2021

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Nuevo esquema de predicción-corrección para MVF aplicado en acumulación de energía térmica con cambio de fase

Juan Jaime, estudiante del Magister en Energía y Sustentabilidad Ambiental de la Universidad de La Serena.
Fecha: 27 de octubre.

Resumen: Este trabajo presenta resultados de acumulación de energía térmica en la fusión de cera parafínica en un medio poroso formado por una esponja metálica de aluminio. El modelo matemático de convección natural con cambio de fase se resuelve con el método de volúmenes finitos empleando un algoritmo original, SIMPLERnP, que se compara con SIMPLER e IDEAL. La precisión del cálculo de la velocidad y temperatura obtenida con cada algoritmo se evalúa en relación a los resultados experimentales y numéricos disponibles en la literatura. La eficiencia de cada algoritmo se investiga determinando el efecto de la variación del coeficiente de sub-relajación de la velocidad en el tiempo de cálculo, para la convergencia requerida de 10-6, para todas las variables dependientes: u, v y T. Los resultados muestran que SIMPLERnP, con cuatro ciclos de corrección de la presión, n = 5, es el algoritmo más robusto. La conclusión indica que en la medida que la complejidad matemática del problema aumenta, el uso del algoritmo SIMPLERnP tiene ventajas más significativas en la disminución del tiempo de cálculo. El empleo de cera parafínica como material de cambio de fase permite maximizar la energía almacenada mediante la fusión, mientras que el efecto de la esponja metálica de aluminio incrementa la conductividad y capacidad térmica aumentando la rapidez del almacenamiento y liberación de energía.

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Distribución de Temperatura en Paneles Solares

Loreto Ibáñez, estudiante del Magister en Energía y Sustentabilidad Ambiental de la Universidad de La Serena.
Fecha: 20 de octubre.

Resumen: Dada la situación energética global, el desarrollo de mecanismos para la obtención de energía a través de fuentes renovables no convencionales es parte esencial de la investigación y desarrollo actualmente, donde la búsqueda de fuentes de energía alternativas es una de las grandes preocupaciones. Es así que una de las tecnologías más estudiadas y utilizadas es la energía solar fotovoltaica, cuyo principio de funcionamiento se basa en la conversión directa de la energía luminosa proveniente del Sol en energía eléctrica a través de una serie de subprocesos. El desarrollo y uso de paneles fotovoltaicos (PV) para la captación de esta energía ha logrado avances notables en esta última década, con énfasis en reducir la brecha de eficiencia alcanzada por estos dispositivos; la cual, según diversos estudios, es consecuencia directa e indirecta del modo en que la temperatura se distribuye en los PV. En la siguiente presentación se expondrán algunos efectos de la distribución anómala de temperatura en paneles fotovoltaicos en su operación, así como los efectos directos y posibles mejoras o soluciones a este fenómeno.

Acuaponía, una alternativa para el reuso de agua y generación de biomasa

Carlos Cortés, estudiante del Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Fecha: 6 de octubre.

Resumen: En la actualidad fenómenos antropogénicos, como el constante crecimiento demográfico, el cual a su vez propicia la escasez de recursos como el agua y los suelos; tanto para uso y consumo, como para el cultivo, ha llevado a que la producción sostenida para satisfacer las necesidades alimentarias de la población en países subdesarrollados y en vías de desarrollo, esté bajo un constante stress, presionando aún más los limitados recursos antes mencionados. Es en este sentido que la técnica de la acuaponía; la cual se define como un sistema de producción biointegrado esencialmente entre peces y hortalizas, surge como una opción atractiva a la problemática planteada, siendo ella el eje central de esta charla. Dentro de las peculiaridades que tiene la acuaponía está la de permitir el reuso del agua en el proceso infinitas veces, por medio del tratamiento natural y de bajo impacto, ejecutado por los procesos biológicos innatos de las hortalizas, aprovechando entonces eficientemente los desechos (RILES) ricos en nutrientes generados por la acuicultura, y por último aportando a la generación de biomasa para el consumo humano, cerrando un círculo virtuoso. En esta charla además se presentarán conceptos asociados a estos sistemas, así como también el rol de algunas ciencias, como la acuicultura, agronomía y mecánica computacional para su tecnificación. Por último, se presentarán algunas experiencias y resultados preliminares del uso de la mecánica de fluidos computacional para el diseño de estos sistemas..

