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Estágio realizado na CeNTI - Centro de Nanotecnologia e Materiais Técnicos, Funcionais e Inteligentes e orientado pelo Doutora Carla Joana da Silva / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Ingeniero Civil Matemático / Magíster en Meteorología y Climatología / A lo largo de Chile existen diversas fuentes de dióxido de azufre (SO2) de origen antrópico (fundiciones de cobre, termoeléctricas, etc.) como de origen natural (volcanes, proceso biogénicos, etc.). En Chile, se estima que durante el año 2005 las fundiciones de Caletones, Ventanas y Chagres emitieron 77GgS en conjunto, cantidad similar a las emisiones totales de países desarrollados. Dados los impactos sobre la salud humana, los ecosistemas y el clima asociados al SO2 y compuestos oxidados de azufre, se requiere contar con mediciones confiables de SO2 de manera de tener un control sobre la abundancia, distribución y emisiones. El ozono (O3) y el SO2 tienen líneas espectrales de absorción similar en el ultravioleta (UV), siendo el O3 mucho más abundante que el SO2. Este último, se comenzó a estimar como una corrección a la estimación de carga atmosférica de O3 en la década de 1980, donde la carga atmosférica de un compuesto corresponde a la integral en la vertical de la concentración del compuesto, medido en moléculas/cm2 o Unidades Dobson (1 DU=2.69×1016 moléculas/cm2). Subsecuentemente, la técnica de filtrado se ha mejorado pudiendose hoy registrar la carga de SO2 con un error de fondo de 0.2 DU. Operacionalmente, se supone un perfil basado en mediciones hechas en EE.UU. En este estudio se analiza la validez de suponer el mismo perfil en la zona centro de Chile, caracterizada por una compleja circulación debido a su topografía, otorgándole variedad de forma y distribución a los perfiles en la zona de estudio. La metodología plantea usar combinadamente un modelo de transporte de baja resolución horizontal (∼ 10km), para calcular los perfiles de SO2 en la zona de estudio y un modelo de transferencia radiativa, para estimar los efectos de la dispersión y absorción del SO2 en la atmósfera. El modelo de transferencia radiativa, permite simular la medición satelital, considerando el perfil modelado. De esta manera es posible estimar la sensibilidad de la estimación de carga de SO2, con respecto a los perfiles a lo largo de Chile Central. Las estimaciones de SO2 se corrigen al cambiar el perfil de SO2 y adema ́s se implementa un filtro estadístico que elimina aquellos datos fuera de los percentiles 1 y 99 de la población y que además elimina la variabilidad mensual, a través de un filtro de Fourier, considerando que el tiempo de residencia del SO2 es del orden de días. El resultado principal es la corrección de las estimaciones de SO2 en la zona central de Chile, con una sensibilidad entre un 40 %-80 %.

Uno de los grandes problemas que ocurren en los centros de salud como hospitales, clínicas, etc. en el Perú son las enfermedades denominadas nosocomiales o conocidas como infecciones intrahospitarias. Para reducir el número de personas que adquieren estas enfermedades se cuenta con diversos mecanismos y normas que regulan el cuidado del paciente y personal de salud dentro de los hospitales. Existen muchos métodos para la desinfección de los ambientes en los hospitales, entre ellos los desinfectantes líquidos y la luz ultravioleta. El primero es el más común para la mayoría de ambientes dentro de los hospitales, sea emergencia, sala de operaciones, Unidad de Cuidados Intensivos (UCI), etc. El segundo método es menos utilizado en el Perú, dado principalmente por su alto costo. Una tercera opción, y poca explorada en nuestro país es el uso del ozono como desinfectante. Lo que plantea la presente tesis es el diseño e implementación de un sistema generador de ozono aplicado a la desinfección de habitaciones en los hospitales. El ozono debido a su alto potencial oxidante, es capaz de eliminar toda clase de bacteria, tanto en el aire como en alguna superficie. El nivel de desinfección dependerá de la concentración del ozono en un ambiente, el tipo de bacteria y el tiempo de exposición. El generador de ozono cuenta con una etapa de control con la lógica del programa y la interfaz de usuario; y una etapa de potencia para la obtención de los altos voltajes (superiores a 10 000V) conectados a un capacitador cilíndrico con una entrada de oxígeno gaseoso, el mismo que ingresará a una caja acrílica simulando un ambiente del hospital. Es ahí donde se realizará la exposición a 3 tipos de bacterias durante un tiempo determinado por la lógica de control. / Tesis

