Examinando por Autor "Undurraga Peralta, Daniel"
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Ítem Desarrollo de un biofertilizante en base a la cianobacteria “Anabaena cylindrica”(Universidad de Valparaíso, 2024-12) Benjamín Espinoza, Tobar; Undurraga Peralta, DanielLa degradación del suelo en Chile representa un problema crítico que compromete la sostenibilidad de las prácticas agrícolas y la capacidad del suelo para soportar cultivos de forma eficiente. Este fenómeno se debe a factores como la deforestación, incendios forestales, y el uso excesivo de agroquímicos, los cuales afectan la retención de nutrientes, el equilibrio ecológico y la biodiversidad del suelo. Como respuesta a esta problemática, el presente estudio se enfoca en el desarrollo de un biofertilizante basado en la cianobacteria Anabaena cylindrica, seleccionada por su capacidad de fijar nitrógeno atmosférico y promover el crecimiento vegetal, contribuyendo a la recuperación de suelos degradados de manera sostenible. Con el objetivo de mejorar la estabilidad y viabilidad de las cianobacterias en condiciones de aplicación, se evaluaron dos técnicas de estabilización: la microencapsulación en esferas de alginato y la formación de acinetos mediante estrés lumínico y limitación de nutrientes. Para inducir la formación de acinetos, se implementaron dos métodos en cultivos de Anabaena cylindrica: uno mediante la exposición a luz roja de baja irradiancia (1,9 W/m²) en un fotoperiodo de 12 horas de luz y 12 horas de oscuridad, y otro mediante la limitación de hierro en el medio de cultivo, utilizando concentraciones de Fe-EDTA de 0%, 25%, 50% y 75% respecto del medio original. Las muestras fueron evaluadas semanalmente mediante microscopía para observar la formación de estructuras diferenciadas. La segunda estrategia de estabilización consistió en la microencapsulación realizada en 4 lotes, en la cual se utilizaron cultivos de diferentes edades (joven y envejecido) y dos concentraciones de biomasa en una solución de alginato al 1,5% (0,468 g/L y 1,499 g/L). La mezcla fue introducida en una solución de cloruro de calcio al 1% mediante una bomba peristáltica, formando esferas de aproximadamente 1 mm de diámetro. Las esferas se almacenaron en dos condiciones: a temperatura ambiente bajo luz blanca y a 4°C en oscuridad, lo cual permitió evaluar la viabilidad y estabilidad del biofertilizante en condiciones de almacenamiento contrastantes. Los resultados de las estrategias de estabilización mostraron que la formación de acinetos no fue exitosa, ya que ni el estrés por calidad lumínica (luz roja de 1,9 W/m²) ni la limitación de hierro (0-75% Fe-EDTA) lograron inducir su diferenciación; sólo se observaron estructuras como heterocistos y filamentos típicos. En cambio, la microencapsulación en alginato resultó efectiva, especialmente cuando las esferas fueron almacenadas a 4°C en oscuridad. En estas condiciones, las esferas conservaron mejor su integridad y coloración, además de presentar densidades celulares estables, evaluadas mediante mediciones de absorbancia y un rendimiento cuántico (QY) entre 0,3 y 0,45, lo que refleja una alta viabilidad y estabilidad de las cianobacterias encapsuladas durante las pruebas de viabilidad y periodo de monitoreo. En conclusión, la microencapsulación en esferas de alginato es una técnica prometedora para la formulación de biofertilizantes en base a cianobacterias de la cepa Anabaena cylindrica, permitiendo conservar la funcionalidad de las cianobacterias en condiciones de almacenamiento y aplicación. Este desarrollo ofrece una alternativa sostenible a los fertilizantes sintéticos y contribuye a la recuperación de suelos degradados en Chile.Ítem Evaluación de técnicas para el aumento de la capacidad de compostaje de residuos orgánicos de la planta de la ilustre municipalidad de viña del mar(Universidad de Valparaíso, 2022) Olivera Arancibia, Carolina; Undurraga Peralta, DanielEn Chile se producen aproximadamente 7.5 millones de toneladas de residuos sólidos municipales al año, de los cuales cerca del 50% corresponde a residuos orgánicos. Existe una baja tasa de valoración de los residuos, terminando la mayoría de estos, en rellenos sanitarios y/o vertederos con corta vida útil; provocando impactos ambientales, económicos y sociales. Los residuos orgánicos, por su parte, al ser dispuestos en rellenos sanitarios y vertederos, generan emisiones de gases de efecto invernadero, malos olores, vectores sanitarios, entre otros; siendo un problema a nivel nacional. Es por lo que el Ministerio del Medio Ambiente ha propuesto