Memoria para optar al título de química / En este estudio se evaluaron residuos lignocelulósicos provenientes de la industria vitivinícola como posibles biosorbentes de ion plomo (II) presente en aguas residuales. Para este fin, los residuos de dos variedades de uva, tinta y blanca, fueron tratados químicamente para incrementar su capacidad sorbente de metales. Se evaluaron dos tratamientos, uno de estos fue la hidrólisis alcalina, en la cual se probaron diferentes concentraciones de NaOH, seleccionando aquellas más efectivas para ambos materiales. El otro tratamiento correspondió a la incorporación de un agente quelante de metales, en este caso ácido cítrico, el cual también se evaluó en diferentes concentraciones con posterior alcalinización del material. Para la hidrólisis alcalina, se seleccionaron los tratamientos con 0,4 y 0,6 mol L-1 de NaOH para los residuos de uva tinta y blanca, respectivamente. En el caso del agente quelante, se eligieron los tratamientos con 0,6 y 0,8 mol L-1 de ácido cítrico con alcalinización para los residuos de uva tinta y blanca, respectivamente. Los materiales seleccionados, crudos y tratados, fueron caracterizados mediante diferentes técnicas, donde se determinaron: los grupos ácidos, punto de carga cero, capacidad de intercambio catiónico, contenido de polifenoles, grupos funcionales por espectroscopia IR y metales, entre otros. Mediante estudios en batch se obtuvieron las cinéticas e isotermas de sorción del metal sobre los diferentes materiales. En todos los casos, la cinética de sorción se ajustó al modelo de pseudo-segundo orden, mientras que los resultados experimentales de las isotermas de sorción se ajustaron bien al modelo de Langmuir para los residuos de uva tinta alcalinizada y uva tinta y blanca tratados con ácido cítrico. Por su parte, la sorción del metal sobre los residuos crudos de uva tinta y blanca y uva blanca alcalinizada se ajustaron bien al modelo de Sips. La mayor capacidad de adsorción de plomo se obtuvo con el residuo de uva blanca tratada con ácido cítrico y alcalinización con una capacidad máxima de 116 g kg-1. En el proceso de sorción continua, el material de uva tinta tratado con ácido cítrico y alcalinización, fue efectivo para disminuir la concentración de plomo al valor señalado por la norma chilena para aguas residuales. Considerando esta norma, un kilogramo de material de uva tinta modificada permite tratar 35,4 m3 de agua, en comparación a 12 m3 obtenidos para el material crudo. De este estudio se concluye que los materiales de desecho producidos por las viñas en el proceso de producción de vino en la zona central de Chile, se pueden usar como biosorbentes de bajo costo para la remoción de metales presentes en las aguas residuales. En este estudio se han obtenido resultados promisorios con tratamientos sencillos y de bajo costo, utilizando reactivos de preferencia poco contaminantes, tales como el ácido cítrico y el hidróxido de sodio, logrando así mejorar de manera considerable la capacidad de sorción del biosorbente crudo / In this study, lignocellulosic residues from the wine industry were evaluated as potential biosorbents of lead present in wastewater. To this end, grape stalks from two grape varieties, red and white, were chemically treated to increase their sorbent capacity of metals. Two treatments were evaluated, one of them being the alkaline hydrolysis, in which different concentrations of NaOH were tested, selecting those more effective for both materials. The other treatment corresponded to the incorporation of a metal chelating agent, in this case citric acid, which was also evaluated in different concentrations with subsequent alkalinization of the material. In the case of alkaline hydrolysis, treatments with 0.4 and 0.6 mol L-1 of NaOH were selected for grape stalks of red and white grape, respectively. In the case of the chelating agent, the treatments with 0.6 and 0.8 mol L-1 of citric acid were chosen for the grape stalks of red and white grape, respectively. The selected materials, crude and treated, were characterized by different techniques to determine the acid groups, point of zero charge, cation exchange capacity, polyphenol content, functional groups by IR spectroscopy, metals, among others. Sorption kinetics and sorption isotherms of the metal on the different materials were obtained by batch studies. In all cases, the sorption kinetics were adjusted to the pseudo-second order model, whereas the experimental results of the sorption isotherms were well adjusted to the Langmuir model for alkalized red grape stalks, as well as red and white grape stalks treated with citric acid. On the other hand, the sorption of the metal on the raw grape stalks of red and white grape and alkalized white grapes adjusted well to the Sips model. The highest adsorption capacity of lead was obtained with the white grape stalks treated with citric acid and alkalinization with a maximum capacity of 116 g kg-1. In the continuous sorption process, the red grape stalks treated with citric acid and alkalinization was effective in reducing the lead concentration to the value indicated by the Chilean standard for wastewater. Considering this standard, one kilogram of modified grape stalks allows to treat 35.4 m3 of water, compared to 12 m3 obtained for the raw material. This study concludes that the grape stalks generated in the wine production process in central Chile can be used as low cost biosorbents for the removal of metals present in the wastewater. In this study, promising results have been obtained with simple and low cost treatments using low pollutant reagents such as citric acid and sodium hydroxide, thus achieving a considerable improvement in the sorption capacity of the crude biosorbent

