Revista Nuestra Muestra 2022 FICA UFRO

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REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

COMITÉ EDITORIAL

>>>>

003

Representante Legal

Eduardo Hebel Weiss Rector Universidad de La Frontera

Director Responsable

Jorge Farías Avendaño Decano Facultad de Ingeniería y Ciencias

Comité Editorial

María Antonieta Ruiz Muñoz Directora Vinculación con el Medio Facultad de Ingeniería y Ciencias Mario Guzmán Villaseñor Departamento de Ingeniería Mecánica Traudy Wandersleben Mainhard Departamento de Ciencias Químicas y Recursos Naturales Cristian Pesce González Departamento de Ingeniería Eléctrica Christian Vergara Ojeda Departamento de Ingeniería Química Iván Velásquez Briceño Departamento de Ingeniería Eléctrica Periodistas Daphne Bormann Parada Facultad de Ingeniería y Ciencias Melanie Tapia Caba Facultad de Ingeniería y Ciencias Diseño y Diagramación Julio César Figueroa Gangas Facultad de Ingeniería y Ciencias

004

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Contenidos

Nuestra Muestra 2022 Editorial

5

Desafíos para la gestión del recurso hídrico en Chile.

6

Tecnología de bajo costo para el tratamiento de aguas residuales que contienen plaguicidas

10

Monitoreo biológico para evaluar la calidad de agua en cuenca de uso agrícola en Región de La Araucanía

12

Observatorio de Recursos Hídricos del Departamento de Ingeniería de Obras Civiles

16

De la academia a la industria: Sistema de tratamiento para aguas de recirculación de empresa EAGON Lautaro S.A.

18

Dinámica poblacional y bioacumulación de metales pesados en molusco bivalvo Musculium argentinum

22

Mawün v2.0: Explorador de precipitaciones

26

Valorización de residuos en el sector frutícola: Oportunidades para la innovación

30

Estrés hídrico y alimentos saludables ¿es posible?

32

Biotratamiento de aguas residuales salinas utilizando hongos micorrícicos: Diversificando la matriz hídrica para la agricultura chilena

34

Grandes detritos leñosos (LWD) y ensambles de macroinvertebrados bentónicos en río de precordillera, Chile

38

Ecomezclas asfálticas: “Evaluación estructural y funcional de un tramo experimental de autopista en el tiempo”

42

EXPOFICA 2022

46

Percolación: La ley del todo o nada

48

Control automático de un seguidor solar para paneles fotovoltaicos

51

La Supercomputación al servicio del desarrollo del país

54

Materia Condensada en La Frontera

56

Proyectos exploratorios y pasantías en la industria: MacroFacultad fomenta la investigación entre académicos FICA UFRO

58

Comenzó la implementación de los planes de estudios innovados de las carreras de ingenierías civiles

62

Implementación de asignaturas de Línea Integradora de Formación en Ingeniería y Ciencias (LIFIC)

65

Vinculación bidireccional: La exitosa relación de la Escuela de Ingeniería Industrial con Grupo Amar

68

Magíster en Sistemas de Gestión Integral de la Calidad: Calidad nacional e internacional en la formación de postgrado

72

La Ufro recibe a los decanos de facultades de ingeniería de Chile en CONDEFI 2022

76

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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Editorial

005

”

“Más del 70% de nuestro planeta está cubierto por agua y

el cuerpo humano está compuesto en más de un 60% de

agua, elemento vital para el ser humano, los ecosistemas y cualquier actividad que impulse el desarrollo económico y

social que, en pleno siglo XXI, vemos cada vez más escaso.

Paradójico ¿no cierto?

Como razones, podemos argumentar un evidente cambio

climático, la alta demanda de una población en constante aumento, así como un mal uso de este recurso, entre otros, tendencia que nos pone en alerta y nos insta a promover y liderar acciones orientadas a mermar este desalentador panorama.

Como institución, es parte de nuestro compromiso el cuidado del medioambiente y entorno. Tenemos las capacidades, en recurso humano e infraestructura, para levantar iniciativas de investigación asociadas al uso y cuidado del recurso hídrico.

Nuestra intención es no quedarnos en el papel y lápiz, sino

más bien, impactar de manera concreta en el territorio en temas tan sensibles para la sociedad, como lo es, en este caso, el agua.

Parte de ese valioso trabajo es lo que recoge esta nueva edición de revista Nuestra Muestra, a través de una serie de artículos desarrollados por quienes lideran estas investigaciones desde los laboratorios de nuestra Facultad de Ingeniería y Ciencias”.

Dr. Jorge Farías Avendaño Decano Facultad de Ingeniería y Ciencias

006

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Desafíos para la gestión del recurso hídrico en Chile Para abordar la gran disparidad en la disponibilidad del recurso hídrico a lo largo de Chile, es necesario avanzar de manera urgente hacia un sistema de Gestión Integral de Cuencas e invertir fuertemente en infraestructura de almacenamiento de agua.

En el contexto de la situación de crisis hídrica del país, el Colegio de Ingenieros de Chile A.G. desarrolló una mesa de trabajo en relación a la problemática de los recursos hídricos en Chile, elaborando un informe de

Dr.-Ing. Cristian Bornhardt Brachmann cristian.bornhardt@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería Química Presidente Consejo Zonal Temuco Colegio de Ingenieros de Chile A.G.

diagnóstico y propuestas de requerimientos para su gestión eficiente, considerando que el desarrollo de este tipo de infraestructura, y las obras asociadas a este ámbito, calificarán como medidas de adaptación al cambio climático. El trabajo de la mesa se concentró

Ing. Julio Burgos Arratia julio.burgos@mop.gov.cl, Dirección de Obras Hidráulicas, Ministerio de Obras Públicas, Región de La Araucanía

en el análisis del agua como recurso fundamental para el desarrollo de Chile, sin abordar en esta instancia los temas legales asociados. Se realizó un diagnóstico de la situación en cuanto a disponibilidad y uso del recurso hídrico, para luego hacer propuestas en cuanto a la gestión e institucionalidad del agua y a los requerimientos de infraestructura hidráulica para un uso estratégico y eficiente de los recursos hídricos.

Es evidente que las realidades territoriales de nuestro país son muy diversas: Chile tiene zonas de extrema escasez y otras con niveles de disponibilidad de los más altos del mundo. Por ello, se debe realizar un análisis por macrozonas climáticas. El “Atlas del Agua en Chile” (DGA, 2016) dividió a Chile en 4 macrozonas y de la perspectiva hídrica reconoce un total de 101 cuencas hidrográficas, en las que se encuentran 1.251 ríos principales, 12.784 cuerpos de aguas entre lagos y lagunas, y 24.114 glaciares.

La precipitación promedio de Chile es de 1.525 mm/año; la parte de esta precipitación que se transforma en flujo conocido como escorrentía, en promedio total del país corresponde a 29.245 m³/s.

Catastro base editado por la Dirección General de Aguas (DGA) el año 2016

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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007

Chile en este contexto es privilegiado: la escorrentía promedio por persona en nuestro país alcanza los 51.218 m3/persona/año, más de 7 veces superior al promedio mundial de 6.600 m3/persona/año, y muy superior al límite de 2.000 m3/persona/año considerado umbral para el desarrollo sostenible (Banco Mundial, 2010).

