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Miércoles 9 de Diciembre. Seminario del Doctorado

A multiscale integrated numerical model for hydrodynamics and water quality. A case of study in tropical reservoirs

Presenta: Ingeniera. Juliana Alzate, Candidata a doctora en Modelación y Computación Científica de la Universidad de Medellín, Colombia.

Lugar y hora: via ZOOM a partir de las 16:00. Si está interesado en participar, contacte a Roberto Cabrales en el correo rcabrales@userena.cl

Resumen:

Water quality modeling plays an important role in understanding the magnitude and the different impacts that are shown in reservoirs. The change from lotic to lentic system that influences the hydrodynamics, sediment transport, hydrologic, and therefore that water quality. In this regard, to represent very complex hydrodynamic systems is needed the development of integrated water quality model, that effectively couple catchment and in – stream biogeochemical processes in the reservoir.

Some of the deficiencies in the approaches currently being adopted in many non-integrated studies, where artificial boundaries are included in the system, and then shows the need for a more integrated conceptual approach.

The research I propose tackles a multiscale methodology for numerical modeling simultaneously integrating hydrodynamics, hydrology and water quality, by applying it to several cases of study, especially tropical reservoirs. This proposal demonstrates that better or similar accuracy of traditional water quality modeling
can be achieved using an integrated model based on a realistic representation of all processes involved. This is, therefore, a much more robust model which is not influenced significantly by the position of boundaries. The robustness of the model gives increased confidence in predicted results for new scenarios. Hence better decisions can be made when considering investment strategies, appropriate for various treatment options and catchment management solutions in the
reservoir.

Exámenes de Calificación, de Avance y Tesis Defendidas

Simulación Numérica Eficiente de Fenómeno de Transporte con Cambio de Fase en Aplicaciones de Energía Solar

Candidata: Felipe Díaz.
Lugar y hora: Via zoom, a partir de las 14:30.

Comisión Examinadora:

– Dr. Diego Celentano, Pontificia Universidad Católica de Chile.
– Dr. Ernesto Castillo, Universidad Santiago de Chile.
– Dr. Nelson Moraga, Universidad de La Serena (Profesor guía).
– Dr. Roberto Cabrales, Universidad de La Serena (Profesor co-guía).
– Dr. Boris Dewitte, Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas.

Modelación del Transporte de Metales Pesados en Cuencas Fluviales de Zonas Áridas

Candidata: Daniela Castillo.
Lugar y hora: Via zoom, a partir de las 16:15.

Comisión Examinadora:

– Dr. Ricardo Oyarzún, Universidad de La Serena (profesor guía)
– Dra. Angéline Bertin: Departamento de Biología, Universidad de La Serena.
– Dr. Pablo Pastén, Pontificia Universidad Católica de Chile.
– Dr. José Arumí, Universidad de Concepción.
– Dr. Pablo Álvarez, Universidad de La Serena.

Diseño Energético Eficientes de Sistemas Térmicos utilizando Materiales de Cambio de Fase y su Aplicación en Congelación de Alimentos y Climatización Pasiva de Viviendas

Candidata: Diego Rivera.
Lugar y hora: Via zoom, a partir de las 13:30.

Comisión Examinadora:

– Dr. Nelson Moraga, Universidad de La Serena (profesor guía)
– Dr. Gerardo Díaz, Universidad de California, USA.
– Dr. Diego Vasco, Universidad de Santiago de Chile.
– Dr. Danilo Carvajal, Universidad de Concepción.
– Dr. Katerina Goubanova, Centro de Estudios Avanzados en Zonas Aridas, CEAZA.

Efecto de la Estructura Interna en el Trazado Hidrológico de un Glaciar

Candidato: Gonzalo Navarro.
Lugar y hora: Via zoom, a partir de las 15:00.

Comisión Examinadora:

– Dra. Shelley MacDonell, Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas.
– Dra. Linda Daniele, Universidad de Chile.
– Dr. Pierre Pitte, Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales, Argentina.
– Dr. Danilo Carvajal Araneda, Universidad de La Serena.
– Dr. Rémi Valois, Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas.

Predicción de flujos de masa y nergía en el interior de plataforma de hielo mediante modelos locales

Candidato: Marcelo Marambio.
Lugar y hora: Via Zoom, a partir de las 16:00.

Comisión Examinadora:

-Dra. Shelley MacDonell, Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas (Profesora guía).
-Dr. Nelson Moraga. Universidad de La Serena (Profesor co-guía).
-Dr. Francisco Fernandoy. Universidad Andrés Bello.
-Dr. Gino Casassa. Unidad de Glaciología y Nieves de la Dirección General de Aguas.
-Dr. Roberto Cabrales. Universidad de La Serena.