Las actividades antropogénicas ocasionan el incremento de metales pesados en los suelos, para mitigar esta contaminación se vienen implementando métodos como la fitorremediación. El objetivo de la investigación fue determinar la capacidad fitorremediadora de Lupinus mutabilis Sweet en suelos contaminados con cadmio. Los ensayos se realizaron en un invernadero bajo condiciones controladas. Las plantas fueron sometidas a cuatro tratamientos: T1 - 4 mg, T2 - 8 mg, T3 - 12 mg, T4 - 16 mg de CdSO4/L respectivamente y un control T0, aplicados en diferentes periodos. El efecto del cadmio a nivel morfológico fue determinado evaluando el daño ocasionado en la raíz, tallos y foliolos. Los cortes histológicos fueron realizados en un micrótomo manual Leica, la tinción desarrollada con hematoxilina-eosina y luego fueron visualizados en un microscopio ocular Leica. La tasa de supervivencia se calculó mediante la relación entre el número de plantas en un determinado tiempo y el número de plantas iniciales. El índice de tolerancia se obtuvo mediante la proporción de la biomasa del vástago de las plantas tratadas y la biomasa del vástago de las plantas control. La concentración de cadmio en la planta y el sustrato se obtuvo mediante espectrofotometría de absorción atómica de llama. La mayor acumulación de cadmio fue de 3.13 mg/kg en las raíces, 0.15 mg/kg en tallo y 0.13 mg/kg en foliolos, en el tratamiento T4, donde también se evidenció la mayor reducción de cadmio en el sustrato. El efecto morfológico e histológico fue notorio en el sistema radicular a los 20 días de exposición mientras que en el tallo y los foliolos a los 50 días de exposición. El índice de tolerancia se determinó en un rango entre 68.29% (T1) y 28.36% (T4). La tasa de supervivencia más baja fue de 0.33 en el tratamiento T4. El índice de tolerancia, la tasa de supervivencia y el efecto del cadmio a nivel morfológico e histológico, demostraron que existe una capacidad fitorremediadora reducida, la cual se ve afectada con el aumento del cadmio.

Ministerio de Ciencia y Tecnología (REN 2001-0754/TECNO).

La presente memoria está enfocada a realizar determinaciones de ciertos factores ecológicos que modifican el crecimiento y desarrollo de dos hongos de pudrición blanca: Lentinus edodes y Stereum hirsutum, para hacer una contribución original de la capacidad lignívora utilizable en los procesos de pulpaje, bajo las variables estudiadas. Ambas especies, pertenecen al grupo de los Basidiomycetes y en particular a los denominados hongos lignívoros (destructores de madera). Además se trata de especies saprófitas y de alto valor nutritivo (L. edodes) y en el caso de S. hirsutum, de un hongo cosmopolita de amplia distribución en Chile, por lo cual se evitan las complicaciones a menudo graves, implícitas en la introducción de entes ajenos al entorno.