estrategias para su valorización y de este modo, combatir la crisis climática actual, tanto a nivel domiciliario como a nivel comunal. La ilustre Municipalidad de Viña del Mar posee una planta de compostaje municipal, con una capacidad cercana al 750.000 kg de residuos orgánicos, es decir, el 0,6% del total de residuos orgánicos generados en la comuna. Sin embargo, se requiere de un sistema de compostaje que tenga una capacidad de reciclaje de residuos orgánicos mayor a la actual, debido a que la comuna de Viña del Mar se declaró en emergencia climática y ecológica y busca seguir las metas de valorización de residuos orgánicos impuestos por el Ministerio del Medio Ambiente y la Hoja de ruta para un Chile circular al 2040 las que establecen la meta de valorizar el 30% de los residuos orgánicos generados a nivel comunal al año 2030. Es por ello, que en este trabajo se realizó un análisis técnico y de costos de dos alternativas de compostaje adecuadas para la implementación en la planta municipal. Estos análisis contemplan el funcionamiento, los requerimientos de infraestructura, equipamiento, mano de obra y los parámetros de control para el funcionamiento adecuado de la planta. Las dos técnicas seleccionadas fueron la técnica de pilas con volteo mecánico por medio de volteador de compost (opción A) y de pilas estáticas con cubierta semipermeable y aireación forzada (Opción B), ambas alternativas cumplen con una capacidad mayor a 19.000 ton/año lo que cumple con las metas de valorización descritas anteriormente. El análisis de costos evidenció que la opción A tiene un costo de implementación de 0,10 UF por tonelada valorizada, mientras que la opción B asciende a un costo de 0.61 UF por tonelada, además las alternativas poseen un tiempo de recuperación de la inversión de 1.3 años y 4.8 años respectivamente. Esta información favorecerá la toma de decisiones en cuando a la alternativa a utilizar por porte del municipio de Viña del Mar. Finalmente se proponen indicadores de calidad y eficiencia del proceso de compostaje y parámetros de control para evitar inconvenientes en el procesamiento del material y contaminantes en el compost resultante con el fin de aplicarlos en el procesamiento de los residuos contribuyendo a la mitigación del cambio climático de una forma segura y eficaz.Ítem Extracción de nutrientes desde cenizas de madera para el cultivo de microorganismos fotosintéticos con fines de restauración de suelos(Universidad de Valparaíso, 2023) Zúñiga Orozco, Álvaro Felipe Armando; Undurraga Peralta, DanielLos incendios forestales significan un retroceso sustancial en la sucesión ecológica de un ecosistema, debido a que la destrucción de la cobertura vegetal implica una exposición del suelo a procesos erosivos que amenazan su permanencia. Por ello se hacen necesarias estrategias para la recuperación de suelos como lo es la inoculación de cianobacterias fijadoras de nitrógeno en suelos degradados, dado que han demostrado su eficacia a largo plazo. Por otro lado, las cenizas de madera constituyen un residuo que se genera a gran escala y es descartado en su gran mayoría. Sin embargo, considerando su composición química contienen cantidades interesantes de micronutrientes, lo que transforma a este residuo en un candidato idóneo para ser aprovechado en el cultivo de cianobacterias. Con este trabajo se pretende evaluar estrategias de extracción de nutrientes desde cenizas de madera para la elaboración de medios de cultivo para cianobacterias fijadoras de nitrógeno. A tal efecto se ideó un procedimiento de extracción que constó de dos etapas: una acuosa (solo agua destilada) y otra ácida (usando una solución de HCl) donde se midieron los niveles de extracción de iones a distintas dosis de ácido/ceniza (meq H+/g ceniza) y tiempos de extracción. Posteriormente se diseñó un medio de cultivo considerando las concentraciones de nutrientes obtenidas en los extractos y la composición elemental de Anabaena cylindrica. Este medio de cultivo fue utilizado para el crecimiento de cianobacterias en un fotobiorreactor de placa angosta de 5 cm de recorrido de luz y una irradiancia de 200 μmol*m-2*s-1 (con ciclos de luz-oscuridad de 12:12) a temperatura promedio de 22°C. El cultivo de las cianobacterias se monitoreó midiendo su concentración, y rendimiento cuántico del fotosistema II (QY) en el tiempo como parámetro de su capacidad fotosintética. (En la etapa de extracción) se lograron rendimientos máximos de extracción de ion fosfato de 3,5% a condiciones de 17,5 meq H+/g de ceniza y 1 minuto de reacción. Esto permitió diseñar un medio de