Interaction of synthetic jets with steady flows for energy and aerodynamic applications

Candidato: Jean Paul D’Alençon.
Lugar y hora: Via zoom, a partir de las 11:00.

Comisión Examinadora:

-Dr. Luis Silva, Universidad de La Serena (Profesor guía).
-Dr. Alfonso Ortega, Vilanova University, USA.
-Dr. Andrés Días, Universidad Diego Portales, Chile.
-Dr. Nelson Moraga, Universidad de La Serena, Chile.
-Dr. Danilo Carvajal, Universidad de La Serena, Chile.

Respuesta regional del régimen de precipitaciones en Chile Centro – Norte debido al efecto del Calentamiento Global

Candidato: Limbert Torrez.
Lugar y hora: Salón Multiusos, Edificio CETECFI. Campus Ignacio Domeyko de la Universidad de La Serena, Benavente 980, a partir de las 15:00.

Comisión Examinadora:

– Dra. Katerina Goubanova, Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas (profesora guía).
– Dra. Sonia Montecinos, Universidad de La Serena.
– Dra. Shelley MacDonell, Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas.
– Dr. José Rutllant, Departamento de Geofísica, Universidad de Chile.
– Dr. Ángel Muñoz: International Research Institute for Climate and Society, USA.

Modelación del Transporte de Metales Pesados en Cuencas Fluviales de Zonas Áridas

Candidata: Daniela Castillo.
Lugar y hora: Salón Multiusos, Edificio CETECFI. Campus Ignacio Domeyko de la Universidad de La Serena, Benavente 980, a partir de las 14:30.

Comisión Examinadora:

– Dr. Ricardo Oyarzún, Universidad de La Serena (profesor guía)
– Dra. Angéline Bertin, Universidad de La Serena.
– Dr. Pablo Pastén, Pontificia Universidad Católica de Chile.
– Dr. José Arumí, Universidad de Concepción.
– Dr. Pablo Álvarez, Universidad de La Serena.

Predicción de flujos de masa y nergía en el interior de plataforma de hielo mediante modelos locales

Candidato: Marcelo Marambio.
Lugar y hora: Salón Multiusos, Edificio CETECFI. Campus Ignacio Domeyko de la Universidad de La Serena, Benavente 980, a partir de las 9:00.

Comisión Examinadora:

-Dra. Shelley MacDonell, Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas (Profesora guía).
-Dr. Nelson Moraga. Universidad de La Serena (Profesor co-guía).
-Dr. Francisco Fernandoy. Universidad Andrés Bello.
-Dr. Gino Casassa. Unidad de Glaciología y Nieves de la Dirección General de Aguas.
-Dr. Roberto Cabrales. Universidad de La Serena.

Interaction of synthetic jets with steady flows for energy and aerodynamic applications

Candidato: Jean Paul D’Alençon.
Lugar y hora: Salón de Conferencias, Edificio CETECFI. Campus Ignacio Domeyko de la Universidad de La Serena, Benavente 980, a partir de las 16:00.

Comisión Examinadora:

-Dr. Luis Silva, Universidad de La Serena (Profesor guía).
-Dr. Alfonso Ortega, Vilanova University, USA.
-Dr. Andrés Días, Universidad Diego Portales, Chile.
-Dr. Nelson Moraga, Universidad de La Serena, Chile.
-Dr. Danilo Carvajal, Universidad de La Serena, Chile.

Seminarios y Congresos

Modelado computacional de materiales para incrementar la eficiencia de las celdas solares

Presenta: Dra. Ana Montero, Académica de la Universidad Tecnológica Metropolitana.

Lugar y hora: via ZOOM a partir de las 15:00. Si está interesado en participar, contacte a Roberto Cabrales en el correo rcabrales@userena.cl

Resumen:

La obtención de energía mediante procesos de absorción de luz y su almacenamiento será determinante para la vida en la Tierra. Afortunadamente, el uso de la energía solar y su almacenamiento ya cuenta con soluciones tecnológicas y la comunidad científica se enfrenta al desafío de incrementar su disponibilidad. Hoy el mercado fotovoltaico se comparte entre las tecnologías de silicio (Si), teluro de cadmio (CdTe) y selenuro de cobre, indio y galio (CIGS). Sin embargo, estas tecnologías tienen altos costos, que incluye problemas relacionados con la escasez natural de algunos materiales. La esperanza está enfocada en las tecnologías emergentes, como lo son las celdas solares orgánicas, las inorgánicas, las sensibilizadas por colorantes, y las de perovskitas híbridas (cómo muestra la figura). En todas ellas se utilizan materiales abundantes en la Tierra cuyos métodos de procesamiento son relativamente simples. No obstante, estas tecnologías son tan jóvenes que en muchos casos se desconoce cómo correlacionar los parámetros estructurales de los componentes, con sus propiedades optoelectrónicas, y con la eficiencia de conversión de energía que alcanzan sus celdas. Esta charla pretende mostrar cómo la modelación computacional de estos materiales puede aportar a la carrera por la eficiencia de las celdas fotovoltaicas. En particular, se expondrán ejemplos de simulaciones a nivel atomístico de defectos, efectos térmicos sobre la estructura de bandas, y diseño de interfaces estables. Además, se incluirá una descripción de las herramientas computacionales que requiere este tipo de investigación.

