Memoria para optar al Título de Químico / En esta Memoria de Título se estudió la remoción del anión sulfato en presencia de Cu(II) y Zn(II) desde soluciones acuosas que simulan un agua ácida residual de mina, empleando mezclas de cal, policloruro de aluminio y silicatos de calcio nanoestructurados. Los experimentos se realizaron en una celda de flotación de aire disuelto (DAF).Se logró una buena remoción de sulfato, utilizando diferentes dosificaciones de cal y PAC, alcanzándose concentraciones finales de este anión en las soluciones refinos, muy por debajo de la norma ambiental vigente y en un tiempo relativamente corto. El mecanismo de remoción de este anión está basado en la formación de etringita. Los resultados confirmaron también que la adición de sólo cal no remueve ion sulfato en un grado suficiente. Se preparó un silicato de calcio nano-estructurados mediante la reacción de una solución de silicato de sodio y Ca(OH)2, manteniendo una intensa agitación durante el proceso. Análisis indican que el sólido obtenido es de estructura más bien amorfa, con nano-capas de placas tetraédricas de silicatos de calcio de espesor variable entre 10-20 nm y diámetros entre 80 y 100 nm, presentando una superficie BET variable entre 200 y 300 m2/g. Los resultados experimentales indican que los silicatos de calcio nano-estructurados por si solos, no poseen suficiente capacidad adsortiva para remover sulfatos. Sin embargo, su uso en conjunto con PAC, genera precipitados más granulares y fáciles de separar mediante decantación o filtración convencional. Su empleo aseguró una excelente adsorción sobre ellos de los contenidos de Cu(II) y Zn(II), no siendo afectada ésta por la presencia de ion SO4 2-. La adición de silicatos de calcio nano-estructurados permitió reducir la dosificación de cal, obteniéndose un medio básico estable, dado el efecto buffer que generarían los nano-silicatos agregados. Los resultados experimentales de la remoción de sulfato con cal y PAC, se explicó mediante un modelo fisicoquímico basado en las reacciones químicas del proceso y el cual corresponde a un sistema de ecuaciones diferenciales ordinario, que se resolvió eficazmente utilizando el método numérico de Runge-Kutta de cuarto orden / In this Thesis it was studied the removal of sulfate anion in presence of Cu(II) and Zn(II) ions from aqueous solutions that simulate an acidic mine water, by using mixtures of lime, nano-structured calcium silicates and poly-aluminium chloride (PAC). The experiments were conducted in a dissolve air flotation cell, being obtained in a short period of time, an efficient removal of sulfate, using different proportions of the reagents. The content of sulfate in the resulting solution accomplishes with the national environmental regulations. The SO4 2-removal mechanism is base on the formation of etringite, a basic calcium and aluminium salt.It was proved that lime by itself does not remove completely the contents of this anion in the treated solutions. It was prepared a nano-structured calcium silicates from the chemical reaction between a liquid solution of sodium silicate and Ca(OH)2, keeping and intense stirring speed during the process. Analysis indicate the achieved solid possess an amorphous structure with plates of a thickness around of 10 nm and diameter between 80 and 100 nm, consisting of a tetrahedral silicate with Ca(II) ions and silanol groups on the surface and presenting a BET surface area of200-300 m2/g. Experimental results indicate that nano-structured calcium silicate alone have not the sufficient capacity for removing adequately sulfate. However, their use together with PAC generates more granular precipitates easy to separate by settle down or filtration. Their use also ensured an excellent sorption of content of Cu(II) y Zn(II) existent in the treated solutions, which was not affected by the presence of sulfate in the aqueous phase. The addition of nano-structured calcium silicate allows also the reduction of the dosage of lime to use in the process, being obtained an stable basic medium, given the buffereffect produced by the added nano-silicates. The experimental results of sulfate removal using lime and PAC were explained using a physico-chemical model base on the chemical reactionsand their corresponding equilibrium and kinetics relationships that would govern the process. The proposed model corresponds to an ordinary differential equations system, which was effectively solved by using a fourth order Runge-Kutta numerical method / Fondecyt

