Durante julio a setiembre del año 2016 se realizó el presente trabajo de investigación con los objetivos de determinar los efectos que produce la aplicación de lodos activados en las propiedades físico-químicas y el crecimiento del cultivo de avena, en un suelo contaminado con arsénico del distrito de Orcotuna, provincia de Concepción. Se utilizó el método general de investigación hipotético-deductivo, el tipo de investigación aplicada, en un nivel explicativo, planteando un diseño experimental completamente aleatorizado, donde se ubicaron cinco tratamientos con las diferentes dosis de lodos activados: 0, 5, 10, 15 y 20 %, con 3 repeticiones en macetas de PVC en 2 kg de suelo, sembrando el cultivo de avena (Avena sativa). Los resultados indican que los tratamientos con dosis altas de lodo activado disminuyeron significativamente la densidad aparente del suelo, disminuyeron el pH del suelo, la conductividad eléctrica incrementó significativamente, se incrementó el contenido de fósforo disponible en el suelo y hubo una disminución de potasio disponible en el suelo. Las dosis crecientes de lodos activados aplicados al suelo de Orcotuna, influyeron en la altura de planta, materia seca de la parte aérea y materia seca de raíz, del cultivo de avena. El suelo de Orcotuna, estuvo contaminado de arsénico, cadmio y plomo, y fue calificado como de fertilidad media, debido principalmente al contenido medio de carbono orgánico y potasio. El lodo activado presentó un exceso de sales solubles, bajo contenido de

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El sistema de tratamiento de lodos activados es una de las tecnologías más utilizadas en el tratamiento biológico de las aguas servidas por su alta eficiencia en la degradación de la materia orgánica. Sin embargo, el cambio cuantitativo de ciertos microorganismos suele alterar la calidad del efluente tratado. Con el objetivo de estudiar la variación de la diversidad bacteriana al aplicar cambios operacionales, se operó un sistema de lodos activados, a escala de laboratorio, de flujo continuo alimentado con agua servida sintética, compuesto de un reactor de 1,5 L. y un sedimentador. Para determinar la influencia de ciertos parámetros operacionales sobre el desequilibrio de la diversidad bacteriana del sistema, se utilizó, el monitoreo de parámetros físico-químicos y de la diversidad biológica, a través de la técnica molecular de los perfiles de t-RFLP del gen 16S rDNA. Los cambios aplicados consideraron la variación del sustrato de entrada y el nivel de oxígeno disuelto en forma simultánea. En este estudio, los resultados de los análisis de t-RFLP indicaron que el sustrato es la variable de mayor influencia en la generación de cambios de la diversidad bacteriana, sin que se presentasen problemas operacionales no programados durante las experiencias. Además, fue posible concluir que el t-RFLP es una herramienta que permite detectar la variación de la estructura bacteriana frente a cambios operacionales aplicados al sistema. Para optimizar su aplicación, se debiera analizar las funciones que desempeñan los filotipos presentes en un sistema de tratamiento de lodos activados, agruparlos y esperar su aparición o ausencia frente a un cierto cambio operacional. Conjuntamente, se realizó un análisis estadístico producto de la escasa cantidad de datos biológicos disponible, las correlaciones no fueron del todo significativas.

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DGCYT y CICYT (Proyectos AMB96-0799 y QUI97-2051-CE)

Esta memoria de Tesis tiene como objetivos fundamentales profundizar en la caracterización y en la modificación de la textura porosa de materiales microporosos de carbón, principalmente fibras de carbón (FC) y fibras de carbón activadas (FCA), así como el estudio de aplicaciones que impliquen adsorción en la microporosidad tales como tamices moleculares y el almacenamiento de gases (CH4 y H2). / This Thesis has like main objectives to study in depth the characterization and the modification of the porous texture of microporous carbon materials, mainly carbon fibers (CF) and activated carbon fibers (ACF), as well as the study of applications that involve adsorption in the microporosity, such as molecular sieves and gas storage (CH4 and H2). / DGCYT (Proyecto PB93-0945) y CICYT (QUI97-2051-CE).

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En esta memoria de Tesis Doctoral queda demostrado que los residuos de petróleo son excelentes candidatos para el diseño y preparación de carbones nanoporosos de elevada área superficial y volumen de poros para ser utilizados en múltiples aplicaciones. No solo se han podido diseñar carbones capaces de capturar grandes cantidades de CO2, sino que también se han preparado carbones activados que demostraron resistencia mecánica al ser compactados y así ser capaces de almacenar grandes cantidades de metano. Además, han demostrado ser los materiales adsorbentes pioneros en la producción de hidrato de metano sintético para poder llevar a la práctica la tecnología “Gas Natural Solidificado (GNS)”, sistemas que fomentan la disminución de las emisiones de CO2 a la atmósfera y que ayudan a aliviar el calentamiento global.