Diseño Térmico Computacional de Sistemas de Enfriamiento de Panel Fotovoltaico con PCM

Daniela Martinez, estudiante del Magister en Energía y Sustentabilidad Ambiental de la Universidad de La Serena.
Fecha: 29 de septiembre.

Resumen: Altas temperaturas de operación en paneles fotovoltaicos reducen la eficiencia de generación eléctrica del sistema. Debido a esto, la presente investigación tiene como objetivo generar conocimientos para el diseño de un sistema de refrigeración pasivo para paneles fotovoltaicos empleando materiales de cambio de fase (PV-PCM). Adicionalmente se realiza un estudio de algoritmos de acoplamiento para resolver el acople presión-velocidad-temperatura, evaluando el algoritmo Secuencial SIMPLE con el método de proyección de corrección de presión Incremental (MPI) bajo las mismas configuraciones. La metodología de solución del trabajo es de carácter numérica, empleando códigos de elaboración propia en el método de volúmenes finitos en lenguaje Julia. El sistema PV-PCM es estudiado con cinco PCMs en configuraciones de una y dos capas para un ciclo día-noche bajo las condiciones atmosféricas de un día promedio de verano e invierno. El lugar de estudio es la ciudad de Vicuña (Región de Coquimbo, Chile). Los resultados indican que: (1) El algoritmo de acoplamiento MPI es más rápido que el algoritmo SIMPLE. (2) El sistema PV-PCM es descrito precisamente con un modelo de conducción mejorada con cambio de fase en 1D, el cual reduce los tiempos de cálculo en dos órdenes de magnitud respecto a un modelo de convección-difusión 2D. (3) Lo configuración óptima para el sistema PV-PCM es con una capa de PCM: 30mm de espesor de CaCl2-6H2O para el día de verano y 30 mm de espesor de RT-21 para el día de invierno, con una mejora en la generación eléctrica de 7.5% y 3.4% respectivamente.

Obtención de Estruvita a partir de digestato de purines de cerdos mediante la adición de Bischofita y Zeolita

Katherine Muñoz, estudiante del Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Fecha: 08 de septiembre.

Resumen: Una de las principales problemáticas de la producción de cerdos, en la industria agropecuaria, es la disposición de los residuos: heces, restos de comida, agua de lavado de los corrales, etc. o también conocidos purines, sin embargo, estos desechos son ricos en nutrientes como el amonio y el fósforo. Por lo mismo en la actualidad existen empresas que los tratan y luego depositan directamente en los campos de cultivo, sin embargo, las dosis no están reguladas y la alta concentración de los nutrientes se transforma en un problema ambiental. Una forma más eficiente de tratar los residuos es por medio de la generación de estruvita, la cual tiene ciertas propiedades, que ayudarán a controlar el problema de saturación de nutrientes.

Water price and data aggregation levels: insights from a water-stress country

Dra. Yarela Flores, académica de la Universidad de La Serena.
Fecha: 01 de septiembre.

Resumen: En un contexto de creciente escasez de agua mundial, es importante que los encargados de políticas públicas y los proveedores de servicios de agua, consideren la gestión de la demanda a través de los precios como una opción viable para reducir la brecha entre oferta y demanda. En general las políticas de precios, son consideradas herramientas efectivas y con menor pérdida de eficiencia que políticas alternativas de comando y control (i.e racionamiento, campañas de información que incentiven la conservación o incorporación de nuevas tecnologías de ahorro de agua) para gestionar la demanda de agua. Sin embargo, las políticas de precios solo serán efectivas, en la medida que la demanda tenga algún grado de elasticidad precio, es decir, que exista una disminución significativa de la cantidad demandada de agua ante aumentos de los precios. Lo que hace aún más compleja la tarea es que el diseño del precio del agua debe satisfacer necesidades de las generaciones actuales y futuras, eficiencia en el uso de los recursos, la recuperación total de los costos (incluidos los costos de suministro, costos de oportunidad y externalidades económicas), viabilidad económica del abastecimiento de agua, y equidad y justicia para los usuarios.
Este trabajo comprueba si el uso de datos con distinta agregación afecta a los resultados de la estimación de la demanda, para ello se estima la demanda de agua residencial en una zona de Chile con datos agregados, semiagregados e individuales, encontrando que se puede utilizar información sociodemográfica agregada para estimar demanda de agua residencial, y evitar incurrir en costos de recolección de información o seguimiento, al aplicar encuestas individuales para una submuestra. Sin embargo, sí se debe tener énfasis en la recolección de la mayor cantidad posible de información de consumo y precios individuales a través de la compañía sanitaria, en pos de obtener estimaciones precisas para la generación de resultados y aplicación de políticas.

