Además se realizaron estudios que permitieron analizar los resultados obtenidos durante todo el período de estudio. Se observo que la especie que obtuvo un mayor índice de remoción de sulfato fue la especie Carex sp. Siendo además esta especie la que presentó los mejores resultados, tanto por su resistencia a los altos niveles de sulfato, como por la estabilidad de su comportamiento durante todo el período de análisis. Finalmente, se concluye que el sistema de fitorremediación diseñado no es capaz de remover sulfato en los niveles generados por la empresa.

Las plantas industriales tienen la responsabilidad de mantener una convivencia armoniosa con el medio ambiente con el que interactúan a través de los recursos que usan y de los residuos que vierten. En una planta de celulosa la mayor cantidad de residuos son líquidos, por lo que, para cuidar el ambiente en que se encuentran, deben realizar esfuerzos para optimizar la operación de su planta de tratamiento de RILES. El presente trabajo desarrolla una herramienta para estos propósitos: un modelo predictivo para el tratamiento biológico de RILES. Una representación del proceso útil para adquirir conocimientos sobre los principios del proceso y para optimizar su operación. El modelo propuesto está basado en el Modelo de Lodos Activados número 1, (ASM1 por sus siglas en inglés), incluyendo expresiones para lidiar con la remoción de ion clorato, un contaminante de gran presencia en un proceso de celulosa con blanqueo ECF (libre de cloro elemental), donde ClO2 es el agente de blanqueo. Se propuso una metodología para la caracterización del flujo de entrada. Además, se determinaron los parámetros y condiciones iniciales del modelo usando antecedentes bibliográficos, experimentos a escala de laboratorio y optimización matemática. Se diseñó un montaje experimental para el trabajo de laboratorio, el cual tiene un gran potencial de aplicación para futuras estimaciones de parámetros o estudios relacionados. Se implementó una plataforma de simulación, simple y eficiente, basada en GNU Octave en combinación con código compilado escrito en C++. La eficiencia de la plataforma fue comprobado comparando con otras alternativas de implementación. La inclusión de código compilado en C++ disminuyó el tiempo de ejecución de 239 a 11 segundos, es decir, una reducciíon en un factor superior a 20. Se obtuvieron las concentraciones de cada variable a lo largo del sistema de reacción. A partir de ellas es posible hacer una lectura de los principios de operación del sistema, sin embargo, resulta necesario comprobar su fidelidad realizando una caracterización de los RILES en cada reactor. La capacidad de predicción del modelo fue determinada considerando datos históricos de entrada y salida del tratamiento biológico. Se logró predecir la salida de la DQO con una eficiencia superior al 93%. A su vez, las predicciónes de los SST y el ion clorato arrojaron valores en el orden de magnitud de los valores referenciales. En el caso de las predicciones de las variables nitrogenadas los resultados fueron menos precisos, por lo que se requiere mayor información sobre el comportamiento de estas variables a lo largo del sistema de reacción para poder ajustar los parámetros necesarios para describir adecuadamente estas variables. Finalmente, se logró desarrollar un modelo matemático para el tratamiento biológico de RILES. Con el grado de desarrollo alcanzado, constituye una herramienta aplicable para la optimización del proceso.

