Franco Zunino, Marucio López.
JI3 2012, número 2, páginas 62-66.

Abstract

El objetivo general de la investigación es analizar los efectos de la utilización de ceniza de cascarilla de arroz (CCA) como material cementicio suplementario en mezclas de hormigón, y a partir de los resultados, evaluar la proyección y aplicabilidad de dicho material en hormigones de alto desempeño usados en construcción. La relevancia de abordar el uso de nuevas adiciones minerales puede entenderse desde una perspectiva ingenieril al mejorar el desempeño del hormigón en algunos aspectos, como también desde la perspectiva ambiental, al permitir una reducción del porcentaje de clínker en el cemento y de las elevadas emisiones de CO₂ asociadas a su proceso de manufactura [1]. El proceso de fabricación del cemento se constituye hoy como una de las principales fuentes industriales de emisión de dióxido de carbono (CO₂). Datos de EPA [2] (Environmental Protection Agency, dependiente del gobierno de Estados Unidos), indican que la razón de producción de CO₂ es de 0,507 toneladas por cada tonelada de clínker producido. La cascarilla de arroz es un subproducto de la producción de este cereal. Del total en peso, un 20% corresponde a cascarilla, la cual se compone en un 75% de material orgánico y un 20% de sílice (SiO₂) aproximadamente. La ceniza de cascarilla de arroz se obtiene de la combustión de la cascarilla, con un rendimiento de producción cercano al 25% [3-5]. Si bien la combustión de la cascarilla para obtener ceniza también produce CO₂, si se logra insertar el uso de la cascarilla de arroz a nivel más amplio, es posible optimizar la huella de carbono neta del sistema. Estudios realizados en Tailandia [6], donde ya se utiliza la cascarilla de arroz en centrales de poder pequeñas, han comprobado que la huella de carbono neta es significativamente menor dado que, al ser un producto orgánico, el CO₂, liberado es recuperado a través del ciclo de carbono de la biomasa, ventaja comparativa frente a un combustible fósil.

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Fernanda Awad, Eduardo Peñailillo, Attilio Rigotti.
JI3 2012, número 2, páginas 58-61.

Abstract

La presencia de alteraciones en el metabolismo del colesterol constituye un importante factor de riesgo para el desarrollo de enfermedades cardiovasculares como el infarto al corazón y al cerebro, las cuales representan la principal causa de mortalidad en la población mundial. El colesterol junto con otros lípidos se transportan en la circulación sanguínea en complejos polimoleculares conocidos como lipoproteínas. Las lipoproteínas de alta densidad (HDL, High Density Lipoproteins) transportan el colesterol en el plasma sanguíneo desde los tejidos periféricos del cuerpo hasta el hígado (proceso determinado como transporte reverso de colesterol) para su posterior excreción hacia la bilis. Además del transporte reverso, se ha descrito que las partículas de HDL exhiben otras propiedades funcionales beneficiosas para el organismo como capacidad antioxidante, anti-inflamatoria, anti-apoptótica y anti-agregante plaquetaria [1]. Por lo tanto, el estudio de la funcionalidad de las HDL, más allá de su participación en el transporte reverso de colesterol, es importante para comprender mejor la actividad anti-aterogénica de las mismas y facilitar el desarrollo de nuevas terapias en medicina cardiovascular basadas en la modulación de estas propiedades protectoras de las partículas de HDL. Dentro de las condiciones patológicas de alto riesgo cardiovascular destaca la diabetes mellitus(DM), enfermedad que además de la hiperglicemia provoca alteraciones en el metabolismo lipídico y lipoprotéico. Desde un punto de vista epidemiológico, la carga de los sistemas de salud derivada de la enfermedad diabética es muy importante y se proyecta que aumentará 2,1 veces para el año 2030 [2], Por lo tanto, la investigación biomédica en esta área es de gran relevancia para el bienestar y los sistemas de salud de todo el mundo. Este proyecto se propuso estudiar el posible impacto de la diabetes sobre la funcionalidad de las partículas de HDL. Se espera comprobar que en ratones que padecen de diabetes mellitus se producen partículas de HDL con menor función antioxidante lo que comprometería las propiedades ateroprotectoras descritas anteriormente.

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Cristián Bravo, Carlos Bonilla.
JI3 2012, número 2, páginas 53-57.