A pesar de estas condiciones, la heterogeneidad que presenta el territorio nacional es muy alta: la zona norte presenta escasez extrema (apenas supera los 500 m3/persona/año), llegando a más de 2.950.000 m3/ persona/año en la Región de Aysén.

Prácticamente el 70% de la escorrentía neta está disponible en la Macrozona Austral, donde reside menos del 1,5 % de la población del país. Lamentablemente, casi el 75% de la población reside en zonas donde se dispone de menos del 4% de los recursos hídricos, generando un abrumante desequilibrio territorial en cuanto a su disponibilidad. Ello lleva a plantear que – globalmente – el problema en Chile no es de disponibilidad o escasez de agua, sino más bien un problema de distribución, gestión y logística.

Macrozonas climáticas de Chile

Respecto al uso del agua, a nivel nacional más del 80% del

USO CONSUNTIVO DE AGUA(%) 1%

uso consuntivo corresponde al sector agropecuario y el 20% restante se reparte de manera similar entre la industria, el agua potable y la minería. El sector agropecuario utiliza el

7%

6%

agua básicamente para regar aproximadamente 1,1 millones de hectáreas, ubicadas, fundamentalmente, entre las regiones de Coquimbo y Los Lagos. La mayor parte de la superficie regada es por métodos de alto consumo y baja

80%

tecnología, como es el denominado riego gravitacional (tendido), que no superan el 40% de eficiencia; sólo algo más del 20% de la superficie dispone de riego tecnificado de eficiencias del orden de 90%.

Agropecuario

Agua Potable

En cuanto a infraestructura para el manejo de los recursos

Industria

Minería

hídricos a nivel de cuencas, sólo 14 de las 101 cuencas

Forestal

hidrográficas tienen una estructura (embalse) que regule

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Embalses: infraestructura indispensable para el almacenamiento de agua y regulación de caudales

parcialmente su caudal. Por lo tanto, un altísimo porcentaje

de los impactos ambientales y cuáles solo requieren

de las precipitaciones que caen en el sector cordillerano

implementar la normativa ambiental sectorial.

escurren sin ningún tipo de control hacia el mar.

El Ministerio de Obras Públicas dispone de una cartera de 26 proyectos de embalses medianos y mayores que el Estado ha propuesto para los próximos años. Sin embargo, el aumento de la capacidad de almacenamiento proyectada corresponde sólo a un 21% de la capacidad instalada actual. Si se mantuvieran los recursos públicos destinados a la construcción de embalses, la materialización de los actuales proyectos demoraría casi 70 años.

La adecuada priorización de las diversas medidas a implementar requiere disponer de información detallada en cuanto a las condiciones locales de cada una de

Cuenca Hidrográfica

las cuencas hidrográficas, por lo que una primera prioridad consiste en invertir en la realización de los correspondientes estudios.

El financiamiento para proyectos de obras hidráulicas de todo tipo es un aspecto central y prioritario de abordar, buscando una complementación entre recursos públicos y privados. Se debe potenciar el multiuso de los embalses para viabilizar su ejecución, donde el desarrollo de los sectores energético, turismo y agricultura tiene un rol complementario y sinérgico relevante.

Resulta urgente mejorar la eficiencia del uso de los recursos hídricos en la agricultura, generando condiciones que permitan dar un enorme impulso al riego tecnificado.

Se requiere una gobernanza adecuada del agua, que pasa por implementar una planificación territorial en base a gestión de cuencas. Ello debe ir de la mano con una evaluación ambiental estratégica por cuencas, que definan qué proyectos requieren un análisis más detallado

Unidad base para la gestión de las intervenciones que el ser humano hace sobre el ciclo del agua

Por otro lado, en aquellas áreas muy deficitarias, se deben explorar nuevas fuentes de agua: la desalinización, reuso de aguas residuales y grises, así como el trasvasije y traslado de agua dulce desde otras áreas con mayor disponibilidad (desde el sur al norte).

Todos los antecedentes expuestos, que revelan las diversas

problemáticas

y

alternativas

planteadas,

respaldan el requerimiento de una política flexible de gestión del recurso hídrico que, en un nivel superior estratégico de la institucionalidad del Estado, considere una instancia técnica de coordinación y de asignación de recursos hídricos, que tome en consideración las realidades locales.

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Tecnología de bajo costo para el tratamiento de aguas residuales que contienen plaguicidas Los plaguicidas juegan un rol fundamental en el control de plagas y enfermedades en cultivos agrícolas. Sin embargo, su uso excesivo e inadecuada manipulación genera fuentes de contaminación que afectan los recursos naturales y la salud humana. En este contexto, investigadores de CIBAMA han diseñado una tecnología de bajo costo para el tratamiento de aguas residuales que contienen plaguicidas.

Dra. Marcela Levío-Raimán

Dra. María Cristina Diez Jerez

Dr.-Ing. Cristian Bornhardt Brachmann

marcela.levio@ufrontera.cl

cristina.diez@ufrontera.cl

cristian.bornhardt@ ufrontera.cl

Departamento de Ingeniería Química Centro de Excelencia en Investigación Biotecnológica Aplicada al Medio Ambiente (CIBAMA)

Los plaguicidas son compuestos químicos

proyecto ANID/FONDAP/15130015, Centro de

ampliamente utilizados para proteger diferentes

Recursos Hídricos para la Agricultura y la

cultivos de plagas y/o enfermedades. Su

Minería (CRHIAM), evaluaron el desarrollo de

utilización permite evitar pérdidas de cultivos,

un sistema de bajo costo para el tratamiento

mejorar los rendimientos y reducir los efectos

de aguas residuales que contienen residuos de

económicos en la producción de alimentos.

plaguicidas.

Sin embargo, a pesar de los beneficios para la economía mundial, el uso intensivo de estos

Esta

compuestos suele producir efectos negativos

conocimiento generado en los Sistemas de

investigación

usa

como

base

el

en el medio ambiente y la salud humana.

Biopurificación (BPS) diseñados para evitar o minimizar la contaminación puntual por

En este sentido, la contaminación puntual por

plaguicidas que es producida, comúnmente,

plaguicidas se produce principalmente por una

por

inadecuada manipulación, almacenamiento y/o

manipulación, lavado y/o llenado de equipos de

disposición final de los productos no utilizados.

fumigación.

derrames

accidentales,

inadecuada

Además, a nivel agroindustrial, durante el proceso de lavado de las frutas y verduras,

El BPS se caracteriza por utilizar una biomezcla

se utilizan grandes volúmenes de agua para

orgánica

eliminar los residuos de estos productos,

empacada en un contenedor o excavación

generando un agua residual que contiene

impermeabilizada.

plaguicidas y requiere de algún tratamiento

biomezcla consiste en la mezcla de tres

para eliminación de estos contaminantes y así

componentes esenciales: suelo, turba y paja de

ser vertida o reutilizada.

trigo, los cuales se mezclan homogéneamente

biológicamente La

activa,

composición

que de

es la

en proporción volumétrica 25%, 25% y 50%, En este contexto, investigadores del Centro de Excelencia en Investigación Biotecnológica Aplicada al Medio Ambiente (CIBAMA) y el

respectivamente.