La presente investigación tiene como propósito diseñar una planta para producir bolsas biodegradables a base de la fibra obtenida de la penca de maguey, para atender la demanda de las empresas dedicadas a la exportación de café. En este sentido, se han fijado tres objetivos específicos. Primero, determinar la viabilidad comercial de las bolsas biodegradables a través de un estudio de mercado, para su respectiva proyección, donde se consideró una participación de mercado del 5%, al proyectar el precio se obtuvo ingresos durante los 5 años. En segundo lugar, proponer el diseño técnico-tecnológico de la planta de producción de sacos biodegradables, a través del cual se logró obtener la ubicación más adecuada para el proyecto, siendo esta la comunidad de Yatún, perteneciente a la ciudad de Cutervo y el respectivo cálculo de la área de planta, utilizando diferentes métodos, como la evaluación por medio de factores y Guerchet respectivamente, teniendo en cuenta el proceso de selección de la maquinaria adecuada para un funcionamiento eficiente. Respecto al último objetivo, para realizar el estudio económico financiero de la propuesta, se realizó el cálculo respectivo, donde se logró obtener un VAN de S/. 1 102 179,40, una TIR del 35%, y un costo beneficio de 1,97, con un periodo de retorno de la inversión de 2 años.

El uso de bolsas plásticas está altamente difundido en todo el mundo, su uso va desde pequeñas compras hasta su reutilización en casa, pero siempre el fin de su ciclo de vida es terminar en la basura o mucho peor en el mar, esto causa un alto daño al medio ambiente pues tarda aproximadamente 500 años en degradarse y mientras tanto puede ser ingerido por animales marinos y cubrir la mayor parte del área marítima del mundo. Debido al alto consumo y deshecho de bolsas plásticas en el Perú se presenta en el siguiente trabajo la viabilidad de una planta de producción de bolsas biodegradables como solución de cambio para disminuir hasta el punto de eliminar el uso de las bolsas plásticas. El principal fin del proyecto busca presentar una alternativa rentable al uso del plástico, por ello también se muestra no solo la posibilidad del uso del material biodegradable sino también otras alternativas. El estudio muestra la visión del mercado actual de un mundo que tiene como una de las principales materias prima: el plástico; esto por ser un material barato, maleable, fácil de procesar y desechar; además muestra los factores que están implicados en cada uno de los procesos, también se muestran las estrategias de comercialización y el target objetivo. Adicional, se realiza un análisis de macro y microentorno para determinar el lugar óptimo donde asentar la planta además de diversos análisis para determinar la viabilidad del proyecto.

El estudio de prefactibilidad desarrollado tiene como objetivo principal conocer la factibilidad de la instalación de una planta de envases biodegradables en base de caña de azúcar. El mercado meta del proyecto es la región Lambayeque, cadenas de supermercado, Retail, restaurantes y pollerías abocado al consumidor de estatus socioeconómico A, B y C. El producto terminado se distribuirá en por cajas cuyo contenido será de 500 unidades cada una, en presentación de 900 ml y con un precio de venta de S/ 394,50 incluido IGV. Asimismo, la planta tendrá su ubicación en la zona de Ferreñafe y según los datos obtenidos su capacidad máxima de producción es de 4 889,143 envases al año. La elaboración de los envases comprende siete etapas: lavado, secado, pesado, desmedulado de la materia prima, troquelado por inyección y finalmente, empaquetar el producto. La extensión de la planta es de 662 m2, estimando una inversión total S/ 945 725,58. Por último, se aprecia el período de retorno de inversión (PRI) en un año y ocho meses, una TIR Financiera de 70,5% y un VAN Financiero de S/ 1 024 344,44.

La presente investigación plantea un proyecto de inversión privada para la instalación de una planta productora de envases biodegradables a base de caña de azúcar, específicamente en el distrito de Reque. El proyecto realizado va dirigido para todas las empresas y negocios que se dedican a la venta envases en todo el país quienes buscan acceder a este envase debido a las prohibiciones del estado, dándolos a un precio justo. Además, con la finalidad de solucionar todos los problemas referentes a la contaminación hacia el medio ambiente, el presente proyecto parte de la necesidad de evitar consumir envases de Tecnopor, los cuales tienen prohibiciones con su comercialización. En el análisis y evaluación del proyecto, la inversión total determina es de S/289,380.00, de la cual S/188,097.00 será un aporte de capital propio lo que representa el 65% y lo restante, representando el 35% será financiado por una entidad financiera, equivalente a S/101,283.00.