Técnicas para la disposición y tratamiento de residuos de medicamentos domiciliarios

Juana Fernandes, estudiante del Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Fecha: 07 de julio.

Resumen: La expansión del mercado farmacéutico, el aumento poblacional y la prevalencia de enfermedades crónicas ha generado cuestionamientos sobre el consumo de medicamentos y su tratamiento cuando se convierten en residuos en los hogares. El tratamiento de estos residuos sólidos (RS) toma relevancia debido a que la obligatoriedad de su recolección ha crecido a lo largo de años en la política de diversos países. Por eso, el objetivo de este estudio es identificar la diversidad de tratamientos de residuos de medicamentos domiciliarios (RMD), con enfoque tanto en técnicas tradicionales como innovadoras, con el propósito de destacar las alternativas de tratamientos de RMD más sustentables. Para esto, la metodología adoptada tiene finalidad descriptiva y enfoque cualitativo, basándose en informaciones secundarias. Entre los tratamientos convencionales se destacan los del tipo térmico (coprocesamiento o incineración), mientras opciones menos sostenibles como los procesos fisicoquímicos destinados a inmovilización (encapsulación o inertización) son generalmente adoptadas en casos donde no se dispone de tratamientos térmicos. Las técnicas sustentables con destaque en la literatura son el compostaje y el reciclaje de blísteres, sin embargo, siguen a nivel experimental. Así, es sustancial que los sistemas de recolección registren y clasifiquen correctamente los RMD recibidos para favorecer la elección del más adecuado sistema de tratamiento y disposición final, considerando la factibilidad técnico-económica, tiempo y espacio requerido para ejecución y aspectos de sostenibilidad.

Experiencias de implementación de materiales de cambio de fase en la modificación de la envolvente térmica de viviendas y sistemas de climatización de edificaciones

Diego Vasco, académico del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Santiago de Chile.
Fecha: 30 de junio.

Resumen: Los materiales de cambio de fase (PCM) se han convertido en una alternativa factible para aumentar la eficiencia energética y mejorar los índices de confort térmico, considerando todo tipo de edificaciones y diferentes contextos alrededor del mundo. En esta presentación se destacan primero una serie de experiencias relacionadas con la caracterización térmica y mecánica de materiales constructivos ligeros modificados con PCM. Además, se presentan resultados experimentales y de simulaciones computacionales del comportamietno térmico de viviendas y edificaciones, considerando el contexto normativo y ambiental chileno.

Microalgas, una alternativa para generar biocombustibles

Cristian González, estudiante del programa de Magister en Energía y Sustentabilidad Ambiental de la Universidad de La Serena.
Fecha: 23 de junio.

Resumen: Durante las últimas décadas, el consumo de energía primaria ha ido en aumento con tendencia exponencial. El consumo energético actual se basa mayoritariamente en los combustibles fósiles. Por el proceso de combustión involucrado para la producción de energía en el uso de estos combustibles se emiten a la atmósfera cantidades considerables de CO2, considerado como uno de los factores más importantes en el cambio climático. El mundo se enfrenta a futuros retos energéticos puesto que se ha indicado que las reservas de combustibles fósiles comenzaran a volverse cada vez más escasas. Esto ha impulsado el desarrollo de fuentes de energías renovables. Dentro de estos tipos de energía se encuentra la biomasa cuyo término genérico se refiere al conjunto de la materia biológicamente renovable, de la que se puede obtener biocombustibles como el biodiesel, obtenido de aceites de plantas o algas, y el bioetanol. Actualmente hay un gran interés por la producción de grandes cantidades de biocombustibles como alternativa a los combustibles fósiles, que puedan utilizarse para la generación de electricidad y calor. Particularmente, el biodiesel es una interesante alternativa para cubrir parte de la demanda energética de combustibles derivados de petróleo destinados al transporte. En este contexto, las microalgas están generando un gran interés como fuente de biomasa debido principalmente a que pueden llegar a presentar productividades más elevadas que los cultivos terrestres tradicionales, gracias a una eficiencia fotosintética mayor.

Optimización del proceso de síntesis del compósito BiOI/mordenita (90) para la degradación fotocatalítica de compuestos fenólicos presentes en aguas

Alejandra Gallegos, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Fecha: 09 de junio.