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0011

Esta biomezcla promueve la adsorción de los plaguicidas y su posterior eliminación por degradación microbiana, ya que sus componentes promueven el crecimiento de comunidades

microbianas,

especialmente

hongos ligninolíticos que producen enzimas caracterizadas por su alta y amplia capacidad oxidativa,

que

permiten

remover

estas

moléculas químicamente complejas.

Considerando lo anterior, este estudio se enfocó en aislar y seleccionar microorganismos (hongos y bacterias) degradadores de plaguicidas desde una biomezcla previamente utilizada en un BPS con aplicación continua de plaguicidas, esto con la finalidad de utilizarlos en un sistema de tratamiento continuo y de bajo costo.

Los microorganismos seleccionados fueron encapsulados en perlas de alginato y se utilizaron

para

formular

dos

consorcios

(Figura 1), un consorcio fúngico y un consorcio bacteriano, los cuales fueron inoculados en un reactor de lecho empacado con biomezcla (Figura 2 y 3). Luego, se suministró una mezcla de tres plaguicidas, atrazina, clorpirifos e iprodiona en solución. Estos plaguicidas fueron

Figura 1. Imágenes captadas por microscopio electrónico de barrido (SEM) de las cepas de hongos y bacterias inmovilizadas en perlas de alginato. (a) perlas de alginato con microorganismos inmovilizados, (b) vista interior de la perla con cepa de hongo (c) hifas de hongos en el interior de la perla y (d) vista interior de la perla con cepa de bacteria

Por lo tanto, podemos concluir que es posible utilizar tecnologías de bajo costo, para el tratamiento de aguas residuales que contienen plaguicidas, las cuales pueden ser descargadas o reutilizadas cumpliendo la normativa chilena respectiva, sin efectos al medio ambiente y la salud humana. Se recomienda implementar este tipo de tecnología en procesos agroindustriales como el procesamiento de frutas y verduras, con la finalidad de reducir el impacto de los plaguicidas en el ecosistema.

seleccionados por su constante uso en el sector agrícola y suministrados en mezcla simulando su aplicación en el campo.

Finalmente,

se

evaluaron

condiciones

de

operación siendo el flujo de alimentación al reactor, uno de los parámetros más importantes y críticos, ya que esto permite determinar la capacidad de tratamiento para poder escalar o dimensionar este sistema a nivel piloto.

Los resultados obtenidos demostraron que es posible utilizar microorganismos aislados de la biomezcla de un BPS, inmovilizarlos y formular consorcios microbianos especializados. Además, el sistema permitió remover y degradar los tres plaguicidas, atrazina, clorpirifos e iprodiona sobre un 85% y reducir significativamente la permanencia de estos compuestos en el agua.

Figura 2. Reactores de lecho empacado con biomezcla inoculada con cepas de hongos y bacterias inmovilizadas para el tratamiento de aguas residuales que contienen plaguicidas.

Figura 3. Perlas de alginato con cepas de hongos y bacterias inmovilizadas inoculadas en biomezcla.

0012

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Monitoreo biológico para evaluar

la calidad de agua en cuenca de uso agrícola en la Región de La Araucanía El agua es un recurso clave para el desarrollo social y económico. Desarrollo que ha generado un impacto a los ecosistemas acuáticos, lo que ha sido motivo de preocupación, existiendo un creciente interés por conocerlos, protegerlos y estudiar sus cambios en el tiempo. El siguiente estudio muestra la aplicación de índices de calidad biológica del agua en río de uso agrícola.

MSc. Juan Alejandro Norambuena Santibáñez

(Autor póstumo) Mg. Rodrigo Palma Troncoso

juan.norambuena@ufrontera.cl Programa de Doctorado en Ciencias de Recursos Naturales

Laboratorio de Bioindicadores.

Servicio Agrícola y Ganadero.

Ministerio de Agricultura. Gobierno de Chile

En La Araucanía, se observa una importante expansión de la actividad agrícola, justificado por las condiciones climáticas que existe en los últimos años, condiciones de suelo y riego, que favorecen la producción. Las actividades agrícolas impactan a los cuerpos de agua y es de suma importancia poder contar con instrumentos, como el monitoreo biológico, para determinar, por

ejemplo,

áreas

contaminadas

por efluentes industriales o urbanos y no contaminadas. Los parámetros fisicoquímicos

del

agua

son

imprescindibles para determinar la calidad del agua. Sin embargo, dado que poseen la limitación de referirse únicamente al momento de la toma de muestras, se utilizan además técnicas con organismos biológicos, como son los macroinvertebrados bentónicos, por su facilidad de captura e identificación, las que han sido las de mayor éxito, al actuar como indicadores biológicos de la calidad de las aguas, lo que permite estimar el impacto del hombre en los cuerpos de agua.

Figura 1. Subcuenca río Tijeral, Región de La Araucanía, Chile. Usos de suelo y puntos de muestreo T1, T2, T3, T4.

El siguiente trabajo muestra la calidad

1). Posee 11.059 hectáreas, siendo un

de agua y biodiversidad en subcuenca

65% de uso agrícola, 32% plantaciones

hidrográfica del río Tijeral, provincia de

forestales y 0,7% con bosque nativo.

Malleco en Región de La Araucanía.

El diseño de estudio constó de cuatro El estudio se realizó en la subcuenca

estaciones

de

muestreo

(Ti1,

Ti2,

hidrográfica del río Tijeral, comuna de

Ti3 y Ti4), siendo representativas

Renaico, Región de La Araucanía (Figura

de distintas condiciones de uso del

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

Dr. Mauricio Zamorano Mosnaim mauricio.zamorano@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería Química

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Dr. Jorge Farías Avendaño jorge.farias@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería Química

Figura 2. Análisis de Compenentes Principales (ACP), relacionando estaciones de muestreo en el río Tijeral, con sus respectivas variables fisicoquímicas y biológicas.

territorio. Las características fisicoquímicas, obtenidas en las

Del análisis de componentes principales (Figura 2) se

estaciones de muestreo, se muestran en Tabla 1, en la cual

observa que donde existan altos valores de conductividad

se puede observar que los mayores valores corresponden

eléctrica (CE), se asocian a altas abundancias de especies

a pH, Conductividad, Sulfatos Totales, Magnesio, Calcio y

de dípteros (Rheocricotopus sp.), presentes en estación Ti1.

Sodio. Al correlacionar los parámetros fisicoquímicos con la

Las abundancias de pequeñas lombrices acuáticas (Tubifex

abundancia de especies de macroinvertebrados bentónicos,

sp.) y pequeños crustáceos (Hyalella sp.) se relacionan

se obtuvo información que permitió interpretar de forma

con la estación Ti2. Las especies mencionadas adquieren

adimensional, patrones de calidad de agua, especies

importancia, ya que son grupos indicadores de contaminación

presentes y característica fisicoquímica del agua.

orgánica.

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Figura 3. Índice Biótico de Familia (IBF).