Magíster en Ciencias, Mención Física / Las soluciones tipo partícula se encuentran presentes en muchos campos de la física, incluyendo simples sistemas mecánicos, como osciladores acoplados, así como en sistemas más complejos tales como magnetismo, vegetación, superconductores, entre otros. Su importancia radica en el modelamiento de fenómenos fuera del equilibrio en sistemas disipativos, donde la inyección y disipación de energía juega un importante rol. En este trabajo estamos particularmente interesados en estudiar estas soluciones en tres distintos contextos: osciladores acoplados, vegetación y óptica, los cuales serán tratados separadamente. Esta tesis está compuesta por seis capítulos y cuatro apéndices, los cuales contienen los artículos publicados durante este trabajo. Los primeros dos capítulos sirven como introducción: En el Capítulo 1 presentamos las motivaciones y objetivos generales de esta tesis y en el Capítulo 2 los conceptos y herramientas necesarias para la comprensión del estudio. El primer contexto en el que estudiaremos soluciones tipo partículas es tratado en el Capítulo 3 y en los Apéndices A y B. En ellos estudiaremos osciladores acoplados sometidos a forzamiento paramétrico, particularmente enfocados en estudiar el efecto de este forzamiento en soluciones kinks de la ecuación sine-Gordon y de la ecuación escalar 4. Presentaremos un nuevo tipo de kinks, los cuales hemos denominados como flaming kinks, los cuales se caracterizan por emitir ondas desde su posición central. Mostraremos cómo la interacción de estas soluciones permite la formación de estructuras localizadas estables, caracterizando la dinámica de esta interacción analíticamente. Además, aplicaremos nuestros resultados a un hilo magnético, puesto que en cierto límite se describe por la ecuación sine-Gordon. El segundo contexto bajo estudio es vegetación, donde estudiaremos un mecanismo de formación de patrones a través de la interacción de estructuras localizadas rodeadas por suelo descubierto. El Capítulo 4 y el Apéndice C están dedicado a este tópico. En ellos trataremos los casos uni y bi dimensionales, derivando en cada uno la dinámica de interacción entre las estructuras. Mostraremos cómo esta interacción permite la formación de redes de estructuras localizadas, y cómo éstas se reorganizan para formar configuraciones estables. El último contexto de nuestro estudio es un experimento que consiste en la red de difracción producida al aplicar un rayo láser a una inestabilidad tipo zigzag, producida en una celda de cristal líquido tipo in-plane switching (IPS) conectada a un generador. Esta inestabilidad zigzag no es más que una extensión natural de soluciones tipo partícula a dos dimensiones. Discutiremos este tema en el Capítulo 5 y en el Apéndice D. En ellos propondremos un modelo teórico para explicar los diferentes perfiles de difracción observados al variar la frecuencia y amplitud de la señal del generador. Este modelo está basado en la difracción de Fraunhofer. Finalmente, en el Capítulo 6 presentamos las conclusiones de este trabajo. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Becas Conicyt Magíster Nacional 2015, Folio N° 22151824