Abstract

Las microalgas son organismos unicelulares que presentan distintos metabolismos. Por lo general se las considera fotoautótrofos, ya que poseen la capacidad de transformar carbono inorgánico (CO2) en materia orgánica compleja (p.ej. Lípidos, glúcidos y proteínas) [1,2]. Se encuentran presentes en ambientes naturales diversos y resultan relevantes para la industria bioenergética por su carácter renovable, su capacidad para utilizar CO2 desde diversas fuentes y por no requerir suelos de uso agrícola para su producción. Estos microoganismos han sido estudiados intensivamente en los últimos años dentro del campo de la bioenergía, ya que pueden ser empleados como materia prima sustentable en una planta bioquímica industrial o biorrefinería. A artir de ellos es posible producir combustibles como biodiesel, bioetanol, biohidrógeno y biogás; ademas de otros productos relevantes como fuentes proteicas para alimentación, nutracéuticos y fármacos. El aceite que producen muichas especies de microalgas en diversas condiciones ha mostrado ser materia prima utilizable en la producción de biodiesel. Este éster combustible se obtiene mediante un proceso llamado transesterificación y utiliza triglicéridos como materia prima convencional. Por su parte, a partir de la fracción de glúcidos de microalgas es posible producir bioetanol mediante la fermentación alcoholica de azúcares que se pueden obtener de ellas de manera directa o indirecta. También es posible obtener biohidrógeno, ajustando el metabolismo de diversas microalgas empleando diversas estrategias de proceso, y biogás, utilizando parte o la totalidad de la biomasa microalgal en un sistema de digestión anaeróbica. Todas estas fuentes combustibles resultan en una oportunidad relevante que podría permitir la disminución de la dependencia por los combustibles fósiles de la sociedad contemporánea. A nivel mundial, EEUU, Alemania, China, Japón y España se encuentran a la vanguardia en la I&D de proyectos microalgales, ya sea bioenergéticos o alimenticios. En Chile, CORFO y el Ministerio de Energía han entregado fondos relevantes para la formación de consorcios empresariales para la producción de biocombustibles a partir de micro y macroalgas. Al respecto, la Pontificia Universidad Católica de Chile participa del Consorcio AlgaeFuels S.A. a través de académicos de las facultades de Ingeniería y Ciencias Biológicas. También en Chile se han establecido iniciativas privadas como Clean Energy E.S.B., localizada en Ventanas, V Región. El objetivo general del trabajo aqui presentado es analizar – en términos económicos y energéticos- el uso de biomasa microalgal para la producción de biocombustibles en Chile, proveyendo un modelo que facilite la selección tecnológica, el diseño de procesos y el diseño de sistemas basados en microalgas. El modelo incluye el desarrollo de inóculo fotosintético de fotobiorreactores (FBRs), el cultivo de alta escala empleando la tecnología de piscinas abiertas, la cosecha de la biomasa microalgal, la extracción de compuestos de interés y la producción de biocombustibles y subproductos. El trabajo está siendo desarrollado en el contexto del convenio UC – Ministerio de Energía, cuyo objetivo es apoyar la investigación y obtener información relevante a nivel país sobre energías renovables no convencionales (ERNC), para contar con antecedentes actualizados y significativos que faciliten la elaboración de políticas en el ámbito energético.

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Daniela Cabrera, Carlos Bonilla.
JI3 2012, número 2, páginas 49-52.

Abstract

La protección del medio ambiente luego de la etapa de cierre de faenas mineras es un tema de creciente preocupación. Entre otros aspectos, esto se debe a los efectos asociados a la erosión y arrastre de los materiales provenientes de estas faenas [1]. Debido a esto, en los países desarrollados el plan de cierre o de recuperación de sitios mineros habitualmente considera el uso de modelos de simulación para la evaluación del impacto ambiental y el comportamiento del sitio en el mediano y largo plazo [2]. Dentro de los modelos de simulación más utilizados para el estudio de la erosión hídrica en sitios mineros destaca el Water Erosion Prediction Project WEPP [3]. Después de numerosas validaciones, el modelo WEPP ha probado ser una herramienta útil tanto para evaluar los efectos del cima y la condición del sitio como también la efectividad de los filtros vegetacionales en la reducción de la erosión [4]. En el caso particular de Chile, existen mas de 440 faenas mineras abandonadas las cuales se cerraron sin tomar las medidas de seguridad hoy exigidas [5]. Por otra parte, eñ 49% del territorio nacional presenta algún grado de erosión en los suelos [6]. De esta forma, la combinacion de factores climáticos y la presencia de materiales fácilmente erodables aumentan la probabilidad de ocurrencia de problemas ambientales de este tipo. De acuerdo a lo anterior, los objetivos de este estudio fueron: a) estimar la erosión en una antigua azufrera ubicada en el extermo norte de Chile mediante un modelo de simulación de procesos biofísicos y b) evaluar los efectos de un humedal existente a los pies del depósito minero en la reducción de la producción de sedimentos.