Implementación de un sistema de air free cooling para data centers utilizando condiciones metereológicas en Chile

Presentan: Elizabeth Bermúdez y Diego Martínez, tesistas del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de La Serena.

Lugar y hora: via ZOOM a partir de las 16:30. Si está interesado en participar, contacte a Roberto Cabrales en el correo rcabrales@userena.cl

Resumen:

Los data centers son edificios de alta performance que contienen el hardware que mayoritariamente sostiene la internet como la conocemos hoy en día. Su crecimiento en consumo energético ha ido en ritmo paralelo al crecimiento de la internet a nivel mundial. Gran parte de la energía que consumen los data centers se dedica a su refrigeración, por lo que prácticas eficientes reducen su consumo de energía a escala global, disminuyendo también su huella de carbono. Esta investigación evalúa el potencial de la implementación del método de Air Free Cooling utilizando una unidad de tratamiento de aire (AHU), para la refrigeración de un data center bajo diferentes condiciones meteorológicas. Chile es un país con una amplia gama de condiciones climáticas (desierto, mediterráneo, clima templado, lluvioso y tundra), lo cual podría llegar a ser una ventaja frente a otras regiones. 

El número de horas por año en que es posible la implementación de este método se determina utilizando una base de datos de 100 estaciones meteorológicas a lo largo del país. El modelo termodinámico considera un data center compuesto por 20 racks con una generación de calor de 10 kW por rack. Junto con esto analizamos el impacto de este método en el ámbito energético e hídrico comparándolo con el método de tratamiento de aire convencional que utilizan las unidades CRAH. El objetivo es elaborar mapas de cantidad de horas de air free cooling, ahorro energético e hídrico, analizando y contrastando esta información para así determinar las locaciones ideales para establecer un data center.

La estación con mayor cantidad de horas de air free cooling fue El Panul, ubicada en la Región de Coquimbo, siendo además la región cuyas estaciones meteorológicas cuentan con la mayor cantidad de horas de free cooling. La estación con mayor ahorro energético fue Lebu, perteneciente a la Región del Bio-Bío y finalmente, la estación con un mayor ahorro hídrico fue El Romeral, ubicada en la Región de Coquimbo.

Investigación aplicada en torno a la sustentabilidad

Presenta: Dra. Carolina Pizarro, Project lider en el área de sustentabilidad industrial de Fraunhofer Chile Research.

Lugar y hora: via ZOOM a partir de las 16:30. Si está interesado en participar, contacte a Roberto Cabrales en el correo rcabrales@userena.cl

Resumen:

Se presentan algunos de los proyectos y logros en los que Franunhofer Chile Research ha participado en el área de sustentabilidad, presentando los aspectos relevantes desde el punto de vista de su ejecución, gestión y las estratégias que permiten una adecuada relación y la transferencia tecnológica con empresas e institutos Fraunhofer en Alemania.

Predicción de flujos de masa y energía en el interior de plataforma de hielo: avances preliminares

Presenta: Marcelo Marambio candidato a doctor en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.

Lugar y hora: via ZOOM a partir de las 16:30. Si está interesado en participar, contacte a Roberto Cabrales en el correo rcabrales@userena.cl

Resumen:

En el contexto del cambio climático, las plataformas de hielo han sufrido grandes cambios en su estructura y composición interna debido a las alteraciones de los procesos atmosféricos, oceánicos e hidrológicos que afectan directamente la estabilidad de las masas glaciares. Estas variaciones pueden originar variaciones en la tasa de derretimiento de nieve y neviza en la superficie, lo que generaría cambios en la escorrentía e infiltración de agua líquida hacia su interior.
El presente estudio tiene como objetivo predecir el flujo de agua líquida y caracterizar los procesos de cambio de fase al interior de una plataforma de hielo, empleando modelos locales de fenómenos de transporte de energía y masa para determinar los principales factores que modifican la composición interna de las plataformas de hielo. En particular, se presentan resultados preliminares del derretimiento de hielo sometido a condiciones atmosféricas variables.

