Ingeniero Civil Químico / Debido a la gran cantidad de desechos producidos anualmente, sumado al aumento del precio de algunos combustibles, el estudio de nuevos métodos para reciclar químicamente plásticos ha cobrado un gran interés. Mediante el desarrollo de la pirolisis (térmica o catalítica) se ha abierto un nuevo camino para reciclar desechos plásticos y a la vez para producir productos de mayor valor agregado, que sirven como fuentes de combustibles. Dentro de los catalizadores desarrollados, han cobrado gran interés aquellos denominados como bifuncionales, que son capaces de realizar reacciones de craqueo y de deshidrogenación. Es bajo este contexto que se decidió estudiar el efecto de algunos catalizadores, en este caso una zeolita protonada y modificada con cobre, en la pirolisis de Polietileno. El objetivo del trabajo fue el de caracterizar las modificaciones y estudiar el efecto producido por estas en las distribución de productos de la pirolisis, en particular el efecto del cobre en la reacción. Para esto se prepararon 5 modificaciones a partir de una zeolita natural (Mordenita), utilizando ácido clorhídrico para protonar la zeolita y posteriormente 4 sales de cobre (Cloruro, acetato, nitrato y sulfato de cobre). Estas fueron utilizadas como catalizadores en la degradación de polietileno a 380, 400 y 450ºC, en un reactor semi-batch durante 40 minutos en una atmósfera inerte. Las zeolitas fueron caracterizadas en cuanto a su fuerza ácida, tamaño de partícula, área superficial y composición química. Los productos obtenidos fueron separados en sólidos, ceras, líquidos y gases, estos últimos fueron caracterizados por medio de cromatografía de gases. La acción del cobre permitió obtener mayores conversiones de compuestos insaturados de menor peso molecular, en los gases. Se encontró que las modificaciones hechas con cloruro y con acetato de cobre, presentaron una mayor actividad catalítica, en particular a una temperatura de 400ºC y con una carga de 15% se obtuvo un 30% menos de sólidos en comparación a la zeolita protonada y un aumento de un 25% en cuanto a la producción de gases. A 400ºC y con un 30% de carga, la cantidad de residuos fue cercana a cero, aumentando la cantidad de ceras y también la producción de gases, llegando estos a un 50% de conversión. A 450ºC la modificación con cloruro de cobre generó un 15% más de gases que la zeolita protonada, también se obtuvo una alta conversión a ceras, las que no bajaron del 20%. En conclusión los resultados obtenidos muestran que las modificaciones realizadas con cobre, presentan un gran potencial en el desarrollo de una pirolisis catalítica que a temperaturas del orden de los 400ºC presente grandes conversiones hacia compuestos gaseosos. Los pasos siguientes son los de determinar las posibles reacciones y vías catalíticas, como también el estudio bajo otras condiciones de operación.

Magíster en Gestión para la Globalización / El objetivo de la presente tesis es presentar un plan de negocios para la creación de una Boutique online sustentable, lo que significa desarrollar prendas que busquen el equilibrio entre la producción y distribución de vestuario con las condiciones ecológicas y sociales involucradas en todo el ciclo de vida del producto. Esto se logra a través del servicio de arriendo online de prendas reacondicionadas. Se reacondiciona ropa recolectada, a través de la limpieza y transformación de la prenda agregando valor a la prenda en desuso y se despacha al domicilio de los clientes de acuerdo a sus gustos personales. La oportunidad de negocio se presenta ante tres factores: las consumidoras en Santiago gastan un promedio de $50.000 mensuales en ropa ya hay un interés por renovar el closet constantemente. Segundo, estudios de PROCHILE indican que hay una tendencia mundial por preferir productos sustentables social y medioambientalmente, hecho que se avala ante el alto número de desperdicios textiles en vertederos. Por último, hay un dinámico crecimiento del mercado electrónico en Chile, el cual registra tasas anuales de crecimiento de entre un 20 y 30% según el Servicio Nacional del Consumidor y la Cámara de Comercio de Santiago, lo que respalda la decisión de desarrollar un negocio online. El mercado objetivo para este proyecto se estima en 2 millones de dólares. El proyecto considera una inversión de $156 millones, generando un VAN de $433 millones de pesos considerando una tasa de descuento del 6,11%, con una TIR de 85%, lo que demuestra la viabilidad financiera del proyecto. El análisis de sensibilidad indica que los factores que reflejan un VAN negativo es la variación del precio del producto en menos de un 10% y el incremento de los costos profesionales en más de un 10%. El componente internacional está enfocado a la implementación del modelo de exitosas tiendas de vestuario femenino que operan en Canadá y que no son todavía desarrolladas en Chile. Los productos desarrollados por la Boutique están inspirados en la producción de vestuario eco-friendly de Montreal, donde la cultura del reciclaje está muy arraigada en la vida de los canadienses, privilegiando diseños únicos. Las principales recomendaciones están dirigidas en la revisión de estructura de costos, con foco en los proveedores de producción gráfica y la distribución, además de establecer alianzas con empresas y organizaciones existentes en Chile, para posicionarse como una alternativa sustentable y atractiva para vestir.

