Ingeniero Civil Químico / Ingeniero Civil en Biotecnología / La cobertura de tratamiento de aguas servidas en Chile alcanza al 83% del sistema sanitario. El proceso más habitual es lodos activos, que requiere transferir oxígeno a la velocidad adecuada para satisfacer la respiración de las bacterias que oxidan la carga orgánica del reactor, expresada precisamente como demanda de oxígeno. El oxígeno se suele suministrar como aire, mediante impulsión mecánica (sopladores o compresores), la que consume energía que resultaría optimizada en su costo si la eficiencia de transferencia de oxígeno fuese máxima. En esta memoria se construyó y operó un equipo normado para la determinación de la eficiencia de transferencia de oxígeno (OTE), en los reactores de lodos activos de una planta de tratamiento de aguas servidas de gran escala, bajo distintas condiciones de operación, reflejadas, por ejemplo, por diferentes calidades de agua y antigüedad de los difusores. El sistema utiliza el método de balance del gas de entrada y de salida (off-gas), que utiliza una cúpula flotante en el reactor biológico, para medir la fracción molar de oxígeno en el gas de salida y compararla con la de entrada (aire alimentado al reactor). Entre los indicadores de transferencia de oxígeno obtenidos, se calculó la eficiencia estándar de transferencia de oxígeno (SOTE) en condiciones de proceso. Casi en todos los casos, la SOTE en condiciones de proceso disminuyó entre 27 y 5% desde las 9 a las 20 horas, debido al sostenido aumento del flujo de aire por difusor necesario a lo largo de la jornada, entre 4 y 38 [Nm3/h] para el mismo rango horario. La comparación de los reactores con diferentes características del agua de proceso, mostró que la SOTE es mayor cuando el nivel de contaminación del agua es menor. Esto se observó mediante el factor alfa, número entre 0 y 1 que mide el grado de pureza del agua de proceso en comparación con el agua pura. En el caso de uno de los reactores, que recibe agua con un grado más avanzado de tratamiento, se obtuvieron SOTEs entre 28 y 12% para mediciones entre las 9 y 19 horas, mientras que para el otro reactor, que se encuentra antes en la serie de tratamiento (agua con menor factor alfa), las SOTEs obtenidas se movieron entre 20 y 7 %, en similar rango horario. No fue posible llegar a establecer reglas de optimización del proceso, pues el número de mediciones fue insuficiente para tal propósito. Se sugiere que el desarrollo requiere una observación experimental más prolongada, en reactores con diferentes características y, además, más rigurosas, destacándose la necesidad de disminuir la incertidumbre de las mediciones de temperatura, flujo y presión.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Química / El crecimiento de la población mundial y aumento del desarrollo económico de los países ha generado una mayor producción de residuos, los que se asocian directamente a la actividad humana. En Chile, la mayor parte de estos es dispuesta en rellenos sanitarios y vertederos, emitiendo GEI directamente a la atmósfera, y generando lixiviados que pueden contaminar las aguas y provocar pérdida de nutrientes en los suelos. Bajo este contexto, el presente trabajo estudia la coincineración de residuos mediante el proceso Thermylis® como una alternativa a la disposición actual de lodos provenientes de PTAS, tomando como caso base los generados en distintas regiones del país. Se evalúa este proceso a través de una comparación técnica, económica y ambiental de distintas opciones de alimentación, consistentes en una mezcla de lodos con otros residuos sólidos seleccionados con el fin de aumentar el poder calorífico. Considerando la población residente, el número de sitios de disposición final, y la generación y destino de los residuos, se definen tres casos de estudio: Gran Santiago Región Metropolitana (caso 1), Rancagua y alrededores Región de O Higgins (caso 2), y Gran Concepción y alrededores Región del Biobío (caso 3). Se consideran los lodos generados en las principales PTAS de cada región, con lo que los flujos de alimentación para cada caso son 1.158[t/día], 105[t/día] y 249[t/día], respectivamente. A partir de la evaluación técnica, en los tres casos se seleccionan alimentaciones compuestas por lodos y plásticos, debido a que son las más favorables desde el punto de vista energético. Además, se determina que en todos ellos se cumple con la normativa ambiental vigente para este tipo de procesos (D29, MMA). Por otra parte, se realiza una evaluación económica a partir de un flujo de caja puro a 15 años, con lo que se obtiene un VAN de -195 [MUSD] para el caso 1, -45 [MUSD] para el caso 2 y -73 [MUSD] para el caso 3. Con esto, se concluye que el proyecto no es rentable desde el punto de vista económico en los escenarios planteados, debido a la alta inversión requerida por Thermylis® y el bajo costo por disponer residuos en Chile.

Ingeniera Civil Química / El aumento de la demanda de los recursos hídricos y las limitaciones que presenta su extracción en diferentes zonas del mundo, son problemas del desarrollo humano causados principalmente por el aumento de la población y los efectos del cambio climático en el planeta. El estrés hídrico que generado por la actividad humana e industrial, genera la necesiad de buscar nuevas fuentes de agua es fundamental para el desarrollo futuro de la humanidad. Países como Singapur, Israel y Estados Unidos, entre otros, han implementado el reciclaje de las aguas servidas generadas en su territorio como solución y como una fuente sustentable del recurso hídrico. El siguiente trabajo tiene como objetivo evaluar la implementación de un sistema de reciclaje de aguas servidas en la ciudad de Rancagua. Se realiza entonces, un análisis de prefactibilidad a nivel técnico y económico, a nivel conceptual, donde se estudian las tecnologías involucradas, dimensionamientos del proceso, costos principales asociados al proyecto, entre otros. El proceso propuesto para el proyecto de reciclaje de aguas consiste en un tratamiento avanzado de aguas que incorpora oxidación avanzada para la reducción de compuestos orgánicos, ultrafiltración y osmosis inversa para la separación de partículas y elementos contaminantes, y finalmente desinfección mediante cloro gas. Las etapas mencionadas permiten obtener agua reciclada dentro de los parámetros de calidad exigidos para el agua potable, según la normativa chilena. Como resultado, se propone una inyección de los flujos de agua reciclada a la red de agua potable, correspondientes a 20.217 m3/día, el 58% de la demanda de agua potable local. Respecto a la evaluación económica del proceso, se realiza un análisis tarifario de los montos que actualmente cobra la sanitaria de la zona con el fin de construir estimar los costos del agua reciclada. A partir del desglose de la tarifa de la empresa ESSBIO, correspondiente a $470,79 por metro cúbico de agua potable consumido, see calculan los costos del agua reciclada, dependientes de la distancia entre la planta de rpoducción de agua reciclada y la distancia hasta el punto de inyección en la red de agua potable. Además, se realiza un análisis de sensibilidad en los flujos de caja del proyecto para diferentes escenarios. Finalmente, se analiza el efecto del proyecto sobre los caudales del estero La Cadena, cauce donde actualmente son vertidos los efluentes provenientes de la planta de tratamiento de aguas servidas de Rancagua. Como resultado se observa una disminución del 1,9% en su caudal, además, de la disminución de las efectos ambientales producto de la mejora en la calidad de los efluentes que se inyectan a su cauce. Se concluye que proyectos como el propuesto deben ser analizados en detalle, con el fin de buscar soluciones a los escenarios ambientales que vive Chile, sobretodo en materia hídrica.