Tesis para optar al grado de Magíster en Administración / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento / producción soluciones ácidas de distinta concentración. Para la conducción de estas soluciones se utiliza de manera extensiva material de HDPE (Polietileno de alta densidad) o también llamada geomembrana en forma de carpetas o tuberías las cuales se instalan en todo el tránsito de estas. Es de gran importancia para las empresas que manejan estas soluciones garantizar que las geomembranas cumplan adecuadamente sus funciones de traslado, evitando fugas, para de esta manera tener un buen control de sus procesos productivos y también cumplir con la legislación ambiental vigente. En el escenario actual y frente a la disminución del precio del cobre, las empresas mineras están enfocadas fuertemente en la disminución de costos. El problema que esperamos resolver es el de garantizar que las geomembranas cumplan su función de colectar y transportar adecuadamente las soluciones ácidas generadas en sus procesos productivos. Actualmente existen empresas que realizan el servicio de instalación, mantención y detección de infiltraciones (fugas) en geomembranas, pero no existen empresas que entreguen este servicio de manera integral. Nuestra propuesta consiste en una empresa que factorice estos servicios. Por lo anterior la ventana de oportunidad que vemos es ofrecer un servicio a menor costo y que implique mejoras en la gestión ambiental de las empresas mineras. Los principales componentes de la propuesta y ventajas competitivas son: - Servicio a un menor costo que el mercado debido a las sinergias que generamos. - Apoyaremos en el cumplimiento a la legislación ambiental vigente con nuestro servicio y también con la entrega de un detallado reporte de nuestras actividades lo cual le generará a la empresa mandante un respaldo de su gestión ambiental frente a la autoridad respectiva. - Ahorros para la empresa mandante al sólo contratar una empresa para varios servicios (ahorro en costos administrativos y de supervisión). El modelo de negocios que utilizaremos implica generar recursos en función de los m2 de geomembrana a intervenir. Los canales a través de los cuales nos daremos a conocer con los futuros clientes serán principalmente las visitas a las faenas para presentar nuestros servicio, vía correo electrónico, a través de seminarios, congresos mineros y nuestra página web. Buscaremos entregar un servicio de calidad lo que sumado a relaciones cercanas y a largo plazo nos proporcionarán fidelización de nuestros clientes. Los recursos claves son los profesionales y técnicos que necesitamos para llevar a cabo la generación de contratos y la realización de los trabajos, también las máquinas de soldadura y cuña, geomembrana y un software para interpretación de puntos de fuga. La industria a la cual ingresaremos es de “Empresas prestadoras de servicios asociados a colección y conducción de soluciones ácidas en la industria minera”. Los actores de esta industria presentan diversificación de servicios, existen bajas barreras de entrada y una fuerte influencia en los ciclos del precio del cobre. El mercado objetivo son 10 empresas mineras productoras de cobre a través de procesos Hidrometalúrgicos y su valorización estimada es de US$ 4,000,000/anuales. Este mercado está separado en tres segmentos en función de la cantidad de área de geomembrana que necesita intervención. De acuerdo a los resultados económicos obtenidos la propuesta es rentable y el análisis de sensibilidad por precio del servicio indica que este puede bajar más del 50 % del precio actual, y aun así el VAN será positivo. Sin embargo, cuando el precio baja al 40 % del actual, los flujos comienzan a ser negativos. A diferencia del análisis anterior, y como es de esperarse, cuando los costos aumentan el VAN comienza a disminuir. Al igual que en el caso anterior, cuando los costos aumentan el doble, los flujos anuales se vuelven negativos. VAN US$ 1.000.977 TIR 84% Payback año 2 ROI (%) Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 -2,0 24,5 24,3 23,6 23,6 Dado que este proyecto se financiara a través del aporte igualitario de tres socios, no existirá el costo de la deuda por lo tanto el VAN del proyecto será equivalente al VAN del inversionista.