2do Congreso en Energía, Eficiencia y Sustentabilidad Ambiental (II CEES-2019), Hotel club La Serena.
web: http://doctoradoeama.userena.cl/cees-2019/

Novel Polymeric Composite Grafted with Metal Nanoparticle-dispersed CNFs based Sensing Devices: Efficacy in the Determination of Quality of Fruit

Presenta: Mohammad Ashfaq investigador del GIMEGA y del Instituto Multidisciplinario en Ciencia y Tecnología de la Universidad de La Serena.

Lugar y hora: Auditorio 1, Primer Piso Edificio CETECFI, Campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena, Benavente 980 a partir de las 16:30.

Resumen:

A cellulose acetate phthalate (CAP)-mannitol copolymer dispersed in the polyvinly alcohol (PVA) film was in situ mixed with the copper (Cu) metal nanoparticle (NP)-dispersed carbon nanofibers (CNFs). The synthesized polymer-metal-carbon nanocomposite was efficiently used as the chemiresistive sensor material for determining the quality (freshness) of banana via the measurement of electrical current during the release of ethylene (C2H4) gas from the banana samples. The prepared material was characterized for its physico-chemical properties, using different spectroscopic techniques such as scanning electron microscopy, atomic force microscopy, Fourier transform infrared, and X-ray photoelectron spectroscopy. The detection and quantitative limits for C2H4 gas were determined to be ~45 and 136 parts per billion (ppb), respectively, using differential pulse voltammetry measurements. Amperometry measurements showed a reversible response of the sensor within 30 s of the exposure of C2H4 gas. The efficient performance of the proposed material sensor was attributed to the formation of a Cu-C2H4O complex by the catalytic graphitic CNF surface and Cu metal nanoparticle, -COOH functional groups containing CAP having entrapping ability for C2H4, and increased electrical conductivity of the CAP-mannitol copolymer. The method for the synthesis of the sensor material was simple, and the response of the fabricated sensor towards ethylene detection was fast. The chemiresistive sensor developed in this study may be used for determining the quality of fruits that release C2H4 during their various developmental stages.

Key words: chemiresistive sensor; ethylene gas; nanocomposite; copolymer; carbon nanofibers.

Carbon nano-fibers decorated beads based adsorbents for Cr removal

Presenta: Neetu Talreja, investigadora del GIMEGA y del Instituto Multidisciplinario en Ciencia y Tecnología de la Universidad de La Serena.
Lugar y hora: Auditorio 1, Primer Piso Edificio CETECFI, Campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena, Benavente 980 a partir de las 16:30.

Resumen

This study describes the synthesis and characterization of porous carbon micro-beads decorated with Fe-grown carbon nanofibers (CNFs) for the effective removal of hexavalent chromium (Cr(VI)) ions by adsorption. The porous carbon beads (~ 0.5 mm) were produced by carbonization and activation of the phenolic precursor-based polymeric beads synthesized by suspension polymerization. Fe-nanoparticles (Nps) were in-situ incorporated within the polymeric beads during a polymerization step. CNFs were grown inside the beads by chemical vapor deposition using Fe Nps as the metal catalyst and benzene as the carbon source. Various analytical techniques were used to characterize the prepared materials. Adsorption tests were performed on the materials to determine their removal efficiency for Cr(VI) over the concentration range of 1-150 ppm in water under batch and dynamic conditions. The effects of concentrations, pH, and interfering ions in the solution on the adsorption capacity of the prepared materials were investigated. The operating conditions for dynamic tests included flow rate, height of the packed bed and inlet concentration. The results revealed that the prepared adsorbents had significant adsorption capacity (~40 mg g -1 ), which were comparable or larger than that of the materials discussed in the literature. Moreover, the uptake of the solute during flow was approximately the same as that obtained under batch conditions, signifying negligible mass transfer resistances. Further, the solute loading on the carbon beads decorated with the CNFs was greater than that without CNFs. Therefore, the Fe-CNF-grown porous carbon beads prepared in this study can be potentially used as packing materials for the column applied to the effective removal of Cr(VI) ions from wastewater under flow conditions.
Keywords. Adsorption; Carbon nanofibers; Carbon beads; Catalytic chemical vapor deposition; Hexavalent chromium; Wastewater
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Predicción de la temperatura de celdas fotovoltaicas a partir de variables atmosféricas utilizando Redes Neuronales Artificiales

Presenta: Andrea Torrejón, estudiante del programa de Magister en Energía y Sustentabilidad Ambiental de la Universidad de La Serena.
Lugar y hora: Auditorio 1, Primer Piso Edificio CETECFI, Campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena, Benavente 980 a partir de las 16:30.