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Alejandra González, César Sáez.
JI3 2012, número 2, páginas 45-48/em>

Abstract

La universidad está inserta en un mundo con alto crecimiento económico y poblacional, fenómeno que incentiva el consumo excesivo, provocando un gran impacto en la capacidad de producción de recursos en el planeta. Por esta razón, se han creado diferentes indicadores que permiten cuantificar cuánto se está afectando al planeta, siendo la Huella Ecológica (HE) uno de ellos. La HE es una herramienta que agrupa varios tipos de consumo y los traduce en hectáreas biológicamente productivas necesarias para la mantencion de bienes y servicios. A pesar de que cálculos de indicadores como la HE se generan constantemente en otros países (EE.UU., Inglaterra, etc.) existen casos nacionales que son importantes de destacar. En el año 1998 Mathis Wackernagel, creador de la HE, realizó un estudio para la ilustre Municipalidad de Santiago, Chile, con el objetivo de calcular la Huella para la ciudad de Santiago [1]. Casi una década despues, en el año 2007, la estudiante Silvia Mabel junto con el profesor Jonathan Barton de la Ponrtificia Universidad Católica (UC), realizaron una evaluación similar [2]. Debido a que la UC es una de las universidades más respetadas del país, es necesario que sea partícipe de este cambio hacia un mundo más sano y equilibrado, y que a su vez se transforme en ejemplo para otras universidades e instituciones. Considerando que la Huella Ecológica es un indicador que permite comunicar fácilmente los impactos, se decidió realizar la primera evaluación de este indicador en el campus San Joaquín, con el objetivo de evidenciar los impactos preliminares para el año 2009 relacionados a los consumos de energía, transporte, agua, papel, gas natural, café, residuos generados y superficie de construcción.

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Pablo Fernández, Camilo Huneeus.
JI3 2012, número 2, páginas 40-44.

Abstract

El perro, primer animal domesticado por el hombre [1], puede ser clasificado según su nivel de vinculación con éste en supervisado, callejero, de vecindario o vagabundo [2]. En Latinoamérica existe una alta población de perros que deambulan por las ciudades, representando, tanto un problema de salud y seguridad pública, como un dilema ético acerca de la relación del hombre con la naturaleza y su entorno. Los últimos estudios realizados en Chile estiman la población canina en las calles de Santiago en alrededor de 215.000, de los cuales el 21,6% está en situación de absoluto abandono sin ningún tipo de dueño vinculado (Figura 1). La presencia de perros no supervisados se explica por diversos factores, destacando entre ellos la poca educación en tenencia responsable de los dueños [4] y la falta de políticas públicas a nivel nacional que aborden eficientemente la problemática, la cual exige además una legislación adecuada a la realidad de Chile. Debido a lo mencionado, desde la comunidad han surgido variadas organizaciones que de forma descentralizada intentan hacer frente a la situación. Las universidades, a través de iniciativas estudiantiles, no han estado ajenas a la problemática del abandono, maltrato y reproducción desregulada de canes. Las organizaciones allí creadas han desarrollado diferentes métodos de trabajo para tratar a los perros que habitan al interior de sus propios campus, pero dado el impacto que la universidad tiene en la sociedad, tanto en el corto como largo plazo, los autores estiman que estas agrupaciones también deben aprovechar el capital intelectual en un sentido educativo y propositivo. El objetivo de esta publicación es evaluar a través de una modelación matemática cómo las actividades realizadas por la organización estudiantil Animalia UC afectan en cantidad y tipo a la población de perros al interior del Campus San Joaquín de la Pontificia Universidad Católica de Chile, para así estimar el futuro comportamiento demográfico.

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Sebastián Garrido, Rodrigo Pascual.
JI3 2012, número 2, páginas 36-39.

Abstract

El estudio de confiabilidad y disponibilidad de los sistemas permiten predecir el momento de falla o reemplazo de los componentes. Desde hace mucho tiempo las empresas suministradoras de equipos y servicios de mantención han tenido problemas en la estimación de la demanda de componentes dada su naturaleza intermitente. Esto se debe a la secuencia de fallas y reemplazos programados que tienen los equipos, por lo que una mala estimación de la demanda tiene un impacto en los costos de inventario, produciendo pérdidas millonarias en el corto y largo plazo. Esta investigación, una de las primeras en su tipo, desarrolla un modelo de estimación de demanda basado en el análisis de confiabilidad de los sistemas, utilizando como input la o las fuentes de demanda. El modelo fue probado para un solo componente de los camiones mineros que se encontraban operando durante el 2011 en Chile. Se predijo la demanda de los componentes con intervalos de medición cuatrimestral y anual, logrando una diferencia porcentual promedio menos a 15% y 7% respectivamente, lo que significa un avance en la estimación de demanda intermitente utilizando data de mantenimiento y análisis de confiabilidad, al tener estimaciones más cercanas a la realidad.