Los hidrocarburos constituyen una de las principales amenazas para el ecosistema costero de la Patagonia. A pesar de ello, aún existe un gran desconocimiento sobre cuáles son los microorganismos que poseen el potencial para degradar hidrocarburos en este ambiente. Esta Tesis fue desarrollada con el objetivo de incrementar nuestros conocimientos sobre las poblaciones bacterianas ecológicamente relevantes para la biodegradación de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) en sedimentos costeros con un alto grado de exposición a la contaminación con estos compuestos. Para ello, se empleó un enfoque multidisciplinario que involucró la determinación de variables fisicoquímicas y ambientales de los sitios de estudio, como así también la aplicación de distintas herramientas moleculares independientes del cultivo de microorganismos, la mayoría de ellas diseñadas para este estudio. La estructura y diversidad de las comunidades bacterianas que habitan los sedimentos intermareales contaminados con hidrocarburos de las zonas norte-centro y sur de Patagonia fue analizada en profundidad por medio de la pirosecuenciación de fragmentos del gen ARNr 16S bacterianos amplificados a partir de ADN purificado de los sedimentos. Este análisis nos permitió además estimar la diversidad y abundancia relativa de las poblaciones bacterianas de estos ambientes que podrían presentar el potencial para degradar hidrocarburos. Por otro lado, los genes que codifican enzimas dioxigenasas de HAPs, las cuales participan en el primer paso de la degradación aeróbica de estos compuestos, fueron utilizados como marcadores funcionales. La abundancia relativa de siete variantes de estos genes en sedimentos de las zonas norte-centro y sur de Patagonia se cuantificó por PCR cuantitativa (qPCR), lo cual nos permitió evaluar la relevancia ecológica de las poblaciones que llevan estos genes y su distribución biogeográfica. Los genes de oxigenasas B, C y D, variantes recientemente identificadas en sedimentos de Bahía Ushuaia, se encontraron en altas abundancias a lo largo de seis años de muestreo en los sedimentos subantárticos, sugiriendo que las bacterias que portan estos genes probablemente presenten un rol clave en la biodegradación de HAPs en este ambiente marino. Además, los genes phnA1, identificados en Cycloclasticus spp., se detectaron en nueve de las once muestras analizadas pertenecientes a dos regiones biogeográficas, y su abundancia se vio positivamente correlacionada con la concentración de fenantreno, HAPs de tres anillos y HAPs de bajo peso molecular. Estos resultados sugirieren que bacterias del género Cycloclasticus podrían presentar un rol importante en la biodegradación de HAPs de bajo peso molecular en sedimentos de la costa Patagónica. Finalmente, se detectaron 14 variantes novedosas de genes de oxigenasas en los sedimentos de Bahía Ushuaia, utilizando cebadores diseñados en base a secuencias de genes de dioxigenasas de bacterias Gram-positivas.biodegradación de HAPs de bajo peso molecular en sedimentos de la costa Patagónica. Finalmente, se detectaron 14 variantes novedosas de genes de oxigenasas en los sedimentos de Bahía Ushuaia, utilizando cebadores diseñados en base a secuencias de genes de dioxigenasas de bacterias Gram-positivas. Los resultados obtenidos en esta Tesis muestran la existencia de una diversidad de poblaciones bacterianas con capacidad para degradar HAPs en sedimentos de la costa Patagónica, en particular en sedimentos Subantárticos, y sugieren la existencia de genes de dioxigenasas aún no identificados. Se observaron importantes diferencias en las abundancias de dichas poblaciones microbianas, tanto en el tiempo como en el espacio. / Hydrocarbons constitute one of the main threats to the coastal ecosystem of Patagonia. In spite of this, there is still great uncertainty about which local microorganisms have the potential to degrade hydrocarbons. The goal of this Thesis was to increase our knowledge about the bacterial populations that are ecologically relevant to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) biodegradation in coastal sediments that are highly exposed to hydrocarbon contamination. To reach this goal, a multidisciplinary approach involving the assessment of physicochemical and environmental variables from the study sites was used. In addition, different culture-independent molecular tools were applied, most of which were designed in this study. On the one hand, the structure and diversity of the bacterial communities that inhabit hydrocarbon-contaminated intertidal sediments from North-central and South Patagonia were analyzed in depth by pyrosequencing bacterial 16S rRNA gene fragments. These fragments were previously amplified from DNA which was purified from sediment samples. In addition, this analysis allowed us to estimate the diversity and relative abundance of bacterial populations in these environments that are capable of degrading hydrocarbons. On the other hand, the genes encoding PAH-dioxygenase enzymes, which are involved in the first step of the aerobic degradation of these compounds, were used as functional markers. The relative abundance of seven variants of these genes in sediments from North-central and South Patagonia was quantified in this Thesis by quantitative PCR (qPCR). This allowed us to analyze the ecological relevance of populations carrying these genes and their biogeographical distribution. Oxygenase gene variants B, C and D, recently identified in sediments from Ushuaia Bay, were highly abundant during a six-year time span in these subantarctic sediments. This suggests that bacteria carrying these genes could play a key role in PAH biodegradation in this marine environment. Additionally, phnA1 genes identified in Cycloclasticus spp. were detected in nine out of eleven samples from two biogeographic regions. Their abundance was found to be positively correlated with the concentration of phenanthrene, three-ring PAHs and low molecular weight PAHs. These results suggest that Cycloclasticus spp. could play an important role in low molecular weight-PAH biodegradation in coastal sediments from Patagonia. Finally, 14 novel oxygenase gene variants were detected in coastal sediments from Ushuaia Bay, using a primer set designed targeting dioxygenase gene sequences from Gram-positive bacteria. The results obtained in this Thesis show that coastal sediments from Patagonia, particularly from subantarctic sediments, hold a great diversity of bacterial populations capable of degrading PAHs, and suggest the existence of hitherto unidentified dioxygenase genes. Differences in time and space were observed in the abundances of these microbial populations.