Resumen

La temperatura de celdas fotovoltaicas es un factor importante en el rendimiento de un parque solar. Es por ello que existen distintos modelos predictivos con el fin de obtener valores que se asemejen a los datos experimentales. En este estudio se utilizó el entrenamiento de Redes Neuronales Artificiales (ANN) con el fin de predecir la temperatura de las celdas fotovoltaicas a partir de datos de rapidez del viento, radiación solar y temperatura ambiente, registrados en el Parque Solar Luna, ubicado en la localidad de Diaguitas, Región de Coquimbo. Esta metodología fue comparada con distintos modelos planteados en otros estudios, obteniendo que la predicción con ANN es más aproximada a los datos experimentales que los resultados obtenidos con otros modelos.

Aplicación de procesos de adsorción para el tratamiento de agua

Presenta: Adrián Bonilla-Petriciolet, profesor del Departamento de Ingeniería Química del Instituto Tecnológico de Aguascalientes, México.
Lugar y hora: Auditorio 1, Primer Piso Edificio CETECFI, Campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena, Benavente 980.

Resumen

Básicamente, la plática se centrará en describir la aplicación de procesos de adsorción, sus ventajas y áreas de oportunidades, para el tratamiento de agua contaminada por compuestos orgánicos e inorgánicos. Se describirán casos de estudio específicos asociados a la preparación de los materiales adsorbentes, la optimización de las condiciones de operación del proceso de tratamiento, así como su modelación.

Predicción de transferencia de calor turbulenta, radiación y cambio de fase en viviendas y alimentos con MVF
Presenta: Diego Rivera, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Lugar y hora: A partir de las 16.30 en el Auditorio 1, Primer Piso Edificio CETECFI, Campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena, Benavente 980.

Resumen: Los modelos de predicción de fenómenos físicos han permitido estudiar el comportamiento detallado de los flujos de calor por conducción y convección laminar en cavidades. En la actualidad, debido al tamaño de las geometrías y altos gradientes térmicos en aplicaciones prácticas, se ha requerido la incorporación de modelos de turbulencia tridimensionales y modelos de transferencia de calor por radiación superficial. En el presente estudio se utiliza el modelo de turbulencia RANS k-ɛ con funciones de salto para estudiar el proceso de congelación de carne en un freezer por convección natural tridimensional, y adicionalmente, el modelo de radiosidad discreto para estudiar el almacenamiento de energía solar en una cavidad con un vidrio como colector y un material de cambio de fase (PCM) como absorbedor. Los principales resultados obtenidos indican que el modelo de turbulencia empleado predice con mayor correlación la curva característica de congelación del alimento en comparación al modelo laminar respecto a los resultados experimentales. Respecto al almacenamiento de energía, la pared con PCM permite reducir los gradientes de temperatura en la cavidad y reducir las recirculaciones de aire.

Método de Volúmenes Finitos en Julia: Método de Proyección vs Secuencial-SIMPLE
Presenta: Felipe Díaz, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Lugar y hora: A partir de las 16.30 en el Auditorio 1, Primer Piso Edificio CETECFI, Campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena, Benavente 980.

Resumen En la mecánica de fluidos computacional, el principal problema a la hora de resolver las ecuaciones de Navier-Stokes es solucionar el acople presión-velocidad (P-V), debido a esto se han desarrollado diferentes algoritmos de acoplamiento, siendo sus dos principales ramas los pertenecientes a la familia SIMPLE y los Métodos de Proyección. La motivación del presente estudio, busca probar los algoritmos de acoplamiento SIMPLE, Proyección No Incremental (PNI) y Proyección Incremental (PI) bajo los diferentes problemas transientes de flujo inducido, convección natural y casos de solidificación de aluminio en cavidad. El principal objetivo es realizar una comparación entre la precisión y los tiempos de cálculo de los diferentes algoritmos, estos son programados en lenguaje Julia, empleando del método de volúmenes finitos. Cada caso es simulado bajo diferentes pasos de tiempo, seleccionando como el caso óptimo para cada algoritmo aquel que cumple con la desviación respecto a la referencia con el menor tiempo de cálculo, posteriormente se compran los resultados para encontrar el algoritmo mas eficiente. De los principales resultados se concluye que la solución obtenida por los algoritmos del Método de Proyección dependen fuertemente del paso de tiempo y que el algoritmo de la Proyección Incremental obtuvo una fuerte mejora en el tiempo de cálculo respecto a SIMPLE.

Proveniencia y dinámica de aguas e implicancias paleoambientales de carbonatos del sistema kárstico del seno Barros Luco, isla Madre de Dios, XII región, Chile
Presenta: Gonzalo Navarro, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Lugar y hora: Auditorio 2, Segundo Piso Edificio CETECFI, Campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena, Benavente 980.