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Fernando Henríquez, Carlos Jerez, Fernando Altermatt.
JI3 2012, número 2, páginas 32-35.

Abstract

Dentro de las técnicas desarrolladas en los últimos años en el campo de la anestesiología, destaca la anestesia regional periférica [1] . Este procedimiento consiste en la ubicación de los nervios, con el fin de proveer directamente una solución anestésica que logre bloquear la conduccion nerviosa y así producir una falta de sensibilidad en una región del cuerpo humano. A grandes rasgos, los médicos son capaces de estimular eléctricamente las estructuras nerviosas aprovechando la naturaleza eléctrica de los fenómenos de conducción nerviosa, produciendo flujos de cargas iónicas a través de las membranas neuronales mediante diferencias de voltajes. Lo último se obtiene con el uso de agujas conductoreas conectadas a fuentes de corriente de baja potencia. Así los medicos producen una respuesta motora que entrega información de la distancia que separa la aguja del nervio. Se trabaja con la hipótesis de que, si al mover la aguja por el tejido humano, disminuye la corriente necesaria para producir una respuesta por parte de la musculatura,k esto implica que la punta de la aguja está mas cerca del nervio. Los médicos entonces pueden formarse una idea de la ubicación de esta estructura y decidir en qué momento liberar la anestesia. Una variante de este procedimiento incorpora el uso de catéteres conductores [3] insertados a través de las agujas, mediante los cuales es posibles realizar una segunda estimulación para asegurar su correcta ubicación con respecto al nervio. El objetivo de estos dispositivos es proveer anestesia en forma continua, por ejemplo, en procedimientos postoperatorios. El uso de ultrasonido para apoyar el posicionamiento de la punta de la aguja en las vecindades del nervio indica que la interacción entre el tejido humano, la aguja y el catéter es de un grado de complejidad tal que la hipótesis fundamental en la que se sustenta el procedimiento puede no ser adecuada. En este trabajo se busca modelar la interacción entre el tejido humano, la aguja y el catéter con el fin de dar un primer paso en la comprensión de las propiedades eléctricas de las agujas, que en definitiva son las que determinan el éxito del procedimiento.

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Claudia Stuckrath, Loreto Valenzuela, Mauricio López.
JI3 2012, número 2, páginas 29-31.

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La precipitación microbiana de carbonato de calcio es una nueva técnica que se está investigando para sellar grietas y disminuir la porosidad del hormigón. Esta técnica ha sido usada exitosamente para reparar estructuras de piedras [1-4]. La primera aplicación in situ fue realizada sobre piedra caliza de Tuffeau, en el año 1993 en la torre de la Iglesia Saint Médard [5]. Además, se está estudiando su uso para mejorar suelos [6-7]. EL hormigón es un material con algunas caracteristicas particulares. Está constituido por dos fases: áridos o agregados y pasta de cemento. La estructura de la pasta de cemento, porosa y frágil está dada por una matriz amorfa de silicatos de calcio hidratados (C-S-H) que da la resistencia al hormigón. En los poros se alojan diferentes compuestos, uno de ellos es el hidróxido de calcio, el cual de el pH de 10-13 al hormigón [8]. Este pH básico hace que no proliferen con facilidad microrganismos en él. La precipitación microbiana de calcio ocurre debido a la utilización de bacterias Gram positiva que actúan como sitio de nucleación. Estas bacterias se caracterizan por tener una pared bacteriana electronegativa que atrae los iones calcio por lo que se incentiva la formación de cristales de mayor dimensión y más estables. Además, a pH básicos, la solubilidad del carbonato de calcio es menor, por lo que altos pH propician la formación de cristalbes [9]. Para remediar piedra y suelos, es necesario utilizar bacterias que pueden aumentar el pH de su entorno, por por esto se utilizan bacterias que son ureolíticas. En el caso del hormigón es diferente debido a su alto pH. El desafío en el caso del hormigón está en encontrar microrganismos alcalófilos que sobrevivan en él, y no en aumentar su pH como lo es para los demás materiales. En el presente documento describimos la caracterización del crecimiento de una bacteria alcalófila del género. Bacillus y cómo ésta actúa en muestras del hormigón agrietadas sellando las grietas mediante la precipitación del carbonato de calcio.

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