Se instaló y puso a punto un dispositivo experimental de cámaras de techo descubierto (Open-top chambers, OTCs) para la dosificación con SO2 y con O3, por separado y en mezcla, sobre plantas. En dicha instalación se llevó a cabo un estudio durante 2 años acerca de los efectos de esos contaminantes sobre diversos aspectos de plantas de Pinus halepensis de 2.5 años de edad. Se midieron periódicamente la concentración de nutrientes y pigmentos en acículas y se realizaron ciclos de medida de emisión de fluorescencia y tasas de intercambio gaseoso en plantas bien regadas y en plantas con limitaciones de riego. A lo largo del experimento se midieron la altura y el diámetro de las plantas, y al final del mismo se obtuvieron medidas de biomasa aérea y subterránea.El SO2 causó efectos en las plantas de Pinus halepensis en todos los aspectos estudiados. Junto con el aumento de Stotal, las acículas mostraron una acumulación de cationes por efecto del SO2. Los efectos del SO2 sobre el contenido de pigmentos fotosintéticos no fueron patentes hasta el segundo año de experimentación, y en cualquier caso resultaron cuantitativamente poco importantes. Los resultados de las medidas de emisión de fluorescencia indicaron un aumento de la eficiencia fotoquímica del PSII en el tratamiento con SO2. Se produjeron reducciones de la tasa de asimilación diaria de CO2 de hasta un 34 % por efecto del SO2. Ese efecto no estuvo relacionado con la disminución de la eficiencia fotoquímica del PSII. La exposición al SO2 indujo alteraciones en el crecimiento y la acumulación de biomasa. La biomasa de raíces disminuyó por efecto del SO2 y la relación biomasa aérea/subterránea (S:R) aumentó en ese tratamiento. A pesar de que se emplearon concentraciones potencialmente fitotóxicas, los efectos del O3 fueron mínimos. No se observaron efectos importantes del O3 en la concentración foliar de nutrientes, en la eficiencia fotoquímica del PSII y otros parámetros de la emisión de fluorescencia, ni en las tasas de fotosíntesis, el crecimiento y la biomasa final total. Los resultados obtenidos en el estudio presentado no apoyan la existencia de efectos interactivos de los dos contaminantes, al menos con las dosis empleadas y en nuestras condiciones de experimentación. Los efectos de la mezcla de SO2 y O3 se pudieron explicar por la suma de efectos de los contaminantes por separado en la mayor parte de los aspectos estudiados. / An experimental facility was built-up, for the fumigation of SO2 and O3, independently and mixed. In this facility a study was conducted during two years, about the effects of these pollutants on several aspects of 2.5 year old seedlings of Pinus halepensis. The concentration of nutrients and photosynthetic pigments were measured periodically in the needles. Also, diary cycles of fluorescence emission ad gaseous exchange rates were measured in well watered plants non-watered plants. The height and diameter of the plants were measured along the experiment, and the aerial and root biomass were measured at the end of the experiment. The SO2 affected all the measures performed. The needles showed an accumulation of total sulfur and cations. The effects of the SO2 on the photosynthetic pigment content were not showed until the second year of experimentation, and were not quantitatively very important. The fluorescence emission results showed an increased PSII photochemical efficiency in the SO2 treatment. The net assimilation rates of CO2 were decreased up to 34 % by the effect of SO2. This effect was not related to the decrease of photochemical efficiency of PSII. The SO2 altered the growth and accumulated biomass. This treatment decreased the root biomass and increased the index shoot:root.In spite of the potentially phytotoxic concentrations of O3 used, the effects of this pollutant were minimal. There were no important effects of the O3 in the nutrient concentration of the needles, the photochemical efficiency of PSII and other measured parameter of fluorescence, the photosynthesis rates, the growth and final total biomass.The results obtained didn´t indicate an interaction between the two pollutants, at least with this doses in our experimental conditions. The effects of the mixture of SO2 and O3 were explained by means of the sum of the effects independently in the most part of the studied aspects.

Magíster en Meteorología y Climatología / El impacto global de los aerosoles en el balance radiativo depende de las emisiones regionales. Por esto es necesario tener una visión de las propiedades ópticas de los aerosoles en muchos lugares del planeta. Además, se ha observado un aumento de las concentraciones de ozone en la tropósfera, cuyas mediciones son fundamental determinando el impacto de las actividades antropogénicas. En consecuencia, estaciones de vigilancia han sido instaladas desde 1995 dentro del programa de GAW por la OMM. Particularmente, en Chile, una de ellas es Cerro Tololo (TLL). Altas (bajas) concentraciones de ozono se observan durante la tarde-noche (mañana). Su variabilidad mensual está relacionada a la quema de biomasa del hemisferio sur. El carbono-negro-equivalente muestra el mismo patrón diurno que ozono, altas (bajas) concentraciones en verano (invierno). Su variabilidad mensual está probablemente asociada a actividad humana en los valles de los alrededores. Exponentes de Angstrom muestran que TLL está influenciado por arena y, más hollín de carbono-negro que quema de biomasa. Las parcelas de aire provienen de niveles superiores, sobre el océano y áreas contaminadas. Las primeras representan un intercambio entre estratósfera-tropósfera. Las segundas son producto de la brisa marina. Finalmente, las últimas representan el transporte local de los alrededores. / The global-impact of aerosols on the radiative balance depends on the regional emissions. In view of this, it is necessary to have a look of aerosol optical properties in several places of world. Furthermore, increasing ozone concentrations are observed in the troposphere and their measurements at remote places are keys to assess the impact of the anthropogenic activities. Accordingly, since 1995 watching stations have been installed as part of GAW Program by the WMO. Particularly, in Chile, one of them corresponds to Cerro Tololo (TLL). Ozone shows high (low) concentrations during afternoon and night (morning), and maximal (minimum) during spring (summer). Their monthly variability is linked to the biomass-burning in the southern hemisphere. Equivalent black carbon shows the same diurnal pattern as ozone, and high (low) concentrations in summer (winter). Their monthly variability is probably related to the human activity in the surrounding valleys. Angstrom exponents show that TLL is influenced by dust and aged diesel soot black carbon rather than biomass-burning emissions. Air parcels coming from upper-levels, over the ocean and polluted areas are observed at TLL. First parcels represent stratosphere-troposphere interchange. Second parcels represent see-breeze. Finally, third parcels represent local transport from the surrounding areas.

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