Resumen Los sistemas kársticos se caracterizan por una organización hidrogeológica abierta, con una red hidrológica subterránea muy desarrollada, asociado a caudales irregulares que experimentan una rápida respuesta ante las precipitaciones, capaces de guardar señales en su contenido isotópico y/o geoquímico de acuerdo a su permanencia y recorrido. La hidrología basada en el análisis de isótopos ambientales, fundada en las variaciones observadas del contenido isotópico de las aguas naturales, permite obtener información valiosa de alcance regional acerca del origen, renovación y tiempo de tránsito del agua en el sistema considerado. El presente estudio representa la primera investigación sistemática de carácter hidrogeológico en el Archipiélago Madre de Dios, en el que se determina la dinámica e interacción de las aguas de sistema kárstico del Seno Barros Luco y se identifican las implicancias paleo-ambientales ligadas a la formación de las rocas carbonatadas de la unidad Calizas Tarlton.

Influencia de las propiedades químicas superficiales del carbón activado en la eliminación de microcontaminantes en un sistema de ozonización heterogénea
Presenta: Héctor Valdéz, Académico de la Universidad de la Santísima Concepción, Chile.
Lugar y hora: Salón de conferencias, segundo piso edificio CETECFI, Campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena, Benavente 980.

Resumen En este estudio, se evalúa el efecto de la exposición prolongada del carbón activado (CA) al O3 y su implicancia en la eliminación de contaminantes orgánicos emergentes. Se utilizó un CA comercial (Filtrasorb-400) que fue modificado químicamente por exposición continua al ozono. Se usó 2-hidroxibenzotiazol (OHBT) como contaminante modelo representativo de microcontaminantes emergentes. Los resultados revelan que la extensa exposición del CA al O3 debilita las interacciones adsorbato-adsorbente.

El CA altamente expuesto al ozono aumenta la concentración de grupos funcionales ácidos, llevando a una mayor concentración de grupos extractores de electrones de la superficie tales como anhídridos de ácidos carboxílicos y ácidos carboxílicos y a la reducción de la capacidad de adsorción hacia OHBT en el sistema de ozonización heterogéneo híbrido. En condiciones de pH cercano al punto de carga cero (pHPZC), la reducción de la adsorción podría deberse a una disminución en las interacciones dispersivas entre los electrones π del anillo aromático de las moléculas de OHBT y el sistema π de electrones de capas de grafeno del CA, dado una extensa exposición de la superficie del CA al O3. Sin embargo, a pH>pHPZC se obtiene una baja eliminación de OHBT debido a la aparición de interacciones electrostáticas repulsivas entre la forma ionizada de las moléculas de OHBT y la forma deprotonada de los grupos funcionales oxígenados que aparecen después de un largo contacto con el O3. Además, se propone un nuevo concepto para predecir el rendimiento del CA en un proceso híbrido de ozonización heterogéneo.

Preparación y caracterización de películas delgadas: aplicaciones orientadas al armado de celdas solares y al control de la corrosión
Presenta: Marcela Vázquez, Académica de la Universidad de Mar del Plata, Argentina.
Lugar y hora: Salón de conferencias, segundo piso edificio CETECFI, Campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena, Benavente 980.

Resumen Las películas delgadas, o recubrimientos, son ampliamente empleadas en diversas aplicaciones industriales. Pueden diseñarse para cumplir diferentes propósitos: disminuir la abrasión y el desgaste de piezas, aumentar la resistencia a la corrosión de componentes industriales o incluso pueden cumplir un rol más activo, como es el caso de junturas de películas semiconductoras que pueden absorber luz solar y promover la separación de electrones y huecos en dispositivos fotovoltaicos.

Al preparar un recubrimiento es importante tener en cuenta una serie de factores que dependen de su función. Entre ellos cabe mencionar su composición, la compatibilidad con el sustrato, la adherencia, la porosidad, la posibilidad de alcanzar el grado de cobertura y el espesor deseado, su estabilidad en el tiempo y la eventual producción de desechos tóxicos, la resistencia al desgaste y la factibilidad de llevar a escala industrial el proceso de preparación, con énfasis en la escalabilidad de las tecnologías de producción empleadas, el consumo energético y el costo. Pero al margen del rol que cumplan, es fundamental una caracterización exhaustiva que involucre una batería que técnicas de superficie que produzca información complementaria y permita obtener información detallada y confiable.

Se comentarán resultados de dos líneas de investigación en curso. Una de ellas está orientada a preparar películas delgadas semiconductoras, apuntando a reducir los costos de producción y métodos de síntesis que resulten amigables con el medio ambiente. La otra está dirigida a minimizar daños por corrosión en estructuras de hormigón armado expuestas al ambiente marino, empleando recubrimientos e inhibidores como métodos de prevención.

