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Potencial de producción de energía eléctrica a partir de residuos lignocelulósicos mediante la utilización de celdas de combustible microbianas (MFC)
(Universidad de Valparaíso, 2015-07) Astudillo Reyes, Pía Ignacia; Escobar, Ana; Cofré Carvajal, Ociel
El actual escenario energético, y la baja diversidad de la matriz energética de Chile, han repercutido en la necesidad de encontrar nuevas fuentes de energía, que resulten menos contaminantes para el medio ambiente. Conjuntamente a ello, el constante crecimiento demográfico mundial, ha traído consigo el incremento en la generación y acumulación de residuos. Actualmente, existen diferentes tipos de procesos y tecnologías disponibles para permitir su aprovechamiento energético, valorando de esta forma sus ventajas y eficiencia. Dentro de los residuos estudiados, se encuentran los residuos lignocelulósicos. De estos, destacan los residuos agroindustriales, los que mediante diversos procesos químicos, físicos y/o biológicos pueden ser desdoblados a azúcares simples tales como la glucosa. En este contexto de recuperación de energía, destacan las celdas de combustible microbianas, o más conocidas como MFC, debido a su gran capacidad para convertir la energía química en eléctrica y en las últimas investigaciones destacan su alto potencial para reducir la carga de materia orgánica. En este trabajo, una celda a escala de laboratorio fue construida y operada. Se empleó un MFC de doble cámara, utilizando glucosa como sustrato y la cepa Escherichia coli MG1655 como biocatalizador. Con electrodos de grafito y una membrana de intercambio de protones Ultrex CMI 7000, como separador. Se realizaron tres ensayos, operando durante 7, 24 y 30 h respectivamente, con una resistencia externa de 1kΩ para cada uno. El valor más alto de diferencia de potencial (V) ocurrió durante el tercer ensayo correspondiente a las 30 h de operación, obteniéndose un valor de 116,7 mV.
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Diseño de un sistema de tratamiento de aguas de bajo impacto, para el centro turístico Posada del Parque
(Universidad de Valparaíso, 2016) Vargas Díaz, Álvaro Orlando; Cerqueira Pinto, Joao Ricardo
En este trabajo se diseñó un sistema de tratamiento de aguas residuales de bajo impacto para el centro turístico Posada el Parque, ubicado a 5 km de la ciudad de Concón en la V Región de Valparaíso. En la actualidad este centro turístico no posee un sistema de tratamiento de sus aguas residuales, lo cual puede contribuir con la contaminación ya existente de cuerpos de agua cercanos como es el Humedal de Mantagua. Las etapas de este trabajo contemplaran una revisión de las distintas alternativas para el tratamiento del efluente generado por el centro turístico, para posteriormente seleccionar la opción más adecuada. Con esto se calcularon las dimensiones de tres sistemas de tratamiento y se seleccionaron las distintas operaciones unitarias, necesarias para el correcto tratamiento de las aguas residuales. Esto se complementó con una evaluación económica de las tres alternativas seleccionadas, para poder realizar una correcta comparación de las opciones propuestas.
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Diseño de un sistema de humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales domésticas provenientes del Lodge Posada del Parque, Región de Valparaíso
(Universidad de Valparaíso, 2016) Sepúlveda Valenzuela, Bárbara; Valencia Muñoz, Jairo
El agua es un recurso natural, muy necesario pero vulnerable, que se renueva a través del ciclo hidrológico y tiene un valor social, ambiental y estratégico para el desarrollo económico y social del país. Cubre aproximadamente el 71% de la superficie terrestre; y es fundamental para el desarrollo de la vida. En la actualidad, y debido al crecimiento constante que presenta la población humana, los sistemas acuáticos se han visto alterados a un ritmo acelerado, debido a su demanda, por lo que nos vemos enfrentados a graves problemas relacionados con el uso y mantenimiento de este recurso. Los Humedales, espacios de reconocido valor ambiental, fuente de biodiversidad y aporte de recursos hídricos, se han visto afectados por la agricultura intensiva e industrial, la contaminación, y el desarrollo urbanístico. Además, estos espacios se han convertido en un inesperado recurso económico pues son foco de atracción para un, cada vez más en alza, turismo verde. Es por esto que el lodge Posada del Parque, que cuenta dentro de sus dependencias con el Humedal de Mantagua, quiere contribuir con la conservación de este a través de la realización de un sistema de humedales artificiales para el tratamiento de sus aguas residuales domésticas, lo cual permitirá el aporte de agua al ecosistema, aguas que dejarán de ser un desecho residual convirtiéndose en una nueva fuente de recursos hídricos. El sistema de tratamiento a diseñar, consistirá en un Sistema de humedales artificiales, uno de tipo subsuperficial horizontal unido a uno de tipo superficial, diseñado específicamente para el tratamiento de las aguas residuales domésticas generadas, y estará construido típicamente en forma de un lecho o canal que contiene un medio apropiado. Por otro lado, también se diseñara un sistema de tratamiento para el servicio de lavandería de la posada. Estos humedales artificiales se encontraran ubicados en las instalaciones de la posada, y se contempla el uso de Phragmites sp, Typha sp y Scirpus sp. provenientes del humedal natural, para de esta forma no realizar la introducción de especies ajenas al sistema. Se espera que, el humedal en general, sea visto como una opción a los tratamientos convencionales de depuración de aguas residuales y sea una experiencia para que se generen nuevos estudios y conocimiento sobre esta sencilla y económica alternativa de tratamiento, contribuyendo así, al conocimiento acerca de los humedales artificiales y su potencial uso a través de la región.