Resumen: Los residuos industriales líquidos se tratan mediante procedimientos físicos, químicos y biológicos para eliminar contaminantes del efluente. Sin embargo, los tratamientos de aguas residuales convencionales no están diseñados para eliminar de manera eficaz los compuestos orgánicos difíciles de degradar, o bien, estas plantas no incluyen tratamientos para la remoción de este tipo de contaminantes. En este escenario, los Procesos de oxidación avanzada (POA) son una buena alternativa para eliminar compuestos orgánicos persistentes, debido a su elevada capacidad oxidante. La fotocatálisis heterogénea (POA), es un proceso rápido, de bajo costo y utiliza radiación solar. Además, este proceso ha demostrado una alta eficiencia en la degradación de este tipo de contaminantes. El oxiyoduro de bismuto (BiOI) ha sido estudiado como un potencial semiconductor para la eliminación de contaminantes orgánicos con baja biodegradabilidad, debido a su alta actividad fotocatalítica a escala de laboratorio bajo radiación solar simulada. Sin embargo, el BiOI puro presenta problemas en los procesos de separación, recuperación y reutilización para su posible aplicación a escala industrial. Por ello, es necesario inmovilizar el BiOI en un soporte mayor. Entre los soportes más utilizados se encuentran las zeolitas sintéticas, porque exhiben excelentes propiedades de adsorción y estabilidad. En esta investigación, se sintetizaron 11 compósitos usando el método de coprecipitación/crecimiento solvotermal a diferentes condiciones de síntesis (tiempo y temperatura), utilizando la metodología superficie de respuesta (RSM) y como variable respuesta la degradación de ácido cafeico en agua. Se determinó que las condiciones optimizadas para la síntesis de este compósito son 187°C y 9 horas.
Palabras claves: Oxiyoduro de bismuto (BiOI), Zeolitas sintéticas, Condiciones óptimas de síntesis.

Control local y monitoreo en red de una cámara bioclimática para clonación de especies vegetales

Álvaro Valderrama, estudiante del Programa de Magister en Energía y Sustentabilidad Ambiental de la Universidad de La Serena.
Fecha: 26 de mayo.

Resumen: Se construyó una cámara bioclimática a escala de laboratorio con controles de temperatura y riego junto a un sistema de monitoreo en red para el proceso de clonación de especies vegetales mediante la técnica de esquejado. El esquejado consiste en la utilización de ramas de una planta denominada madre para crear una nueva planta denominada hija. Para que el esquejado sea exitoso se requiere de unas condiciones especiales que, con un adecuado control, es posible lograr con una cámara bioclimática. Los requerimientos de temperatura y humedad de hoja de la cámara están basados en un estudio anterior que indican como condiciones óptimas un rango de 20 a 30 [°C] de temperatura en el suelo y una humedad de hoja de 60 a 80 [%]. Para lograr los niveles de temperatura y humedad de hoja, la cámara se equipó con dos actuadores: un inyector de calor utilizando dos refrigeradores termoeléctricos regulados por un transistor Mosfet y una válvula solenoide que regula el paso de agua a un sistema de tuberías y aspersores. Las pruebas del sistema de monitoreo Web en una red local, las pruebas sobre el controlador PI digital y las pruebas del control de regadío mediante tiempo resultaron satisfactorias cumpliendo adecuadamente los objetivos del trabajo. Se desarrolló una evaluación técnica y se compararon los costos asociados de la cámara bioclimática con un equipo alternativo en el mercado presentando un ahorro sustancial. El producto final consiste en tres módulos: un módulo de control de temperatura; un módulo de control para el riego; y un módulo de monitoreo en red.

Monitoreo de la sequía y uso de un índice para la toma de decisiones

Héctor Maureira, estudiante del Programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena. Fecha: 12 de mayo.

Resumen: En las últimas décadas los eventos de sequía han impactado billones de personas en todo el planeta. Este fenómeno no solo afecta en términos de su magnitud, sino que también en su duración. Prueba de ello es la “Megasequía” que aún se desarrolla en Chile y que en innumerables ocasiones se considera un “enemigo silencioso”. Existen dos enfoques para abordar una situación indeseada: gestión del riesgo y gestión de la crisis. La primera puede definirse como una iniciativa proactiva, la cual considera procesos para mitigar eventuales impactos de una sequía. La segunda mirada es conocida como una iniciativa reactiva, que acude cuando el evento se encuentra en pleno desarrollo, generando colapsos en los sistemas relacionados con ella. En este contexto, una serie de herramientas permite fortalecer la gestión del riesgo, entre ellas, los índices de sequías, que habitualmente se encuentran en plataformas online o bien, estimados a partir de procedimientos de cálculo ya establecidos. Uno de ellos es el índice SPI (Standardized Precipitation Index), producto que permite, previo procesamiento estadístico de registros pluviométricos para una estación en particular, identificar períodos de sequía meteorológica. Además, su uso es recomendado por la Organización Meteorológica Mundial. Este índice es una de las herramientas disponibles para enfrentar una sequía en Chile, que, mediante su aplicación para una comuna en particular, permite tomar la decisión de decretarla como zona de escasez. Con ello, la autoridad puede hacerse de nuevas atribuciones para enfrentar una sequía, sin mediar impactos en otros sistemas que se abastecen del recurso hídrico.