Memoria para optar al título de Químico / En esta Memoria de Título se estudió la recuperación de cobre y cinc desde soluciones acuosas ácidas que simulan drenajes ácidos de mina y aguas residuales industriales, mediante la metodología de microencapsulación de extractantes no específicos. Las microcápsulas se prepararon mediante polimerización in situ en suspensión vía radicales libres, empleando en la conformación de la matriz polimérica una proporción de divinilbenceno-estireno previamente establecida. Se inmovilizó en ellas distintos tipos de extractantes incluyendo los compuestos de tipo ácido-fosforados PC-88A y D2EHPA, el compuesto quelante LIX 84-I, los extractantes básicos intercambiadores de aniones Aliquat 336, Alamine 336 y TOA y los compuestos neutros solvatantes TOPO y TBP. El estudio se dividió en dos partes: 1) Microencapsulación del extractante PC-88A, cuya síntesis resultó ser sencilla y de alta eficiencia, aumentando el rendimiento a medida que se incrementa el contenido de extractante. Se observó además que al aumentar la velocidad de agitación en el reactor se reducía el tamaño de las microesferas obtenidas. La determinación del extractante encapsulado fue efectuada por titulación potenciométrica y la caracterización física de las microesferas se realizó, entre otras metodologías, mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). Resultados de pruebas de adsorción metalúrgica en soluciones ácidas indicaron una mejor extracción de cinc respecto a cobre, tanto en sus aspectos de equilibrio como cinéticos. Se constató que el proceso de quimiosorción de Cu y Zn con estas microcápsulas se rige por un modelo cinético de pseudo-segundo orden. 2) Microencapsulación de otros extractantes: la producción de microesferas resultó ser de alta eficiencia para el extractantes ácido D2EHPA, los de solvatación TOPO y TBP y la sal de amonio cuaternaria Aliquat 336. Se obtuvieron menores rendimientos con los compuestos básicos Alamine 336 y TOA y no se lograron microesferas con el extractante quelante LIX 84-I. Se observó una muy buena adsorción de Zn con las microcápsulas sintetizadas con D2EHPA, en cambio la de ambos metales con los compuestos solvatantes TOPO y TBP resultó ser de baja eficiencia. También se obtuvo una alta extracción de Zn(II) con Aliquat 336 desde una solución acuosa de alta concentración de cloruro al predominar en ella las especies aniónicas extraíbles ZnCl4 2-. Como conclusión global se puede indicar que la metodología de microencapsulación de extractantes es muy promisoria, atractiva y de gran potencial en hidrometalurgia / It is studied the recovery of copper and zinc from acid aqueous solutions that simulate acidic mine drainage and industrial residual waters, by a non-specific extractants microencapsulation method. The microcapsules (MCs) were prepared by in situ free-radical polymerization. The polymeric matrix was conformed by a divinylbenzene-styrene structure selected from a former study. It were immobilized in the microcapsules several types of extractants including the acid alkyl-phosphorous compounds PC-88A and D2EHPA, the chelating extractant LIX 84-I, the anion-exchanger basic compounds Aliquat 336, Alamine 336 and TOA and the solvating neutral compounds TOPO and TBP. The study was divided in two sections: 1) Microencapsulation of the extractant PC-88A, whose synthesis resulted to be simple and highly efficient being observed that the yield of microcapsules increased as the content of extractant did it. It was also observed that the size of MCs was reduced as the stirring speed during the synthesis was augmented. The determination of the extractant retained in the MCs was carried out by a potentiometric method and the physical characterization pf the microspheres was accomplished, among other methodologies, by scanning electron microscopy (SEM). Metallurgical adsorption tests carried out in acid solutions indicate a better extraction of Zn(II) with respect to Cu(II), as much as in their equilibrium and kinetics aspects. It was verified that the chemisorption process of both metals onto the MCs is governed by a pseudo-second-order kinetics model. 