Energía Termosolar – Difusión de un nuevo polo de desarrollo para el Norte de Chile
Presenta: Mauro Henriquez Heimpeller, Investigador del Centro de Desarrollo Energético de la Universidad de Antofagasta.
Lugar y hora: Salón multiusos, tercer piso edificio CETECFI, Campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena, Benavente 980.

Resumen Es bien conocido el efecto de los gases invernadero sobre la capa de ozono y la responsabilidad de la combustión (como principal técnica de generación de energía eléctrica) sobre la emisión de algunos de estos gases. Por ello, se lleva muchos años estudiando, desarrollando e investigando nuevas técnicas de generación de energía eléctrica. Una de las energías renovables que podrían sustituir a los tradicionales métodos de generación de electricidad o aportar la energía complementaria que se requiere en las horas de mayor demanda energética, es la energía solar térmica o energía termosolar. Las razones que hacen de la energía solar térmica una buena elección de futuro son principalmente que es limpia e inagotable, y que, a diferencia de la fotovoltaica, puede seguir produciendo energía durante la noche, gracias a que posee un sistema de almacenamiento de calor.

El norte de Chile ofrece un conjunto de ventajas para desarrollar la tecnología de energías renovables de la Concentración Solar de Potencia CSP. La radiación solar es una de las mejores del mundo, un 30 a 50% más que en el sur de Europa, una amplia área desértica donde podrían emplazarse estas plantas, alta necesidad de energía dada la demanda minera, la cual es suministrada en la actualidad por combustibles fósiles, estabilidad económica y además un área abundante con sales de nitratos del desierto de Atacama. Asimismo, cuentan con una altitud bastante buena, que hace bastante limpia la atmosfera, y mucho sol.

Sistema de monitoreo de calidad del aire en Bolivia: herramientas para prevención y control de contaminantes
Presenta: Limbert Torrez, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Lugar y hora: Auditorio 2, segundo piso edificio CETECFI, campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena a partir de las 15:30.

Resumen Los sistemas de medición de la calidad del aire permiten conocer y evaluar el estado de la atmósfera a escala local y global en relación a las actividades contaminantes, principalmente de origen industrial, vehicular y comercial. El monitoreo tiene un rol central en el proceso de prevención y mitigación de contaminantes al proporcionar información útil para establecer bases científicas para el desarrollo de políticas y estrategias de regulación y control en la generación de contaminantes atmosféricos. La Red de Monitoreo de la Calidad del Aire (Red MoniCA) de Bolivia se constituye de un conjunto de sitios representativos de cada ciudad/región en los cuales se mide calidad del aire ambiente y su evolución para determinar el nivel de contaminación de distintas zonas del país.

Evolución del diagnóstico regional de suelos abandonados con potencial presencia de contaminantes, región de Tarapacá
Presenta: Daniela Castillo, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Lugar y hora: Auditorio 2, segundo piso edificio CETECFI, campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena a partir de las 15:30.

Resumen Dentro de los principales factores de degradación de los recursos naturales podemos encontrar la presencia de contaminantes en suelos y aguas, dado a la alta variabilidad de la migración de éstos hacia otros compartimentos del ecosistema. La regulación de la contaminación de suelos en Chile, en los últimos diez años, ha avanzado lentamente sin mayores normativas asociadas. Sin embargo, gracias a la Resolución Exenta N° 1.690/2011, Chile ya cuenta con un catastro regionalizado de los sitios abandonados con potencial presencia de contaminantes, de acuerdo a lo establecido en la Guía Metodológica para su identificación y evaluación preliminar. En este contexto, esta presentación tiene por objetivo presentar dicha metodología y sus principales resultados para la Región de Tarapacá.

El sistema de evaluación de impacto ambiental en Chile y su evolución
Presenta: Denisse Duhalde, Académica del Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de La Serena, Chile.
Lugar y hora: Auditorio 2, segundo piso edificio CETECFI, campus Ignacio Domeyko de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Serena a partir de las 15:30.

Resumen El Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA) es uno de los principales instrumentos de la institucionalidad ambiental en Chile. Fue creado bajo la Ley N° 19300 sobre Bases Generales del Medio Ambiente y entró en vigencia el 03 de abril de 1997 con la promulgación del D.S. 95. El SEIA es un instrumento de gestión preventivo que permite a la autoridad determinar si un proyecto o actividad cumple con la legislación ambiental vigente y se hace cargo de los potenciales impactos ambientales significativos. En este contexto, el objetivo de este seminario es describir el funcionamiento general del SEIA y su evolución en el tiempo.

Técnica de Discretización Variable para la Solución Numérica de Flujos Convectivos con Propiedades Variables
Presenta: Marcelo Marambio, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Lugar y hora: Auditorio 1 del Departamento de Química de la Universidad de La Serena a partir de las 15:30.