Pasado, presente y futuro de la crioconcentración

Dr. Patricio Orellana, Investigador Posdoctoral del Departamento de Biotecnología de la Universidad Tecnológica Metropolitana.
Fecha: 05 de mayo.

Resumen: En los últimos años, la escasez de agua se ha convertido en un problema mundial debido a la alta demanda de agua por parte de las comunidades, ciudades, industrias, agricultura, entre otros. Así, para el 2050, se espera que la demanda de agua aumente entre un 2% a 4%, con una demanda de energía entre un 20% a 30%. En consecuencia, se están explorando tecnologías innovadoras para recuperar, concentrar, purificar y/o extraer agua del mar o aguas residuales, para luego, dicha agua recuperada pueda ser reutilizada en otros lugares. De esta forma, en los últimos años, la crioncentración ha llamado la atención de los investigadores debido a sus múltiples características. Específicamente, la crioconcentración es una tecnología que utiliza temperaturas de congelación para solidificar el agua desde una muestra líquida, provocando la formación de un bloque de hielo poroso, y así, es posible utilizar los canales formados por los cristales de hielo para retirar la solución no congelada, es decir, el bloque congelado se separa en una fracción congelada (agua pura en forma de cristales de hielo) y una fracción crioconcentrada (fracción retirada de entre los cristales de hielo). Por lo tanto, la crioconcentración es una tecnología prometedora con gran potencial medioambiental que puede aliviar el estrés hídrico en el futuro, ya que permite la recuperación de agua pura desde cualquier muestra líquida.  Así, la presentación tiene como objetivo dar a conocer los fundamentos, tipos, utilización actual y futuras perspectivas de la crioconcentración, dando una miraba global de sus usos en diversos ámbitos de la ciencia e investigación..

Interacción de synthetic jets con flujos constantes para aplicaciones aerodinámicas y energéticas

Jean Paul D’Alençon candidato a Doctor en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Fecha: 28 de abril.

Resumen: Los synthetic jets (SJ) son chorros producidos por la periódica expulsión y succión de aire a cierta frecuencia. Cuando interactúa un SJ con otros flujos convencionales (jets o flujo externo), el fluido combinado puede inclinarse (proceso llamado vectorización) y/o mejorar los coeficientes aerodinámicos (arrastre y sustentación). Las principales aplicaciones de estos fluidos son la gestión térmica de enfriamiento electrónico (p. ej. data centers) y en sistemas de control activo de flujo en perfiles aerodinámicos (p. ej. diseño de turbinas de eje vertical). La presentación tiene como objetivo mostrar avances del proyecto de tesis y estudiar la física fundamental de la interacción de SJ con otros flujos. Se desarrollan simulaciones computacionales en régimen turbulento mediante el Método de Volúmenes Finitos.

2020

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Materiales compuestos, sus aplicaciones

Dr. Alexander Alfonso Alvarez, académico del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de La Serena.
Fecha: 16 de diciembre.

Resumen: Los materiales compuestos hoy en día están presentes en casi todas las industrias por su gran versatilidad y propiedades mecánicas, físicas y químicas. Su uso se ha generalizado debido a que se pueden diseñar y fabricar para una aplicación o necesidad en específico, algo que no puede lograrse con los materiales tradicionales. Los materiales compuestos reforzados con fibras vegetales o «green composites» están siendo insertados y usados en muchas aplicaciones ya que presentan menores costos y contaminan menos el medio ambiente. Se hablará de las diferencias entre los materiales compuestos tradicionales y los materiales compuestos verdes.

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

Juliana Alzate, candidata a doctora en Modelación y Computación Científica de la Universidad de Medellín, Colombia.
Fecha: 26 de mayo.

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.

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

Dra. Ana Montero, Académica de la Universidad Tecnológica Metropolitana.
Fecha: 18 de noviembre.