2) Microencapsulation of other extractants: The production of microspheres presented a high performance for the extractants D2EHPA, TOPO, TBP and the quaternary ammonium salt Aliquat 336. It was obtained lower yields when using the basic compounds Alamine 336 and TOA and it were not achieved microcapsules with the compound LIX 84-I. It was observed a good adsorption of zinc with MCs with D2EHPA, but the extraction of both metals (Cu and Zn) using TOPO and TBP was low. It was also accomplished a high extraction of Zn(II) with microspheres with Aliquat 336 from an high chloride contentaqueous solution due probably to the existence in it of extractable ZnCl4 2- anionic species of this metal. As a global conclusion, it can be noted that this methodology of microencapsulation of extractants is highly promising and attractive, presenting a huge potential in hydrometallurgy

Memoria para optar al título profesional de Químico / Se estudió la remoción de los metales Zn(II) y Cu(II), desde soluciones acuosas que simulan una solución residual ácida de mina, mediante la metodología de adsorción en microcápsulas (MC) poliméricas que contienen extractantes orgánicos no-específicos. El proceso se realizó en reactores del tipo columnas continuas de lecho fijo empacadas con MC, las cuales contenían diferentes extractantes según el metal a remover. Las microcápsulas se sintetizaron mediante una polimerización radicalaria en suspensión empleando dos matrices, una con los monómeros estireno y el entrecruzante divinilbenceno y la otra con los monómeros estireno y etilenglicol-dimeta-acrilato. El extractante PC-88A (un ácido alquilfosfónico) fue encapsulado in situ durante la síntesis de las MC, en cambio el compuesto LIX 860 N-IC (una hidroxioxima) fue encapsulado mediante un proceso de impregnación posterior a la preparación de la matriz polimérica. Las microcápsulas fueron caracterizadas físicamente mediante microscopía electrónica de barrido, análisis de porosimetría y tamaño de partícula. Las microcápsulas resultaron ser de forma esférica, muy porosas y de superficie rugosa, todas características que benefician el proceso de adsorción del ion metálico en ellas. Complementariamente se determinó en ellas el contenido de extractante retenido en la matriz porosa de la microcápsula, mediante titulación potenciométrica, en el caso del extractante fosforado y mediante balance de masa a partir del proceso de impregnación en el caso de la oxima. Posteriormente se procedió a realizar experimentos de remoción de los iones Zn(II) y Cu(II) mediante adsorción en las columnas continuas empacadas con las microcápsulas. Se concluye que el uso de columnas de mayor altura que contienen una mayor cantidad de microcápsulas y el hacer circular la solución acuosa contenedora de los iones metálicos contaminantes a una menor velocidad de flujo, permiten alcanzar grados mayores de adsorción, al favorecer el tiempo de residencia de la solución en la columna y al aumentar los sitios activos para la adsorción. Los resultados experimentales fueron interpretados mediante tres modelos teóricos de adsorción, el de Thomas, el de Yoon-Nelson y el de Dosis-Respuesta Modificado. De ellos, fue este último el que mejor ajustó los valores experimentales observados / It was studied the removal of Zn(II) and Cu(II) from aqueous solutions that simulate an acid mine wastewater, by adsorption onto polymeric microcapsules (MC) that contain non-specific extractants. The process was conducted using fix-bed continuous columns packed with MC containing different extractants depending on the metal to remove. The microcapsules were synthesised by a radicalary polymerisation suspension method using two matrices: one from styrene and divinylbenzene as cross-linking agent, and the other one using styrene and ethylenglycol-dimeta-acrylate. The alkylphosphonic extractant PC-88A was encapsulated in situ during the synthesis of the MC, meanwhile the extractant LIX 860 N-IC (a hydroxioxime) was immobilised afterwards the synthesis of the polymeric matrix by an impregnation method. Microcapsules were physically characterised by means of SEM analysis, porosimetry determinations and particle size measurements. Microcapsules are spherical, highly porous presenting a rough surface, which enhance the metal sorption process. It was also determined the content of extractant in the polymeric matrices by potentiometric titration (for the phosphonic compound) and by mass balance for the