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 19/5/2020. / Ingeniera Civil Química / Los procesos productivos de Enaex generan residuos de carácter explosivo, los cuales, actualmente, se eliminan mediante detonación. Este método tiene asociado un costo económico, considera riesgos propios de una operación de estas características y podría generar pasivos medioambientales. Por esta razón, el objetivo principal de esta investigación es proponer métodos de reutilización adecuados de un tipo determinado de residuo explosivo generado por Enaex que, en el mejor de los casos, permitan generar valor para la empresa. Los explosivos comerciales se agrupan en distintas familias, cada una con una composición distinta, por lo cual se realiza un análisis para seleccionar los residuos a tratar, del cual se concluye que es más conveniente recuperar los residuos de PETN generados en el estanque de acetona diluida presente en el proceso de refinería. Se solicita al laboratorio químico de la planta Río Loa de Enaex realizar una caracterización de estos residuos, del cual se concluye que sus propiedades no se encuentran dentro de las especificaciones de ningún tipo de PETN y que la cantidad neta de residuos generada en el equipo es 638,16 [kg/mes]. Para el tratamiento de estos residuos se realizan cuatro propuestas: reutilizarlos como explosivos, transformarlos en un producto fertilizante, someterlos a degradación utilizando hierro granular o microorganismos y transformarlos en un producto de uso farmacéutico. Se concluye que las alternativas más convenientes de implementar son la primera y la segunda. La tercera alternativa es una opción segura, económica y amigable con el medio ambiente; sin embargo, no se obtiene un producto con rentabilidad económica, a menos que se utilice hierro granular. La cuarta alternativa podría resultar poco conveniente. De todas formas, los métodos anteriores permiten eliminar el riesgo asociado a la detonación y la contaminación al medio ambiente y, en algunos casos, obtener un producto con rentabilidad económica. Sin embargo, para realizar una elección adecuada es necesario realizar las pruebas correspondientes y una evaluación económica más fina de cada una, considerando de forma prioritaria la seguridad de la operación.

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 14/3/2021. / Ingeniero Civil Químico / Uno de los grandes problemas que enfrenta la humanidad en los tiempos actuales es la gestión de los desechos. El neumático es un material no biodegradable y altamente resistente que está en acumulación constante debido a su difícil disposición final. Acumularlo e incinerarlo implica peligros al medioambiente al intervenir físicamente el espacio de acopio, y por la liberación de material particulado y sulfurado que está altamente restringido. De los tipos de reciclaje de desechos se destaca el reciclaje químico, y en particular la pirólisis, un proceso térmico simple y que puede aplicarse a una gran variedad de polímeros, para la cual los sólidos ácidos como las zeolitas destacan como los mejores catalizadores. El objetivo de esta tesis es estudiar las variables de operación de la pirólisis tanto térmica como catalítica del caucho proveniente de desechos en un reactor de lecho fijo. Se busca determinar el efecto de la temperatura de reacción, carga y tipo de catalizador sobre los productos de reacción, y establecer una configuración de estos parámetros que rinda el producto líquido de mejor calidad. Los catalizadores utilizados son una zeolita sintética ZSM-5 y una zeolita natural, mordenita. Los resultados muestran que el aumento de la temperatura provoca una mayor gasificación de los productos, obteniendo mayor cantidad de líquido a 450 °C con un 58%, que desciende a un 46% a los 750 °C. Los productos sólidos de reacción corresponden al negro de humo con el que se fabrica el neumático y no se degradan por pirólisis. El uso de mordenita provoca un descenso de un 3% a 5% de los productos condensables en favor de los gaseosos en todas las temperaturas de estudio, mientras que la zeolita ZSM-5 provoca la disminución de un 20% de los gases en favor de condensables. La zeolita ZSM-5 es más ácida que la mordenita, lo que la hace un mejor catalizador en términos de degradación. Se concluye que con la mordenita se pueden obtener productos de buena calidad, y su rendimiento es comparable al de la zeolita sintética. La configuración que rinde un producto condensable de mayor calidad es la mordenita en razón 2:1 al caucho, a la temperatura más baja de reacción, 450 °C.