cultivo adecuado para el crecimiento de las cianobacterias (remarcar que se utilizó solo extracto). Ello se evidenció con el aumento sostenido de la biomasa en el tiempo, en donde se obtuvo una cinética de crecimiento lineal con una tasa de crecimiento de 0,336 g/día, el cual es comparable al crecimiento obtenido con medios de cultivo definidos, logrando un incremento en la biomasa de 7,07 gramos en 6 litros de cultivo a lo largo de 16 días. Además, el rendimiento cuántico del PS II se mantuvo estable, con valores de entre 0,40 y 0,47 muy similares a un cultivo con medio definido (y a obtenidos por otros autores con el mismo género de cianobacteria) (evidenciando un buen funcionamiento del aparato fotosintético con este medio de cultivo diseñado). Lo anterior demostró que mediante el tratamiento de las cenizas de madera con extracciones sucesivas de fase ácida y acuosa en ciertas condiciones es posible extraer los nutrientes necesarios para el cultivo de cianobacterias fijadoras de nitrógeno a escala de laboratorio, lo cual entrega fundamentos para la producción en masa de cianobacterias a partir de este residuo.Ítem Propuesta para el tratamiento de aguas residuales mediante la técnica de "humedales construidos" para la comunidad de los Guindos, Comuna de Melipilla.(Universidad de Valparaíso, 2023) Vargas Rodríguez, José; Undurraga Peralta, DanielEl concepto de cambio climático es un tema que genera gran preocupación en la actualidad, especialmente por los efectos que tiene sobre nuestro entorno, como lo puede ser la alteración de la disponibilidad de agua. En Chile, esto se ve evidenciado, entre otros efectos, en la sequía que afecta a la zona centro-norte del país. Otra problemática que tiene al recurso hídrico de protagonista es el tratamiento que se le da al agua posterior a su uso, más específicamente a nivel doméstico, donde, aunque en las áreas urbanas del país hay un porcentaje significativamente alto de población que se encuentra atendida por algún sistema de saneamiento, en zonas rurales el porcentaje de alcance de los sistemas de tratamiento convencionales es considerablemente más bajo que en las ciudades. En relación con ambas problemáticas asociadas al agua en nuestro país, ha surgido la necesidad de buscar alternativas que se adecúen al contexto de la zona y las necesidades propias de la población. Ante esta situación, surgen tecnologías de tratamiento de aguas servidas, las cuales se alinean con las exigencias que implica abordar la situación antes descrita. Se elaboró una propuesta para el tratamiento de aguas servidas en tres escalas poblacionales distintas, mediante la técnica de “Humedal construido” en la comunidad de Los Guindos, comuna de Melipilla, para lo cual la información se recopiló a partir de una revisión bibliográfica de diferentes aspectos, como experiencias anteriores, se analizó qué tipo de Humedal Construido (HC) se adapta mejor a las condiciones de este lugar, así como las características de estos distintos tipos de HC. Además, se debió considerar las condiciones meteorológicas, la topografía y la distribución poblacional en la comunidad objetivo. A través de la revisión, identificación y aplicación de las ecuaciones de diseño, se abordó la determinación de la superficie necesaria para los humedales y sus formas, teniendo en cuenta la cantidad de agua servida a tratar y la carga de contaminantes. También se consideró la selección de los materiales de construcción, así como los sistemas de entrada y salida de agua. La parte final de este trabajo se relacionó con la estimación de los costos de inversión que resultarían de la implementación de la propuesta. Dentro de los resultados obtenidos en el desarrollo de este trabajo, primero hay que mencionar que la base para desarrollar este trabajo fue la estimación de la cantidad de aguas servidas en la comunidad de Los Guindos, obteniéndose un valor total de 26,4 𝑚3/𝑑. Dentro de los resultados del desarrollo mismo de los sistemas de tratamiento de aguas servidas, destacaron las dimensiones de los humedales construidos para cada escala, en donde para la primera escala se obtuvo un humedal de 4 m de ancho x 8 m de largo y 0,5 m de profundidad. La segunda escala dio por resultado un HC de 20 m de ancho x 40 m de largo y una profundidad de 0,7 m. Por último, la tercera escala estableció un HC de 34 m de ancho x 54 m de largo y 0,7 m de profundidad. Luego de la estimación de los principales costos de inversión se concluyó que la mejor alternativa era generar dos humedales como el de la segunda escala, en donde la inversión por persona era menor.