El presente proyecto analiza y evalúa la viabilidad técnica, económica y financiera para la producción y comercialización de bolsas oxobiodegradables, el cual consta de cinco capítulos que a continuación se detallan: En el capítulo I, se detalla el contexto situacional que engloba el proyecto en el nivel socio-cultural y económico. Así mismo se analiza los diversos factores que guían la competencia y el mercado basado en las cinco fuerzas de M. Porter. En el capítulo II, se analiza el mercado del proyecto de acuerdo a la segmentación en base al perfil del consumidor. De igual forma se pronostica la demanda potencial del proyecto en base a data histórica. Por último se desarrolla el plan de comercialización de la bolsa oxobiodegradable. En el capítulo III, se determina la localización y el tamaño óptimo del proyecto, en base a ello se realiza el programa de producción para un periodo de cinco años. Así mismo se determina la maquinaria y los equipos necesarios para la instalación y funcionamiento de la planta, para ello se realiza un balance de línea y un balance de masa para saber las proporciones necesarias de materia prima. Se realiza la distribución de la planta, de acuerdo a los requerimientos de mano de obra y materia prima. Conjuntamente se desarrolla la evaluación del impacto al medio ambiente. En el capítulo IV, se elige el tipo de sociedad de acorde al proyecto, se analiza las normas competentes y la afectación tributaria. De la misma forma se desarrolla la estructura organizacional definiendo las funciones del personal y el requerimiento del mismo para el proyecto. Por último en el capítulo V, se estima la inversión necesaria para la llevar a cavo el proyecto, así mismo se pronostica la rentabilidad del proyecto en base a diversos indicadores tales como, VPN, TIR y B/C, al mismo tiempo se predice el periodo de recuperación, finalmente se realiza el análisis de sensibilidad del proyecto para tres diversos escenarios, modificando factores críticos tales como, la demanda y el precio.