El Índice Biótico de Familia (Figura 3) mostró valores de muy mala calidad de aguas en estaciones Ti1 y Ti2, relacionado con abundancias de las especies características presentes, las que indican una contaminación orgánica. La estación Ti3 presentó una mala calidad de agua. Ti4 fue la única estación con rango de buena calidad de agua, concordando este valor con la alta diversidad de especies encontrada y asociada la estación con abundancias de especies que son indicadoras de buena calidad, como lo son efemerópteros o comúnmente conocidos como efímeras (Meridialaris diguillina) y tres especies de tricópteros presentes.

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Figura 3. Índice "Biological Monitoring Working Party (BMWP)".

El Índice de Monitoreo Biológico o BMWP (Figura 4) mostró valores homogéneos en las estaciones Ti1, Ti2 y Ti3, con valores de calidad de agua regular a perturbado, siendo la excepción la estación Ti4 con valores de calidad de agua bueno a moderadamente perturbado.

Es evidente la importancia de incluir el Biomonitoreo (concepto de integridad) a los programas de rutina que se realizan basados en el uso de parámetros fisicoquímicos. Incorporando el análisis de la biota presente, analizando su diversidad y su posterior aplicación de índices biológicos de calidad de agua, observando así el estado ecosistémico de un río particular, como lo es el río Tijeral, el cual presenta en la actualidad una presión antropogénica importante.

Una relación entre la cultura campesina y las prácticas de labranza se presenta como un elemento relevante a estudiar y que sumatoriamente afectaría a la comunidad de macroinvertebrados bentónicos en una cuenca de uso agrícola.

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Observatorio de Recursos Hídricos del Departamento de Ingeniería de Obras Civiles

Aquí se describe el Observatorio de Recursos Hídricos del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles de la Universidad de La Frontera, con particular atención en las líneas de investigación y los proyectos en curso relacionados a los impactos del cambio global en los recursos hídricos de nuestro país y a eventos hidro-meteorológicos extremos, tales como sequías y tormentas.

Dr. Mauricio ZambranoBigiarini mauricio.zambrano@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería de Obras Civiles

El proyecto de creación de la carrera de Ingeniería Civil en la Universidad de La Frontera incluyó la contratación de especialistas en el área de Recursos Hídricos, Hidráulica y Medio Ambiente. La primera contratación de esta área se produjo en 2015, con la incorporación del ingeniero civil Mauricio Zambrano-Bigiarini al cuerpo académico del Departamento de Ingeniería de Obras Civiles (OOCC), quien tuvo la misión de levantar el área de Recursos Hídricos en dicha carrera y en nuestra universidad. El apoyo de la Vicerrectoría de Investigación y Postgrado, del decanato de la Facultad de Ingeniería y Ciencias (FICA), y del departamento de OOCC permitió que esta área tuviera un rápido despegue, el cual se ha traducido en numerosas publicaciones, proyectos de investigación, colaboración nacional e internacional, y vinculación con el medio.

espacio-temporal de los eventos de sequía hasta evaluación de los impactos del cambio global en los recursos hídricos de distintas cuencas de nuestro país.

En estos momentos hay dos proyectos importantes sobre los recursos hídricos de nuestro país. El primero es un proyecto de colaboración internacional Chile-China, titulado “Gestión de los impactos del cambio global en los extremos hidrológicos mediante el acoplamiento de datos satelitales y un enfoque de modelación interdisciplinaria” (ANID PCI NSFC 190018, 2020-2023, https://chi2.ufro.cl/), el que tiene como objetivo la proposición de distintas alternativas de manejo del territorio para enfrentar los impactos del cambio climático y cambio de uso de suelo en cuencas vulnerables de Chile y China. En este proyecto participan destacados investigadores nacionales, tanto internos (OOCC) como del Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2 (Fondap 15110009, https://www.cr2.cl/) y de la Universidad Adolfo Ibáñez (https://uaionline.uai.cl/).

El segundo proyecto se titula “La memoria de una cuenca: mejorando nuestra comprensión sobre cómo los extremos hidrológicos son modulados por las condiciones antecedentes de humedad del suelo en un clima más cálido” (Fondecyt Regular 1212071, 2021-2024, https://

La reciente creación del Observatorio de Recursos Hídricos del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles de la Universidad de La Frontera (https://kimunko.ufro.cl/) ha aportado una visión holística a los distintos proyectos

Los temas abordados por el observatorio van desde la caracterización

e

investigaciones

en

curso,

realizando un aporte científico robusto, social y ambientalmente responsable y con foco nacional e internacional.

chi2.ufro.cl/), y actúa como complemento al proyecto internacional anterior, focalizándose en la evaluación de eventos extremos meteorológicos e hidrológicos a diferentes escalas temporales (horarias a estacionales) y espaciales (desde calicatas hasta cuencas).

Estos dos proyectos (https://chi2.ufro.cl/) han permitido la instalación de 15 termo-pluviómetros y 14 sensores de humedad de suelo en cuatro cuencas vulnerables de nuestro país (Petorca en la Región de Valparaíso, Mapocho en la Región Metropolitana, Cauquenes en la Región del Maule y Trancura en la Región de La Araucanía).

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0017

Zonas de estudio consideradas en los proyectos NSFC 190018 y Fondecyt Regular 1212071

Para tener una mejor comprensión

atmosféricos), enriquece las discusiones

para luego poder evaluar y tomar

de todos los componentes del ciclo

sobre la mejor manera de abordar un

decisiones sobre escenarios futuros,

hidrológico

en

cada

cuenca,

determinado problema.

correspondientes a distintas alternativas

mediciones

in

situ

mencionadas

anteriormente

de manejo del territorio.

complementadas

Garantizar la disponibilidad de agua y

con el uso de estimaciones satelitales

su gestión sostenible y el saneamiento

Esperamos que los datos recopilados y los

de precipitación, humedad del suelo,

para todos (sexto objetivo de desarrollo

estudios hoy en curso en el Observatorio

evapotranspiración potencial y real,

sostenible establecido por las Naciones

de Recursos Hídricos del Departamento

cobertura de nieve, almacenamiento

Unidas en su Agenda 2030), requiere

de Ingeniería en Obras Civiles de la

total de agua en el suelo. El gradiente

de

Universidad de La Frontera

latitudinal

de

ciclo del agua y de cómo las distintas

kimunko.ufro.cl/), sean aprovechados

características topográficas, climáticas,

intervenciones del ser humano afectan

por aquellos estudiantes interesados

de usos y tipos de suelo constituyen

este ciclo. Para esto, no sólo es urgente

en abordar los crecientes desafíos que,

un invaluable laboratorio natural para

avanzar en una mejor caracterización

el cambio global, impone a los recursos

avanzar nuestro conocimiento acerca

espacial y temporal de las distintas

hídricos de nuestro país, más aún en

de cómo las cuencas responden a los

variables que componen el ciclo del agua

marco del proceso de modernización

eventos hidro-meteorológicos extremos,

(a través de la instalación de nuevos

del modelo de gobernanza y de la

en particular sequías e inundaciones, de

puntos monitoreo), sino que también es

institucionalidad de los recursos hídricos

tal forma de poder entregar un sólido

necesario hacer un seguimiento en el

actualmente en curso.

apoyo técnico a la toma de decisiones

tiempo de las variables monitoreadas

relacionadas al uso sostenible del

y luego integrar dichos datos en

recurso hídrico en nuestro país y en

modelos de simulación que permitan

nuestra región.

evaluar distintas hipótesis sobre el

y

son

las

la

diversidad

una

comprensión

integral

del

(https://

funcionamiento de cada cuenca.