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Química / Ingeniera Civil Química / Las poliolefi nas son uno de los plásticos de mayor producción y es por esto que representan un gran porcentaje de los desechos plásticos. Lo anterior, junto con las exigencias de las normativas medioambientales, hace que el tema del reciclaje de estos desechos sea un tema relevante. Dentro de los tipos de reciclaje de desechos se destaca el reciclaje químico donde uno de los procesos más utilizados es la pirólisis, la cual puede realizarse en presencia de un catalizador obteniendo una mayor selectividad y productos de mayor valor comercial. El objetivo de esta tesis es estudiar las variables de operación de la pirólisis catalítica de polietileno y, de este modo, controlar la selectividad hacia gases o condensables (ceras y líquidos) en un reactor de lecho fi jo, utilizando diferentes catalizadores tanto comerciales como otros desarrollados en el laboratorio. Los productos gaseosos y condensables obtenidos fueron analizados en cromatógrafos de gas para comparar su composición. Se logró establecer que las condiciones de operación adecuadas fueron 450 °C y 50% en peso de carga de catalizador y no se observaron efectos al utilizar distintos tipos de polietileno. Al usar un catalizador se disminuyó la temperatura de degradación notando un aumentó del porcentaje de gases entre un 83 %-51% con respecto a una pirólisis térmica, donde solo se producen entre un 0,8 %-1 %. Con los catalizadores desarrollados en el laboratorio se obtuvo un mayor porcentaje de condensables (28 %-48 %) comparado con lo obtenido con los comerciales (11 %-29 %) y esto se debe principalmente a las propiedades ácidas y estructurales de ellos. En general, los catalizadores mostraron que aumentaban la cantidad de C4 presentes en los gases. Por otra parte, los productos condensables al ser caracterizados mostraron un alto porcentaje de hidrocarburos del rango diésel, observando un especial aumento de estos en los catalizadores desarrollados en el laboratorio. Además, se realizaron pirólisis con mezclas de poliolefi nas, demostrando que se disminuye la cantidad de gases y se favorece la producción de condensables. Luego se estudió la desactivación de los diferentes catalizadores, observando que los desarrollados en el laboratorio se desactivan más rápidamente, sin embargo, estos pueden ser regenerados logrando resultados similares a uno comercial. Por otra parte, se comprobó que en un lecho fijo se pueden predecir bien los resultados obtenidos en reactores tipo industriales. Finalmente, se realizó una evaluación de prefactiblidad económica con uno de los catalizadores desarrollados en el laboratorio, obteniendo un VAN positivo. Gracias al estudio realizado se comprobó que con los catalizadores desarrollados en el laboratorio se pueden obtener combustibles de buena calidad. Se espera en el futuro que este tipo de catalizadores ayuden a que la pirólisis sea una alternativa rentable para disminuir la cantidad de desechos plásticos.

Magíster en Gestión para la Globalización / Esta tesis tiene como objetivo desarrollar un plan de negocios para una planta de tratamiento de desechos biológicos, considerando los servicios de retiro y trasporte de estos residuos desde el generador hacia la planta de tratamiento. Tanto en Chile como en el resto de Sudamérica, existe una creciente demanda por este tipo de servicios. El estudio incluye el análisis 115 licitaciones públicas, que permitirán entender el mercado chileno. Adicionalmente, se realizarán análisis FODA y PORTER (cinco fuerzas) para comprender con mayor claridad la industria relacionada a estos servicios. Lo anterior, permitirá obtener una estimación de mercado, una estrategia competitiva, y una planificación financiera. Este plan de negocio plantea el tratamiento de los residuos con ozono, usando el equipo NG-3000, el cual no somete a los operarios al riesgo de quemaduras, no emite contaminantes y no requiere de reactivos tóxicos. En Chile, 14 empresas ofrecen estos servicios, la mayoría se encuentra en la zona centro, donde se concentra el 74% de la demanda. Siendo el menor precio, el cumplimiento de criterios técnicos y una mayor experiencia, las características mas valorados por los clientes. Se plantea iniciar operaciones en la ciudad de San Francisco de Mostazal, y desde ahí, ofrecer servicios desde la región de Valparaíso hasta el Biobío. Donde se proyecta un mercado objetivo de 3,6 toneladas de desechos diarios. Asimismo, la internacionalización comenzará al quinto año de vida de la empresa, en la ciudad de Bogotá. Se recomienda implementar este plan de negocios, especialmente después de observar los resultados del análisis financiero, el cual muestra una VAN de 1.825 millones de pesos y una TIR del 29%, a una tasa de descuento del 15%. Este proyecto presenta una gran oportunidad de negocio, tanto en Chile como en Colombia. Para una segunda etapa, se recomienda estudiar la posibilidad de expandir los servicios a zonas mas extrema de Chile, así como hacia el resto de Colombia.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Química / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Químico / 05/03/2024