En el contexto del Desarrollo Sustentable, Chile ha comenzado acciones dirigidas a los recursos hídricos enfocadas en un mejor aprovechamiento y tratamiento de las aguas residuales para su reuso en agricultura y otras actividades. La Tecnología de Lodos Activados es hoy en día el sistema de tratamiento más utilizado en el mundo debido a su buena relación costo/calidad. En este trabajo de título se estudió experimentalmente la relación entre las variaciones en la población biológica y los parámetros físicos y químicos convencionales. La biodiversidad del sistema se analizó mediante la técnica de biología molecular t-RFLP del 16S rDNA que retorna las abundancias relativas de los fragmentos de los diferentes filotipos bacterianos. Se observó que en el inóculo proveniente de una planta urbana en la época Invernal predominaron en situaciones de bulking los fragmentos de 33pb y 196pb que corresponderían posiblemente a bacterias filamentosas (hipótesis reforzada por observaciones al microscopio). En el período de Primavera en cambio se observó que los fragmentos que predominaban en los episodios de bulking fueron el 30pb, 48pb y el 194pb. Luego, se pudo concluir que en distintas épocas del año (distintas temperaturas, humedad, radiación solar, volumen de precipitaciones) es diferente la especie que adquiere mayor importancia durante una situación de bulking. Sin embargo, esto está sujeto a la precisión del t-RFLP, ya que eventualmente podrían ser la misma especie porque la diferencia en el largo de los fragmentos no es muy importante. Desarrollando diversos análisis estadísticos se concluyó que el Índice de Shannon-Wiener no era un buen indicador para describir o predecir bulking. Se mostró como la construcción matemática del índice de Shannon-Wiener no es conveniente para percibir de manera adecuada las variaciones de biodiversidad que experimentan estos sistemas, en donde existen muchas especies con abundancias relativas semejantes y pequeñas. Se propone estudiar por bandas entre la longitud de los fragmentos medidos en pares de bases con la suma acumulada de la abundancia relativa de los mismos.

La utilización de modelos para simular el proceso de tratamiento de aguas residuales provenientes de la cría intensiva de cerdos mediante lodos activados requiere para su implementación la determinación de los parámetros de entrada, entre los cuales se encuentran las fracciones de materia orgánica. Así, el objetivo principal de este estudio es la determinación de las fracciones de la Demanda Química de Oxígeno en purines de cerdo provenientes de dos sistemas: uno con pretratamiento mediante un biodigestor anaeróbico y otro sin esta unidad. El fraccionamiento se determinó a partir de la medición de la Tasa de Consumo de Oxígeno como indicador de la actividad biológica en un reactor de laboratorio operado en condiciones batch. El método utilizado corresponde al propuesto por Wentzel (1995) y requiere utilizar una muestra sin inóculo inicial, evaluándose la evolución del Oxígeno Disuelto en el reactor en períodos de 24 y 48 horas. Para conocer el fraccionamiento de DQO se requiere determinar ciertos parámetros cinéticos tales como la tasa de crecimiento máximo para la biomasa heterótrofa, que resultó 5,6 [día-1] y 4,3 [día-1] para el caso sin y con biodigestor respectivamente, y el coeficiente de máxima hidrólisis, cuyo valor resultante determinado fue 3,6 [mgDQO/mgDQO/día] para el caso sin biodigestor y 3,2 [mgDQO/mgDQO/día] para cuando sí hay digestión anaeróbica. Los resultados obtenidos para las fracciones de DQO con respecto al total indican: entre 1 y 2% del total de DQO se asocia a biomasa heterótrofa (se asumió que la biomasa autótrofa es despreciable); la DQO rápidamente biodegradable o disuelta corresponde a alrededor de un tercio del total para el caso sin biodigestor y cerca de un 10% para el caso con biodigestor; la DQO no biodegradable disuelta de aproximadamente un 15% del total cuando no hay biodigestor y cerca de un tercio cuando si lo hay; alrededor de la quinta parte del total corresponde a DQO lentamente biodegradable (biodegradable particulada) para los dos casos analizados, y cerca de un tercio corresponde a DQO no biodegradable particulada también para ambos casos. Los valores anteriores, si bien son particulares de los sistemas de tratamiento considerados en este estudio, revelan algunas diferencias con los valores típicamente considerados para aguas servidas domésticas e incorporados en los modelos tradicionales de lodos activados, indicando la necesidad de realizar las adaptaciones antes de su uso.