La diversidad de disciplinas involucradas

Un conocimiento robusto de los distintos

en

estos

agrónomos,

estudios

(hidrólogos,

procesos hidrológicos que ocurren en

geofísicos

y

una cuenca, son una base indispensable

físicos

Termopluviómetro en Petorca

0018

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

De la academia a la industria:

sistema de tratamiento para aguas de recirculación de empresa EAGON Lautaro S.A. La industria de transformación de la madera (tableros contrachapados) utiliza agua en las canchas de aspersión de trozos, la cual requiere ser tratada para su posterior disposición y/o reutilización en el mismo proceso productivo.

En este contexto, investigadores del Centro de Excelencia en Investigación Biotecnológica Aplicada al Medio Ambiente (CIBAMA) han diseñado una tecnología de bajo costo para el tratamiento de este tipo de agua residual.

Dra. Marcela Levío-Raimán marcela.levio@ufrontera.cl

Dra. María Cristina Diez Jerez cristina.diez@ufrontera.cl

Dr.-Ing. Cristian Bornhardt Brachmann cristian.bornhardt@ufrontera.cl

Dra. Olga Rubilar Araneda

La empresa EAGON Lautaro S.A, se dedica a la elaboración

olga.rubilar@ufrontera.cl

de tableros de madera contrachapada, los cuales son elaborados en base a una materia prima denominada “Trozo

Clear”,

madera

libre

de

nudos,

material

indispensable para la manufactura de ciertos productos.

Mg. Javier Estay Cárdenas javier.estay@ufrontera.cl

Estos trozos se acopian y mantienen bajo “canchas de aspersión de trozos”, donde existe un sistema de precipitación artificial (humectadores-aspersores), con el fin de saturar la fibra de la madera y evitar la aparición

Departamento de Ingeniería Química Centro de Excelencia en Investigación Biotecnológica Aplicada al Medio Ambiente (CIBAMA)

de mancha azul, condición que descalifica el producto final y que afecta la calidad de los productos elaborados.

Estas canchas demandan un gasto de agua permanente, generándose agua residual que contiene extractivos de

Ing. Miguel Cifuentes Muñoz mcifuentes@eagon.cl Jefe de Medio Ambiente, empresa EAGON Lautaro S.A.

la madera, taninos y compuestos orgánicos, la cual es acumulada en piscinas impermeabilizadas y recirculadas en el proceso, con una mínima intervención, donde a través de filtros rotatorios/estáticos y decantadores se remueve solo partículas mas gruesas; por lo tanto, es necesario un tratamiento para ser purificada y/o reutilizada.

Ing. Marcelo Medina Medina mmedina@eagon.cl Gerente de Personas y Asuntos Corporativos, empresa EAGON Lautaro S.A.

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0019

Además, en la empresa EAGON Lautaro se genera un carboncillo, producto de la combustión de madera en su caldera de poder, el cual presenta un elevado potencial para su valorización, utilizándolo como elemento filtrante-adsorbente en el tratamiento de las aguas de las canchas de aspersión de trozos en el concepto de economía circular.

Por lo tanto, se diseñó, instaló y monitoreó una planta piloto de bajo costo para el tratamiento

de

aguas

de

recirculación

provenientes de canchas de aspersión de trozos de la empresa EAGON Lautaro S.A. El proyecto fue desarrollado por investigadores del Departamento de Ingeniería Química, asociados al Centro de Excelencia en Investigación Biotecnológica Aplicada al

Figura 1. Piscina de acumulación de aguas de recirculación.

Medio Ambiente (CIBAMA) y al Centro de Recursos Hídricos para la Agricultura y la

En este sentido, utilizando como base lo descrito anteriormente, el sistema

Minería (CRHIAM) (ANID/FONDAP/15130015).

de tratamiento en la planta piloto consideró una etapa primaria para eliminar sólidos y una etapa secundaria, para eliminar carga orgánica.

El proyecto realizado contempló el diseño

La etapa primaria consistió en un filtro multimedia y luego una etapa de

de una planta piloto para el tratamiento de

adsorción utilizando un filtro empacado con el carboncillo proveniente de

las aguas de recirculación de las canchas

la caldera de poder (reactor I), seguido de un tratamiento secundario o

de aspersión de trozos, con la finalidad

biológico, utilizando un sistema de biopurificación (BPS) (reactor II) (Figura

de recircularlas, y aportar un agua de

2).

reposición de mejor calidad en el sistema de aspersión. Previo al diseño e instalación de la planta piloto, el sistema de tratamiento fue testado a nivel de laboratorio a través de un proyecto INNOVA-UFRO, verificándose que la combinación de un tratamiento primario, utilizando carboncillo proveniente de la caldera de poder de la empresa, seguido de un tratamiento secundario o biológico, basado en una matriz orgánica biológicamente activa, eran eficientes y adecuados para recircular el agua tratada. La planta piloto se diseñó para tratar un caudal de 1,45 m3/h y se instaló en dependencias de la misma industria. El agua a tratar fue extraída con una bomba desde la piscina de acumulación de aguas de recirculación presentada en la Figura 1.

Figura 2. Planta piloto de tratamiento.

0020

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Figura 3. Eficiencia del sistema de tratamiento.

El agua a tratar presentó las siguientes características fisicoquímicas en promedio: pH 7,2, Demanda Química de Oxígeno (DQO) de 765 mgL-1, Demanda Biológica de Oxígeno (DBO5) de 310 mgL-1, Turbidez 648 NTU y Sólidos Totales Suspendidos (TTS) de 267 mgL-1, la cual, bajo estas condiciones, no puede ser descargada ni reutilizada para diversos fines como riego según la normativa legal vigente. La planta piloto funcionó durante un año y medio, dividido en 4 etapas, de forma de revisar y realizar los ajustes necesarios para su adecuado funcionamiento. Posteriormente, se realizaron los cálculos necesarios para el escalamiento a una planta a escala real.

Los resultados indican que el sistema de tratamiento de aguas residuales propuesto fue eficiente (Figura 3) y remueve >90% de DBO5, DQO y turbidez, permitiendo su reutilización en el proceso productivo y potencialmente podría tener y/o usos para distintos fines (NCh1333). Además, la valorización del carboncillo proveniente de la industria es de bajo costo y permitirían disminuir la contaminación ambiental y generar nuevas alternativas para el tratamiento de aguas residuales industriales de este tipo.

El proyecto de investigación y desarrollo realizado entre la empresa EAGON Lautaro y Universidad de La Frontera, generó una nueva tecnología de tratamiento, de bajo costo económico, bajo costo energético y sustentable con el medio ambiente, ya que se enmarca dentro del concepto de economía circular, al valorizar y reutilizar residuos provenientes de la propia empresa, alargando la vida útil de estos antes de una disposición final en un relleno sanitario autorizado.

Además, es una investigación que soluciona un problema real con un impacto positivo a nivel industrial, debido a que la temática abordada implica el tratamiento, reutilización y conservación del recurso hídrico, resolviendo en gran parte el problema de la escasez hídrica que nos aqueja como región y país.