La fiscalización de las emisiones de residuos industriales líquidos que son vertidos hacia los cuerpos de agua superficiales y subterráneos, se materializa principalmente mediante el Autocontrol, sistema de control en que los establecimientos industriales son quienes informan los resultados de sus emisiones por medio del análisis de sus efluentes a través de laboratorios acreditados. Además, se tiene la fiscalización directa realizada por la Superintendencia de Servicios Sanitarios, la que se ejecuta por medio del programa de Control Directo y a través de fiscalizaciones en terreno. Sin embargo, los resultados obtenidos han generado la necesidad de efectuar un análisis de la principal herramienta de fiscalización y control de Riles. Para ello se ha recopilado un listado de Atributos fundamentales que debe considerar una eficiente y efectiva herramienta de fiscalización de las descargas de residuos industriales líquidos, en base a los cuáles se ha formulado el análisis. A través de un diagnóstico de la situación actual que se tiene en el país, respecto de la fiscalización de los residuos industriales líquidos que son vertidos hacia los cuerpos de agua naturales, ha sido posible concluir que el Autocontrol es una herramienta de fiscalización que debe ser mejorada mediante información complementaria, además de que debe aumentarse la fiscalización por medio de su principal herramienta de control, el programa de Control Directo. En el diagnóstico se ha considerado una gran cantidad de información sintetizada por la Superintendencia de Servicios Sanitarios, además de una serie de cálculos inéditos y de entrevistas efectuadas a representantes de establecimientos industriales y laboratorios acreditados, dentro de un importante conjunto de regiones del país. Posteriormente se ha efectuado una investigación internacional, en la que se ha considerado la experiencia en fiscalización ambiental para una serie de destacadas agencias ambientales del mundo, como lo son la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), la Agencia de Protección Ambiental de la Unión Europea (EEA), además de que se presenta una síntesis del informe: “Evaluaciones de desempeño ambiental – Chile”, realizado en conjunto por la OCDE y la CEPAL en el año 2005. Finalmente, considerando el diagnóstico del país, la experiencia internacional y las recomendaciones internacionales formuladas para Chile, se procede a confeccionar una serie de recomendaciones específicas asociadas al esquema de fiscalización de descargas de residuos industriales líquidos que utiliza hoy la Superintendencia de Servicios Sanitarios. Además, se realizan algunas observaciones generales respecto de la política de fiscalización hasta ahora utilizada, esperando que dicho conjunto de propuestas sean consideradas en los futuros procedimientos y programas de fiscalización, en la eventual creación de una nueva herramienta de fiscalización de las descargas de Riles, además de que sirvan como antecedentes relevantes a considerar en la materialización de las normas Secundarias u objetivos de Calidad Ambiental, y en la discusión sobre el Proyecto de Ley que crea el Ministerio del Medio Ambiente y la Superintendencia Ambiental.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / El objetivo del presente trabajo es implementar un modelo de simulación para la mejora de la planta de tratamiento de RILes de la Bodega Cachapoal, propiedad de Viña Concha y Toro, utilizando el software GPS-X. La metodología utilizada contempla una revisión bibliográfica sobre las tecnologías disponibles para el tratamiento de RILes de la industria vitivinícola, enfocada en un sistema de biorreactores de membrana (MBR), considerando que la planta ya posee un sistema de lodos activados, la migración a un sistema de MBR implica un menor costo que migraciones hacia otros tipos de tratamiento, y además es una tecnología ya aplicada en otras bodegas de la viña. A su vez, se realiza una breve revisión acerca del software GPS-X. Para la implementación del modelo se comienza por realizar una caracterización de los RILes de la Bodega de San Javier, donde se ha realizado una migración de un sistema de lodos activados a un sistema de membranas MBR, con la finalidad de poder extrapolar dicha caracterización hacia la planta de la Bodega Cachapoal. A su vez, se caracteriza el RIL existente en la Bodega Cachapoal, en particular los parámetros de DQO, SST, N y P. Luego, se construye un modelo de simulación de la bodega de San Javier, de modo de ajustar los parámetros de fraccionamiento de la DQO para luego utilizarlos como referencia en el modelo realizado en la Bodega Cachapoal. Posteriormente se proponen 2 escenarios de modelación de la planta de tratamiento para la Bodega Cachapoal. Ambos escenarios consideran la aplicación de un biorreactor de membrana (MBR). El primer escenario considera el tamaño actual del reactor, esto es, 550 m3 y un área de membrana de 550 m2 para tratar un caudal de 300 m3/d. El segundo contempla la ampliación del volumen del reactor hasta 750 m3, con un área de membrana de 800 m2, para tratar un caudal de 400 m3/d. Además, se realiza un análisis de sensibilidad, donde se concluye que las variables que influyen mayormente en el funcionamiento de la planta son la edad del lodo, caudal y la DQO. Este ejercicio no considera variaciones en la presión transmembrana (TMP). Los resultados obtenidos para el efluente cumplen con la normativa, en particular la Tabla 1 del Decreto Supremo 90, la cual define los límites máximos de contaminantes permitidos para la descarga de RILes a cuerpos de aguas superficiales sin capacidad de dilución.