chelating oxime. Afterwards, Zn(II) and Cu(II) adsorption experiments were carried out in the continuous columns. It is conclude that the use of columns of higher height, which contain a bigger amount of microcapsules, and to make circulate the feed aqueous solution at lower flowrates, would allow reaching greater sorption extent, by enhancing the residence time of the aqueous solutions on the columns and by augmenting the sorption active vacant sites. The observed experimental results were analysed by using three theoretical sorption models, Thomas, Yoon-Nelson and a Modified Doses-Response models, being the last one which fitted better the results / Fondecyt

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Comprende el estudio de las propiedades reológicas de las mezclas de soluciones acuosas de las gomas de Tara y Xantán. Se ha encontrado que existen importantes efectos de interacción entre estas gomas que condicionan su comportamiento reológico. Se ha determinado la viscosidad intrínseca de las gomas de Tara, Xantán y de sus mezclas evidenciando un efecto de sinergia importante, dado que todos los valores de las mezclas son superiores a los de los componentes puros, presentando un máximo a la fracción de goma de Tara de 0,50. El modelo que mejor ajusta los valores experimentales es el Tangerplaitbul & Rao. Asimismo se ha caracterizado la dependencia de la viscosidad de las soluciones de goma de Tara, Xantán y sus mezclas en función de la gradiente de velocidad, la concentración total, la temperatura y –en el caso de las mezclas-, de la fracción de goma de Tara. Los resultados muestran que existen efectos de sinergia entre las gomas mostrando valores máximos de viscosidad cuya localización depende de la concentración total de la solución. Salvo bajo condiciones muy diluidas, las soluciones presentan comportamiento pseudoplástico y se advierte efectos de sinergia importantes. Para correlacionar los datos experimentales de viscosidad en función de la gradiente de velocidad se han empleado principalmente los modelos de Herschel & Bulkley y de Cross. Una revisión del modelo de Cross y de sus variantes permite proponer un nuevo Modelo de Coordenadas Reducidas (MCR) como la mejor opción. Asimismo se ha investigado la dependencia de los parámetros de estos modelos en función de la temperatura y la concentración. El modelo de Auslander es el que mejor representa los datos experimentales de viscosidad de las mezclas de Tara y Xantan. / Tesis

Memoria para optar al título de Químico / En la presente Memoria de Titulo se desarrolló el estudio de la remoción de los metales pesados Cu(II) y Zn(II) desde soluciones acuosas que simulan aguas ácidas de minas, mediante dos metodologías distintas de adsorción, la microencapsulación de extractantes orgánicos no-específicos y el uso de los silicatos de calcio y magnesio nanoestructurados. La síntesis de las microcápsulas se desarrollo mediante el método de polimerización radicalaria in situ empleando como monómeros estireno y etilenglicol-dimeta-acrilato y como extractantes los compuestos PC-88A (un ácido alquilfosfónico) y LIX-860 N-IC (una hidroxioxima quelante). Los silicatos de calcio y magnesio nanoestructurados se sintetizaron siguiendo una ruta sencilla y económica en base a la reacción de una solución de silicato de sodio y los hidróxidos de calcio y magnesio, respectivamente. Ambos tipos de adsorbentes fueron caracterizados física y químicamente, empleando diferentes metodologías, entre ellas, las de microscopía electrónica de barrido, análisis de porosimetría, tamaño de partículas, difracción de rayos X y la determinación de los contenidos de extractantes en las microcápsulas. Posteriormente se realizaron diversos experimentos de adsorción de los iones metálicos Cu(II) y Zn(II) desde soluciones acuosas con ambos tipos de adsorbentes, buscando obtener en primer lugar una buena remoción de ellos desde las fases acuosas de alimentación. A continuación, y con el propósito de estudiar el comportamiento de la adsorción de los metales (adsorbatos) en las microcápsulas y los silicatos nanoestructurados (adsorbentes), se realizaron experimentos de equilibrio y cinética de adsorción en reactores en batch y en condiciones de acidez establecidas en etapas previas de este proyecto de investigación. Los resultados