Además, cabe señalar que este proyecto ha sido acogido a la Ley de Incentivo Tributario a la Inversión en Investigación y Desarrollo de CORFO, Ley N° 20.241, siendo certificado el año 2022 con un 82,9% del presupuesto postulado.

Agradecimientos: Investigación financiada por Empresa EAGON Lautaro S.A, ANID/FONDAP/15130015 y CORFO.

2023 PROGRAMAS DE POSTGRADO MAGÍSTER EN: Física Médica Duración: 2 años Director: Dr. Francisco Mauricio Malano e-mail: magfismed@ufrontera.cl Fono: (56) (45) 273243

Ciencias de la Ingeniería Mención Biotecnología Duración: 2 años Director: Dr. Erick Scheuermann Salinas e-mail: magisterci.biotecnologia@ufrontera.cl Fono: (56) (45) 2734157

Ciencias Mención Física Duración: 2 años Director: Dr. Pablo Díaz Riquelme e-mail: pablo.diaz@ufrontera.cl Fono: (56) (45) 2325313

Sistemas de Gestión Integral de la Calidad Duración: 2 años Director: Dr. Jaime Bustos Gómez e-mail: msgic@ufrontera.cl Fono: (56) (45) 2325313

Ingeniería Informática Duración: 2 años Director: Dr. Jaime Diaz Arancibia e-mail: mii.dci@ufrontera.cl Fono: (56) (45) 2744219

Ciencias de la Ingeniería Duración: 2 años Directora: Dra. Gloria Millaray Curilem Saldías e-mail: magcing@ufrontera.cl Fono: (56) (45) 2734117

DOCTORADO EN: Ciencias de Recursos Naturales Duración: 4 años para el Doctorado y 2 años para el Magíster Director: Dr. Andrés Quiroz Cortéz e-mail: doctoradocrn@ufrontera.cl Fono: (56) (45) 2744240

Ingeniería Duración: 4 años Director: Dr. Andrés Ávila Barrera e-mail: andres.avila@ufrontera.cl Fono: (56) (45) 2325920

Ciencias de la Ingeniería Mención Bioprocesos Duración: 4 años Director: Dr. Edgar Uquiche Carrasco e-mail: doctorado.bioprocesos@ufrontera.cl Fono: (56) (45) 2596323

Ciencias Mención Matemática Duración: 4 Años Directora: Dra. Rubí Rodríguez Moreno e-mail: doctorado.mat@ufrontera.cl Fonos: (56) (45) 2596504

0022

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Dinámica poblacional y bioacumulación de metales pesados en molusco bivalvo Musculium argentinum Los bivalvos son especies sésiles que filtran el medio acuático para alimentarse, capturando microorganismos y partículas en suspensión. Por esta forma de vida, se han utilizado en el biomonitoreo ambiental, siendo especies indicadoras de la salud del ecosistema acuático.

El siguiente estudio muestra una descripción de la bioacumulación de metales pesados en bivalvo Musculium argentinum.

Figura 1. Musculium argentinum presente en sitio Ti2 de río Tijeral, Región de La Araucanía, Chile.

El bivalvo dulceacuícola Musculium argentinum, comúnmente llamado almeja uña (Figura 1), es de vida sedentaria y movilidad

reducida,

habitando

sustratos

arenosos

y

fangosos. Se alimenta filtrando el medio acuático, capturando microorganismos y partículas en suspensión, influenciando

MSc. Juan Alejandro Norambuena Santibáñez juan.norambuena@ufrontera.cl Programa de Doctorado en Ciencias de Recursos Naturales

así en las comunidades de macroinvertebrados bentónicos, calidad de agua y ciclo de nutrientes. Por lo anterior, son importantes en la funcionalidad trófica del ecosistema acuático, siendo claves en el flujo de energía.

Los metales pesados, presentes en el medio acuático, son

Dr. Christian Antileo Hernández christian.antileo@ufrontera.cl

originados por características hidrogeológicas o por efecto antrópico. Estos metales pueden observarse acumulados en tejidos de los organismos bivalvos, afectando sus funciones fisiológicas y, con ello, su sobrevivencia.

Dr. Jorge Farías Avendaño jorge.farias@ufrontera.cl

El

siguiente

trabajo

describió

las

características

morfométricas y de acumulación bioacumulación de metales Departamento de Ingeniería Química (Autor póstumo) Mg. Rodrigo Palma Troncoso Laboratorio de Bioindicadores.

Servicio Agrícola y Ganadero.

Ministerio de Agricultura.

Gobierno de Chile

pesados en tallas de la almeja uña Musculium argentinum, presente en río Tijeral, comuna de Renaico, provincia de Malleco, en la Región de La Araucanía (Figura 2). Se capturaron 795 individuos vivos de almeja uña Musculium argentinum, con un esfuerzo de captura de 1 día en un área de 40m2, de una población registrada en estación Ti2. Los individuos

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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Subcuenca Hidrográfica

0023

del río Tijeral, comuna de Renaico, Región de La Araucanía, Chile.

Figura 2. Se muestran usos de suelo y estaciónde muestreo. Proyección UTM, datum WGS 84, huso 18 Sur.

fueron extraídos del sustrato arenoso y separados de este por medio de tamices, los que posteriormente se conservaron a temperatura de ± 8°C, junto con agua del mismo cauce. Se analizaron bajo estereomicroscopio, separándose en tallas entre 0,5 mm, comenzando con un mínimo de 1 mm, registrándose para cada individuo sus variables biométricas de ancho valvar (AV/borde posterior-anterior), longitud valvar (LV/umbo-extremo opuesto), altura valvar (HV) y peso húmedo total (PHT).

Con las variables descritas se procedió a caracterizar la estructura de tamaños de la población, por medio del cálculo de frecuencia y clases de tamaños, además de la relación longitud-peso, corroborando el ajuste a una regresión simple no lineal por medio del modelo estadístico ANOVA. Las características fisicoquímicas, obtenidas en sitio de muestreo, se presentan en la Tabla 1a, registrándose valores de temperatura de 13,07°C, con pH 7,07, destacando el alto valor de la conductividad registrada de 299,17 µS/cm y el total de sólidos disueltos con 152 mg/L. Por el contrario, los valores de oxígeno disuelto y su saturación registraron bajos valores, de 1,36 mg/L y 9,92% respectivamente.

Se observó en los 795 individuos capturados, un rango de tamaños de la población que fluctuó entre 1 a 7,5 mm, observándose una mayor abundancia de individuos de tallas entre 2 a 3 mm (Figura 3 y 4). Una vez que se procesaron los datos biométricos de cada individuo, se procedió a clasificarlos en 3 tallas, de 3–4 mm, 4–5 mm, y 5–6 mm, que cumplían los requerimientos del análisis de metales pesados en Laboratorio de Química Ambiental y Alimentaria del SAG Lo Aguirre, contemplando 6 réplicas para cada una de ellas.

0024

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Tabla 1. Parámetros fisioquímicos de sitio Ti2 en río Tijeral (a) y metales pesados presentes en tejidos de 3 tallas de Musculium argentinum (b).