Resumen Los flujos convectivos son fenómenos que están presentes en gran parte de los procesos naturales, los cuales presentan una gran complejidad en su comprensión y descripción. Debido a esto, se proponen diversos métodos que logran predecir y describir con precisión el comportamiento de distintos procesos, donde interviene la mecánica de fluidos y la transferencia de calor. El presente estudio tiene como objetivo determinar la solución de problemas de flujos convectivos, donde las propiedades del material varían en función de la temperatura, considerando una técnica de discretización variable (Multigrid) para la reducción de tiempos computacionales mediante el Método de Volúmenes Finitos.

Pronóstico de vientos a corto plazo para generación de energía eléctrica con aerogeneradores en Qollpana – Cochabamba – Bolivia
Presenta: Limbert Torrez, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Lugar y hora: Auditorio 1 del Departamento de Química de la Universidad de La Serenaa partir de las 15:30.

Resumen Impulsados por la imperiosa necesidad de reducir los riesgos del cambio climático antropogénico es que se propone diversificar la matriz energética de Bolivia incluyendo fuentes de energía renovable, tales como la energía eólica, reduciendo la dependencia de fuentes fósiles con proyección al año 2025. La planificación eficaz de la energía renovable requiere de una base meteorológica sólida puesto que el pronóstico de la energía eólica depende en gran medida del modelado preciso de la dinámica atmosférica, especialmente de los vientos de capa límite y la estabilidad atmosférica. El presente estudio busca contribuir a la planificación nacional de energía eólica enfocándose en pronosticar las condiciones de viento con el modelo de meso escala WRF para el primer parque eólico en Bolivia implementado en 2009 y ubicado en la región de Qollpana – Cochabamba.

Trasferencia e integración del isótopo carbono 14 en el ciclo del carbono en el río Vienne bajo la influencia de la Central nuclear de Civaux, Francia
Presenta: Daniela Castillo, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Lugar y hora: Auditorio 2 del Departamento de Química de la Universidad de La Serenaa partir de las 15:30.

Resumen El carbono 14 (14C) es considerado como uno de los radioisótopos más importantes en los efluentes de las centrales nucleares dado a su contribución a la dosis recibida por el hombre a través de la cadena alimenticia. Este puede ser transferido como biomolécula fundamentales a través de procesos físicos, químicos y bioquímicos desarrollados en los ecosistemas acuáticos. Por consecuencia, la empresa de energía EDF (Electricité de France), en su departamento de Investigación y Desarrollo, ha desarrollado diversos modelos de calidad de agua para simular las concentraciones de radioisótopos presentes en función de las interacciones bioquímicas entre los trazadores. En este contexto, este análisis corresponde a una primera aproximación para el río Vienne, donde se identifican los parámetros y variables a considerar en la calibración del modelo buscando incorporar el 14C moderno de origen antropogénico.

Evaluación difusa de la vulnerabilidad intrínseca de un sistema de agua subterránea perteneciente a un acuífero volcánico en un valle andino chileno.
Presenta: Denisse Duhalde, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Lugar y hora: Auditorio 2 del Departamento de Química de la Universidad de La Serena partir de las 15:30.

Resumen La determinación de la vulnerabilidad intrínseca de un acuífero mediante métodos paramétricos tradicionales requiere una gran cantidad de información. Por lo que la escasez de datos es un factor que dificulta la obtención de los índices de vulnerabilidad. En este contexto, se presenta una propuesta basada en lógica difusa para enfrentar la incertidumbre generada por la escasez de datos en la evaluación y generación de mapas de vulnerabilidad de un sistema de agua subterránea ubicado en el complejo volcánico Nevados de Chillán. La cual resultó útil para obtener información adicional en los procesos de toma de decisiones relacionados con planificación territorial y/o evaluación ambiental de proyectos.

Modelación numérica y simulación computacional de fenómenos de transporte de masa y cambios de fase.
Presenta: Marcelo Marambio, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Lugar y hora: Auditorio 2 del Departamento de Química de la Universidad de La Serena a partir de las 15:30.

Resumen La mecánica de fluidos computacional (CFD) es una rama de la mecánica de fluidos que emplea modelación numérica y simulación computacional para la solución de problemas. El objetivo principal de este seminario es presentar distintas herramientas computacionales para la descripción de problemas complejos, incluyendo modelación de turbulencia y materia sólida granular, además de destacar la importancia de la simulación como complemento al análisis experimental. En este trabajo se muestran dos principales áreas de estudio: la acumulación de nieve a través de barreras porosas y la solidificación de aleación ternaria, ambos problemas son resueltos mediante el método de volúmenes finitos con diversos algoritmos y diferentes técnicas.