de los experimentos de equilibrio de adsorción fueron analizados mediante varios modelos teóricos, concluyéndose que el que mejor explicó los resultados obtenidos fue el modelo teórico-empírico basado en la isoterma de Redlich- Peterson. Los resultados de los experimentos cinéticos fueron en todos los casos bien explicados mediante un modelo cinético de pseudo-segundo-orden, basado más en la capacidad adsortiva de los sólidos que en la concentración de los metales en solución. Determinaciones de energías de activación en un rango de temperatura entre 20ºC y 60ºC, indicaron que desde el punto de vista cinético, la adsorción en las microcápsulas sería controlada más bien por la difusión de los iones metálicos en la solución acuosa. En cambio al emplear los silicatos nanoestructurados, la cinética sería controlada en algunos casos en forma compartida entre la difusión de los iones metálicos en la solución acuosa y la reacción química entre el metal y los grupos hidroxilos y poli-silanoles del adsorbente. / In this work was studied the removal of heavy metals Cu(II) and Zn(II) from aqueous solutions that simulate acidic mine waters, by means of two different sorption methodologies, the microencapsulation of non-specific extractants and the employ of nano-structured calcium and magnesium silicates. The synthesis of microcapsules was conducted employing an in situ radicalary polymerization method using as monomers styrene and ethylene-glycol-dimethacrylate and as extractants PC-88A (an alkylphosphonic acid) and LIX-860 N-IC (a chelating β-hydroxioxime). The nano-structured calcium and magnesium silicates were synthesized following a simple and economical route based on the reaction of a sodium silicate solution and calcium and magnesium hydroxides, respectively. Both types of sorbents were physically and chemically characterized using diverse methodologies, among them, scanning electron microscopy, porosimetry analysis, particle size, X-ray diffraction and the determination of extractants content in the microcapsules. Then, diverse sorption experiments were carried out attempting to remove Cu(II) and Zn(II) ions from aqueous solutions with both sorbents. The first purpose of these experiments was to get an efficient uptake of these metallic ions from feed phase. Next step was to study the sorption behavior of metals (adsorbates) onto the microcapsules and the nano-structured silicates (sorbents), being carried out by sorption equilibrium and kinetics experiments in batch reactors using acidity experimental conditions set up in previous stages of this research project. Results of sorption equilibrium experiments were analyzed using several theoretical models, being determined that the model that best explained the experimental results was the empirical-theoretical model based on Redlich-Peterson isotherm. Sorption kinetics experimental results were in all cases fairly well explained by a pseudo-second-order model based more in the sorption capacity of solids than in the concentration of metals in solution. Measurements of activation energies in the 20-60ºC range revealed that from a kinetics point of view, the sorption of metals onto the microcapsules would be controlled by the diffusion of metallic ions in the aqueous phase. In turn, when the nano-structured silicates are used as sorbents, the kinetics would be governed in a shared way by the diffusion of metallic ions in the aqueous phase and the chemical reaction between the metal and the hydroxil and poly-silanol groups of the sorbent. / Fondecyt

Estudia la fitoquímica de los extractos de las hojas de la tara (Caesalpinia spinosa), cuantifica los principales metabolitos secundarios (polifenoles, taninos) y determina la actividad antioxidante, antimicrobiana, y cicatrizante de dichos extractos. El conocimiento de estos análisis será trascendental para evaluar su potencial aplicación como cicatrizante en el tratamiento de quemaduras. Los extractos fueron conseguidos a partir de las hojas de tara, utilizando etanol, metanol y una mezcla hidroalcohólica como solventes, a distintas temperaturas. En el análisis fitoquímico se encontró taninos en mayor cantidad que saponinas y flavonoides. La actividad antioxidante de los extractos de la hoja de tara a diferentes temperaturas y con sus respectivos