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 meteorológicas en chile

Elízabeth Bermúdez y Diego Martínez, tesistas del Departamento de Ingeniería Civil Mecánica de la Universidad de La Serena.
Fecha: 22 de julio.

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

Dra. Carolina Pizarro Torres, Project Lider en el área de sustentabilidad industrial de Franunhofer Chile Research.
Fecha: Miércoles 17 de junio.

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 Franunhofer en Alemania.

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

Marcelo Marambio candidato a Doctor en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Fecha: 3 de junio.

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.

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Materiales compuestos, sus aplicaciones

Dr. Alexander Alfonso Alvarez, académico del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de La Serena.
Fecha: 16 de diciembre.

Resumen: Los materiales compuestos hoy en día están presentes en casi todas las industrias por su gran versatilidad y propiedades mecánicas, físicas y químicas. Su uso se ha generalizado debido a que se pueden diseñar y fabricar para una aplicación o necesidad en específico, algo que no puede lograrse con los materiales tradicionales. Los materiales compuestos reforzados con fibras vegetales o «green composites» están siendo insertados y usados en muchas aplicaciones ya que presentan menores costos y contaminan menos el medio ambiente. Se hablará de las diferencias entre los materiales compuestos tradicionales y los materiales compuestos verdes.

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

Juliana Alzate, candidata a doctora en Modelación y Computación Científica de la Universidad de Medellín, Colombia.
Fecha: 26 de mayo.

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.

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

Dra. Ana Montero, Académica de la Universidad Tecnológica Metropolitana.
Fecha: 18 de noviembre.

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 meteorológicas en chile

Elízabeth Bermúdez y Diego Martínez, tesistas del Departamento de Ingeniería Civil Mecánica de la Universidad de La Serena.
Fecha: 22 de julio.

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

Dra. Carolina Pizarro Torres, Project Lider en el área de sustentabilidad industrial de Franunhofer Chile Research.
Fecha: Miércoles 17 de junio.

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 Franunhofer en Alemania.

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

Marcelo Marambio candidato a Doctor en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Fecha: 3 de junio.

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.

2019

Novel polymeric composite grafted with metal nanoparticle-dispersed CNFs based sensing devices: efficacy in the determination of quality of fruit

Dr. Mohammad Ashfaq investigador del GIMEGA y del Instituto Multidisciplinario en Ciencia y Tecnología de la Universidad de La Serena.
Fecha:  25 de septiembre.

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

Neetu Talreja, investigadora del GIMEGA y del Instituto Multidisciplinario en Ciencia y Tecnología de la Universidad de La Serena.
Fecha: 17 de julio.

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

Andrea Torrejón, estudiante del programa de Magister en Energía y Sustentabilidad Ambiental de la Universidad de La Serena.
Fecha:  12 de Junio.

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

Dr. Adrián Bonilla-Petriciolet, profesor del Departamento de Ingeniería Química del Instituto Tecnológico de Aguascalientes, México.
Fecha: 5 de junio.

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

Diego Rivera, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Fecha: 29 de mayo.

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

Felipe Díaz, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Fecha: 24 de abril.

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

Gonzalo Navarro, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente de la Universidad de La Serena.
Fecha: 10 de abril.

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

Dr. Héctor Valdéz, Académico de la Universidad de la Santísima Concepción, Chile.
Fecha: 20 de marzo.

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.

2018

Preparación y caracterización de películas delgadas: aplicaciones orientadas al armado de celdas solares y al control de la corrosión

Dra. Marcela Vázquez, Académica de la Universidad de Mar del Plata, Argentina.
Fecha: 12 de diciembre.

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

Mauro Henriquez Heimpeller, Investigador del Centro de Desarrollo Energético de la Universidad de Antofagasta.
Fecha: 28 de Noviembre.

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

Limbert Torrez, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Fecha: 21 de noviembre.

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

Daniela Castillo, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Fecha: 31 de octubre.

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

Denisse Duhalde, Académica del Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de La Serena, Chile.
Fecha: 17 de Octubre.

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

Marcelo Marambio, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Fecha: 10 de octubre

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

Limbert Torrez, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Fecha: 3 de Octubre.

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

Daniela Castillo, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Fecha: 5 de Septiembre

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.

Denisse Duhalde, Académica del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de La Serena.
Fecha: 16 de Mayo

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.

Marcelo Marambio, estudiante del programa de Doctorado en Energía, Agua y Medio Ambiente.
Fecha: 9 de mayo.

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.