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Propuesta de un plan de manejo de residuos sólidos para el Parque zoológico de Quilpué
(Universidad de Valparaíso, 2017) Montti Solís, Angela; González Carrasco, Alexa; Cerqueira Pinto, Joao Ricardo
El Parque Zoológico de Quilpué es un recinto municipal con instalaciones adecuadas para conservar, cuidar y criar especies de diversos animales, especialmente salvajes y exóticos, que puede ser visitado por el público. Está ubicado en la comuna de Quilpué, Región de Valparaíso y cuenta con un inventario de 540 individuos. Los procesos y servicios de esta entidad generan residuos sólidos por parte del público visitante y trabajadores, y residuos sólidos orgánicos de origen animal y vegetal. En el presente trabajo de título se propone un plan de manejo de residuos sólidos asimilables a domiciliarios, residuos sólidos orgánicos proveniente de las jaulas y residuos de jardín generados al interior del zoológico, con el fin de minimizar la cantidad de residuos destinados a relleno sanitario. En primera instancia se identificaron las fuentes de generación y los puntos de acopio de los residuos sólidos, para su posterior identificación, clasificación y cuantificación, con el propósito de elaborar un inventario de residuos generados. Se realizó una matriz de valorización para seleccionar la alternativa de manejo de residuos sólidos en función a la viabilidad técnica de aplicación a los requerimientos del zoológico. Las alternativas seleccionadas fueron compostaje y separación en origen, las cuales fueron desarrolladas en base a los requisitos de la normativa chilena vigente y el caudal volumétrico de residuos generados previamente identificado. Se evaluó el costo económico para el Plan de Manejo de Residuos Sólidos - Parque Zoológico de Quilpué, el cual asume un total de 146, 23 UF. La evaluación realizada mediante consulta a expertos y cotizaciones a diferentes portales y páginas web. Finalmente, las propuestas seleccionadas fueron documentadas en el Plan de Manejo de Residuos Sólidos, en el cual se detalla los lineamientos y directrices técnicas y administrativas para su implementación en el Zoológico de Quilpué.
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Potencial de la Energía nuclear en Chile como aporte a la generación de energía limpia y su incidencia en el cambio climático
(Universidad de Valparaíso, 2018) Gutiérrez Berríos, Javiera; Pacheco Navarro, Carolina; Cofré Carvajal, Ociel
Uno de los problemas energéticos a los que Chile se ve enfrentado actualmente se debe a la utilización de combustibles fósiles, lo cual alcanza un porcentaje mayoritario dentro de la matriz energética, y donde hoy se busca el reemplazo de estos por las ERNC como la eólica y solar fotovoltaica. Debido a esto, es necesario considerar la opción de diversificar la matriz energética de Chile, con el fin de tener escenarios o alternativas de fuentes de generación de energía distintas a las tradicionales, y reducir las emisiones atmosféricas y de gases de efecto invernadero para cumplir con los Acuerdos Internacionales a los cuales nuestro país está sujeto. En la actualidad, el sector energético es responsable del 75% de los gases de efecto invernadero que se emiten a la atmósfera, y justamente son las centrales térmicas que utilizan combustibles fósiles como el carbón, el diésel y el gas natural para sus operaciones las que contribuyen la mayor parte de estas emisiones. El presente trabajo busca establecer el potencial de una Central Nuclear para la generación de energía eléctrica en Chile en base a los resultados arrojados por dos software de modelación ambiental que permiten realizar la comparación de los impactos ambientales producto de las emisiones con una Central Termoeléctrica tradicional de nuestro país. El contexto de la modelación considera que ambas centrales se encuentran ubicadas en la ciudad de Huasco, en la III Región de Atacama. Para estimar los impactos sobre la salud de las personas se utilizó el software SIMPACTS, donde a partir del ingreso de datos de emisiones atmosféricas -en el caso de la central termoeléctrica- y de radionucleidos -en el caso de la central nuclear- calculó los costos de las externalidades. Además, se realizó un Análisis del Ciclo de Vida para ambas plantas mediante el software GEMIS, donde se consideraron distintos procesos, como la extracción, fabricación y enriquecimiento de combustible, el transporte de este hasta el lugar de operación, entre otros. Los resultados obtenidos por este estudio, arrojan que la inclusión de energía nuclear a la matriz energética del país sería un aporte al ámbito ambiental, ya que las emisiones de CO2 equivalente por kWh de electricidad generada alcanzan una reducción del 94% con respecto a una central termoeléctrica tradicional considerando todo el ciclo de vida. Además, si esa energía producida es empleada para reemplazar el uso de la leña, se cubriría el consumo anual de más del 20% de los hogares del país, brindando una solución efectiva a las personas que viven expuestas a altos niveles de contaminación debido a la mala ventilación y al mal uso de la leña.