solventes fue evaluada por el método de Brand-Williams, método de neutralización del radical DPPH. Se observó que el extracto etanólico a 80 °C presentó la mayor capacidad antioxidante (IC50 = 6,325 μg/mL). En los otros extractos el IC50 varía entre 19,16 y 452,45 μg/mL. La determinación de polifenoles totales se realizó por el método colorimétrico, utilizando el reactivo de Folin-Ciocalteau. Se observó que el extracto que contiene la mayor cantidad de polifenoles es el obtenido con metanol a 80 °C (476,45 mg EAG/g de muestra). En los otros extractos el contenido de polifenoles varía entre 219 y 409 mg EAG/g de muestra. La determinación de taninos se realizó por el método del tungsto-molíbdico-fosfórico. El extracto metanólico a 50 °C fue el que presentó mayor porcentaje de taninos totales (18,0%), de taninos hidrolizables (16,2%), y taninos no hidrolizables (1,8%). En las pruebas de actividad antimicrobiana, los extractos mostraron actividad inhibitoria sólo frente a Staphylococcus aureus ATCC 25922, mas no así frente a Escherichia coli ATCC 25922 y Salmonella typhymurium ATCC 14028. El extracto etanólico a 80 °C y el metanólico a 70 °C mostró mayor actividad bactericida, con halos de inhibición de 17 mm. Los otros extractos mostraron halos de 11 mm. En la prueba de concentración mínima inhibitoria (CMI), los extractos etanólicos, a 50 °C y 80°C, mostraron mayor actividad bactericida, con una CMI de 12,5 μg/mL frente a Staphylococcus aureus ATCC 25922. Todos los demás extractos tuvieron un CMI de 25 μg/mL. Finalmente, se determinó que los extractos de las hojas de tara no mostraron diferencias significativas en la cicatrización de quemaduras, en comparación con la furacina (crema comercial) y extracto de hojas de tara incorporadas en un hidrogel, pero si fue superior al grupo que no recibió tratamiento. / Tesis

In this work, an electro-Fenton system was manufactured for the degradation of aromatic-type contaminants in aqueous pollutants and the simultaneous generation of electrical energy. The system consisted in two chambers (anode and cathode) separated by a Nafion membrane. The electrical energy was generated by anodic oxidation of glucose catalyzed by gold. The cathode was made of graphite felt modified on its surface with magnetite nanoparticles (Fe3O4NPs/GFoxi). The magnetite nanoparticles were impregnated on graphite felt by means of a layer-by-layer self-assembled method that uses polydiallyldimethylammonium chloride (PDDA) as a polyelectrolyte. In the anodic chamber, a graphite felt surface modified with gold nanoparticles (AuNPs/GF) was used. The nanoparticles were deposited on the surface of this electrode by electrochemical deposition. The electro-Fenton system generated an average output power of 550 mW m-2, which served as a power supply for carry out pollutant degradation process. This system led to the degradation of 0.35 mmol L-1 of hydrogen potassium phthalate (model pollutant) attaining 73.7% of COD decay during 23 h of treatment at pH 3. / En este trabajo se fabricó un sistema electro-Fenton para la degradación de contaminantes de tipo aromático presentes en soluciones acuosas y la simultánea generación de energía eléctrica. El sistema consistió en dos compartimientos (ánodo y cátodo) separados por una membrana Nafion. La energía eléctrica fue generada por oxidación anódica de glucosa catalizada con oro. El cátodo se fabricó de fieltro de grafito modificado en su superficie con nanopartículas de magnetita (Fe3O4NPs/GFoxi). Las nanopartículas de magnetita se impregnaron sobre el fieltro de grafito mediante el método de autoensamblado capa por capa que emplea cloruro de polidialildimetilamonio (PDDA) como polielectrólito. En el compartimiento anódico, se utilizó fieltro de grafito modificado en su superficie con nanopartículas de oro (AuNPs/GF). Las nanopartículas de oro se depositaron sobre la superficie de este electrodo mediante deposición electrolítica. El sistema electro-Fenton generó una densidad de potencia de 550 mW m-2 que sirvió como fuente de alimentación para llevar a cabo el proceso de degradación de contaminantes. El sistema condujo a la degradación de 0.35 mmol L-1 de ftalato ácido de potasio (contaminante modelo). Se observó un porcentaje de decaimiento de DQO de 73.7 % durante 23h de tratamiento a pH 3. / Tesis