La relación longitud peso de los individuos de Musculium argentinum colectados, se ajustaron a un modelo y=0,001x2,211, modelo corroborado con análisis de la varianza ANOVA, existiendo

una

correlación

estadísticamente

significativa

(F=411,40; p<0,05), además de un estadístico R2=0,791 que indica la relación significativa entre longitud valvar (LV) y peso húmedo total (PHT).

De las 3 tallas de Musculium argentinum analizadas, se registraron 7 metales pesados (Tabla 1b), siendo relevantes Cobre (Cu) y Manganeso (Mn), por su mayor acumulación en los tejidos (Figuras 4 y 5).

Figura 3. Cobre bioacumulado en tallas de Musculium argentinum

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

Figura 4. Manganeso bioacumulado en tallas de Musculium argentinum

Las condiciones fisicoquímicas del medio acuático en el área de estudio, muestran el efecto de las distintas actividades antrópicas presentes, relacionadas al desarrollo económico, como la urbanización, la agricultura, la ganadería y la silvicultura, las que, sin tener un plan de producción sustentable, provoca la contaminación del suelo y a diferentes cuerpos dulceacuícolas, siendo afectados por elementos orgánicos y metales pesados.

La presencia de metales pesados en el ambiente puede desencadenar diversas intoxicaciones a nivel celular, causando daños irreparables en los seres vivos, como lo son bacterias, plantas y animales como el molusco bivalvo Musculium argentinum, así también al ser humano.

Al encontrar metales pesados bioacumulados en tejidos de Musculium argentinum de distintas tallas, evidencia un efecto negativo a los procesos bioquímicos y fisiológicos de esta especie, lo que dificultaría su sobrevivencia, afectando así a la biodiversidad dulceacuícola del río Tijeral. Del mismo modo, la presencia de metales pesados afectaría a la salud de la población humana asentada en las cercanías.

Es importante establecer programas de monitoreo ambiental para detectar estos metales pesados y su origen, pudiendo así controlar y disminuir su concentración. Para lo anterior, es necesario realizar planes entre el sector privado y público, que ayuden a minimizar el impacto antrópico, estableciendo planes de manejo de los recursos naturales, ayudando a la conservación del ambiente.

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0025

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Mawün v2.0:

Explorador de precipitaciones

Mawün es una plataforma web (https://mawun.cr2.cl/) de acceso público y gratuito que permite explorar, comparar y descargar Estimaciones Espacialmente Distribuidas de Precipitación (EEDP) para Chile continental. Esta nueva versión (2.0) incluye EEDP de última generación (CR2met, ERA5, CHIRPSv2, CMORPH, MSWEPv2.8, MSWX) y mejoras en las operaciones de extracción y visualización de datos.

Dr. Mauricio Zambrano-Bigiarini mauricio.zambrano@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería de Obras Civiles

Ing. Rodrigo Marinao-Rivas r.marinao01@ufromail.cl Departamento de Ingeniería de Obras Civiles

La megasequía que ha afectado al centro sur de Chile durante la última década, constituye un gran desafío para garantizar la disponibilidad de agua, su gestión sostenible y el saneamiento para todos los habitantes del país (Objetivo de Desarrollo Sostenible Nº6). Lograr esta gestión sostenible requiere de una comprensión holística de los principales procesos hidrológicos que gobiernan los flujos de agua en cada cuenca.

Las precipitaciones constituyen el principal flujo de entrada para la mayoría de las cuencas de nuestro país, pero la falta de instrumentos de medición de lluvia en ciertas zonas impide contar con una adecuada caracterización de su distribución espacial y temporal.

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0027

Afortunadamente, durante las últimas décadas, se

Ingeniería de Obras Civiles de la Universidad de La Frontera,

han desarrollado diversos productos de precipitación,

en colaboración con el Centro de Ciencia del Clima y la

para poder contar con estimaciones de precipitación

Resiliencia (CR)2.

homogéneas, sin vacíos y con cobertura (casi) global.

Analizar estos datos no es una tarea trivial, lo que hace

La primera versión de Mawün fue liberada el año 2020, con

necesario disponer de herramientas que faciliten su

el fin de facilitar y promover el uso de EEDP en la comunidad

manipulación.

científica y al público general, interesado en visualizar la distribución espacial y temporal de la precipitación a lo largo

Mawün (del mapuzungun Maw, Mawen, Maun; cuyo

y ancho del país.

significado es lluvia) es una plataforma web (https:// mawun.cr2.cl/) de acceso público y gratuito, que permite

Las EDDP (en adelante también referidas como productos

explorar, comparar y descargar EEDP de última generación

de precipitación), son datos ráster, es decir, datos grillados

para Chile continental. Mawün ha sido desarrollada por el

donde cada celda tiene una ubicación geográfica y un valor

Observatorio de Recursos Hídricos del Departamento de

de precipitación por unidad de tiempo.

P anual 2001−2020, [mm]

CMORPHv1.0 IMERGv06B

MSWEPv2.8

MSWXv1.0

ERA5

ERA5−Land

CR2METv2

CR2METv25

20°S

CHIRPSv2

8000

5000

30°S

3500

Latitude

2000

40°S

1500

750

50°S

250

100

74°W

70°W

74°W

70°W

74°W

70°W

74°W

70°W

Longitude

Figura 2. Distribución espacial de la precipitación media anual para el período 2001-2020 según distintos productos de precipitación."

La Figura 3 muestra la distribución espacial de la precipitación anual para el período 2001-2020 para algunos de los productos de precipitacón actualmente disponibles en Mawün

74°W

70°W

0

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Figura 3. Distribucion espacial de la precipitación media anual según distintas EEDP

Mawün cuenta con las siguientes funcionalidades para manipular estos productos de precipitación: • Visualización de la distribución espacial de cada producto de precipitación, para cada día/mes/año dentro del período disponible.

• Extracción, visualización y exportación de series temporales de EEDP para un punto cualquiera de Chile continental.

• Extracción, visualización y exportación de series temporales de EEDP para un polígono cualquiera definido por el usuario.

• Comparación visual de series temporales diarias/mensuales/anuales de distintos EEDP y de ellos contra mediciones in-situ de precipitación.

• Cálculo y visualización de climatologías mensuales/anuales para un polígono cualquiera definido por el usuario.

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0029

Detalles de las operaciones anteriores pueden encontrarse

espera que los nuevos productos y las nuevas características

en los tutoriales dispuestos en la plataforma.

introducidas en esta nueva versión 2.0 logren tener una buena acogida.