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Química / Memoria para optar al título de Ingeniera Civil en Biotecnología / Centro de Biotecnología y Bioingeniería, CEBIB Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico, Fondecyt 1180794 / 18/03/2022

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Químico / El presente trabajo de memoria tuvo como objetivo proponer un diseño preliminar de planta de producción de cobalto a partir de relaves de cobre. Para ello, se llevó a cabo una revisión del estado del arte de los procesos de producción de cobalto en el mundo y de la información disponible sobre los distintos depósitos de relaves de cobre existentes en Chile. A partir de esta información, se analizaron depósitos con contenidos altos de cobalto y estabilidad en la composición, seleccionándose el depósito Hamburgo de Minera Escondida como caso de estudio, por ser el depósito no activo con mayor contenido de cobalto (7.840 t Co aproximadamente). Se fijó como caso base una extracción a 12 años del contenido total del relave, con un procesamiento de aproximadamente 104.700td^-1, en una operación continua 24/7, para producir aproximadamente 2 td^-1 de hidróxido de cobalto (Co(OH)2), como producto de valor. El proceso constaría de 15 operaciones unitarias, divididas en dos grandes partes: concentración e hidrometalurgia. La primera incluye la etapa de flotación en 14 celdas de 200 m^3 cada una, la filtración y espesado del concentrado obtenido, y la tostación de este en un reactor de lecho fluidizado de 5.190 t. La segunda contempla la lixiviación en un reactor continuo de 7,4 m^3, una extracción por solvente de dos etapas en mezcladores-sedimentadores de 7,3 y 17 m^3 respectivamente, la obtención de precipitado de Co(OH)2, y su posterior secado en una cámara spray de 3,7 m^3. Además, se requerirían 2 espesadores con áreas de 1.620 y 160 m^2, y 4 filtros de áreas de entre 96 y 164 m^2. Los equipos dimensionados serían en su mayoría técnicamente factibles de implementar, a excepción del tostador y los reactores de purificación final de producto, los cuales estarían sobredimensionados y requerirían ajustes en sus condiciones de operación para tener dimensiones más adecuadas. La planta generaría 186.000 td^-1 de relaves, magnitud representativa de la mediana minería, además de flujos menores de ripios de lixiviación y precipitados (hidróxidos) de metales. También, se generan cerca de 554.000 m^3 h^-1 de gases de tostación procesables para obtener ácido sulfúrico y una corriente de orgánico cargado en cobre para stripping y electroobtención de cátodos de cobre. A modo de conclusión, es posible recuperar cobalto a partir de relaves de cobre mediante el proceso propuesto, aunque las leyes del depósito escogido son muy bajas para su actual aprovechamiento económico. Sin embargo, el proceso podría ser aplicable a minerales de cobalto con mayor ley, pudiéndose obtener mayores flujos de producto, y con la oportunidad de generar subproductos de valor como ácido sulfúrico o cátodos de cobre.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero de la Madera / Se caracterizaron las propiedades anatómicas, químicas y biodegradación de fibras de residuos de plantas de trigo (Triticum aestivum L.), plantas de arroz (Oryza sativa L.), plantas de maíz (Zea mays L.), y cáscara de arroz, con el objetivo de generar información y tomar decisiones de uso con bases científicas y tecnológicas. Las propiedades anatómicas y químicas se determinaron utilizando procedimientos estándares. El biodeterioro se estudió analizando el crecimiento del hongo de pudrición blanca Pleurotus ostreatus (Jaq.) Quél. durante 30 días bajo condiciones favorables (25ºC de temperatura y 60% de humedad); y la consiguiente pérdida de peso de cada residuo. Con tres repeticiones, más testigo de viruta de Pinus radiata D. Don. Los principales resultados indican que una mayor proporción de α-celulosa se encontró en arroz (45,10%), con alta cantidad de extraíbles seguido por cáscara de arroz (22,78%); contenido de cenizas fue mayor en trigo (18,34%). Las características anatómicas corroboran las posibilidades de uso en procesos industriales, pues poseen longitud y espesor de pared similar a las fibras de maderas latifoliadas, aunque posiblemente menos resistentes por su menor lignificación. Las plantas de arroz presentaron mayor pérdida de peso (32%), seguida de cáscara de arroz (27%) y plantas de maíz (26,6%); el más resistente entre las agrofibras fue plantas de trigo (15,8%), en cambio en la madera solamente el hongo degradó un 3,8%. La principal conclusión es que, dada sus propiedades anatómicas y químicas es técnicamente posible su empleo en procesos industriales, aunque se debe cautelar la biodegradación.