Los productos grillados de precipitación ofrecen grandes oportunidades para el avance de la investigación y la toma

En particular, se espera que Mawün permita evaluar la

de decisiones profesionales robustas en el área de recursos

utilidad de un producto específico de precipitación (o varios),

hídricos, ya que son datos homogéneos, continuos en el

para analizar tendencias en esta importante entrada del ciclo

tiempo y el espacio y disponibles para cualquier región del

hidrológico o bien como forzante de un modelo hidrológico

país. El fuerte compromiso de la Universidad de La Frontera

en una cuenca específica, entre otras posibles aplicaciones.

y del (CR)2 con el uso sostenible de los recursos hídricos ha motivado el desarrollo y puesta en operación de Mawün, con

Se hace la invitación a la comunidad, especialmente a quienes

el propósito de facilitar el uso de datos grillados de última

se desempeñen en el área de recursos hídricos, a visitar el

generación, tanto para la comunidad científica como para el

sitio www.mawun.cr2.cl donde, más allá de navegar en la

público general.

plataforma y explorar los productos de precipitación, podrán encontrar los tutoriales pertinentes para la extracción,

Desde su lanzamiento, Mawün ha recibido buenos comentarios

visualización y descarga de datos.

de la comunidad científica nacional e internacional y se

Figura 4. Vista principal de Mawün, donde se visualiza una compración entre la precipitación diaria registrada en la estación meteorológica Maquehue AD (Región de La Araucanía) y los valores estimados por el producto CR2MET v2

0030

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Valorización de residuos en el sector frutícola: oportunidades para la innovación El sector frutícola es considerado uno de los pilares estratégicos de desarrollo en Chile, marcando una importante contribución al producto interno bruto y un notable desempeño como sector exportador. Sin embargo, este crecimiento productivo nos lleva a reflexionar sobre el rol de la agricultura en temas como la protección del medio ambiente y la sustentabilidad de los procesos productivos.

Dra. Heidi Schalchli Sáez

Dra. Francisca Fonseca Prieto

heidi.schalchli@ufrontera.cl Centro de Excelencia en Investigación Biotecnológica Aplicada al Medio Ambiente (CIBAMA-UFRO)

francisca.fonseca@ufrontera.cl Departamento de Ciencias Sociales

Dra. Gabriela Briceño Muñoz

Dr. Erick Scheuermann Salinas

gabriela.briceno@ufrontera.cl Centro de Excelencia en Investigación Biotecnológica Aplicada al Medio Ambiente (CIBAMA-UFRO)

ericks@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería Química

Los sistemas de producción frutícola tienen un importante

aprovechar sus residuos es un paso importante hacia una

rol en diversos aspectos relacionados con la sustentabilidad

agricultura más sustentable.

y protección de los recursos naturales. Hoy en día, nos encontramos con conceptos como simbiosis industrial,

El aprovechamiento de los residuos frutícolas plantea una

bioeconomía y economía circular, que buscan redefinir

oportunidad para el surgimiento de nuevas líneas de negocios

la noción de crecimiento enfocándose en un sistema de

aportando a la diversificación de productos y aumentando la

aprovechamiento de recursos e incorporando nuevos

rentabilidad de los sistemas de producción actuales.

indicadores para la medición del progreso.

El Centro de Excelencia en Investigación Biotecnológica Si bien en nuestro país existen brechas tecnológicas y

Aplicada al Medio Ambiente CIBAMA-UFRO en asociación

económicas que dificultan alcanzar la meta de residuos cero

con la Cooperativa Loncofrut de la comuna de Loncoche

en los sistemas de producción agrícola, el interés de algunos

se encuentra desarrollando el proyecto de Vinculación con

agricultores por implementar estrategias que permitan

el Medio VME21-0004 “Fortalecimiento de capacidades en

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0031

Paneles solares para autoabastecimiento de energía Sr. Fredy Araneda (Cooperativa Loncofrut)

Visita al huerto de frambuesa del Sr. Fredy Araneda

valorización de subproductos y producción sustentable

Lo anterior, podría constituir una alternativa a los pellets de

de frambuesa en la Cooperativa Loncofrut”. El proyecto

madera que deben su alto costo al material de entrada que

es dirigido por la Dra. Heidi Schalchli de CIBAMA-UFRO y

por lo general es aserrín de madera de buena calidad sin

cuenta con la participación de la Dra. Gabriela Briceño de

contenido de corteza.

CIBAMA-UFRO, el Dr. Erick Scheuermann del Departamento de Ingeniería Química y la Dra. Francisca Fonseca del

Esta alternativa podría contribuir al autoabastecimiento

Departamento de Ciencias Sociales.

de energía verde a partir de biomasa, evitando la quema de restos de poda en los huertos. A nivel de cooperativa

Uno de los objetivos del proyecto es cuantificar los recursos

y con el financiamiento adecuado podría ser posible la

biomásicos (restos de poda) que actualmente son un

implementación de una línea de fabricación de briquetas o

problema para los productores de frambuesa de la región

agripellets que aporte a la diversificación de productos de

y analizar alternativas de valorización para la obtención de

la Cooperativa y, por lo tanto, a aumentar la rentabilidad y

productos con valor agregado. La iniciativa surge a partir de

sustentabilidad del rubro.

la preocupación de los agricultores por la gran cantidad de restos de poda que se generan en los huertos, los cuales

En este sentido, la estimación de las cantidades de restos de

podrían ser aprovechados para la obtención de energía y/o

poda en diferentes variedades de frambuesa de la Cooperativa

biofertilizantes.

será considerada en estudios de factibilidad técnicoeconómica de producción de briquetas y agripellets que

Los muestreos se realizan en el huerto de frambuesas del

permita dar respuesta a las necesidades de los productores

Sr. Fredy Araneda, socio de la Cooperativa Loncofrut, quien

de frambuesas de nuestra Región de La Araucanía.

comparte la preocupación por la protección del medio ambiente y el aprovechamiento responsable de los recursos naturales. El Sr. Araneda se ha dedicado a la producción de frambuesas durante más de 15 años, y actualmente produce 7 variedades de frambuesa, entre ellas Meeker, Heritage y las tres Santas (Santa Catalina, Santa Teresa y Santa Clara). El huerto además cuenta con paneles solares para el abastecimiento de energía y sistemas de riego para la optimización del uso del recurso hídrico. Hoy la mirada está puesta en el aprovechamiento de los restos de poda, un recurso disponible que actualmente es descartado.

La estimación de la cantidad de los restos de poda es el primer paso en la búsqueda de alternativas de valorización de estos recursos y abre oportunidades para la innovación.

Una alternativa interesante es la posibilidad de obtener briquetas y/o agripellets. Estudios indican que las cañas de frambuesa roja tienen propiedades energéticas similares a la madera de árboles como por ejemplo el abeto de Noruega.

Poda en huerto de frambuesa

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Estrés hídrico y alimentos saludables ¿es posible?

En la Universidad de La Frontera, se encuentra en ejecución el proyecto ANID/FONDECYT/1190585, dentro del cual se busca estrategias para la obtención de alimentos saludables en un escenario de cambio climático y estrés hídrico.

Dra. Antonieta Ruiz Muñoz maria.ruiz@ufrontera.cl Departamento de Ciencias Químicas y Recursos Naturales

Ensayo en invernadero

En un escenario de cambio climático, donde la escasez de

antiinflamatorios, antimicrobianos, neuroprotectores, entre

agua y en consecuencia el estrés hídrico es una realidad, se

otros, los cuales son transferidos al consumidor de dichos

ha hecho necesaria la búsqueda de herramientas para la

alimentos.

obtención alimentos saludables. La alimentación saludable se define como aquella “que permite alcanzar y mantener

Un alimento saludable presente en nuestro país, es la papa

un

conservar

de pulpa coloreada, la cual, a pesar de ser un alimento rico

o restablecer la salud y disminuir el riesgo de padecer

en compuestos fenólicos de la familia de las antocianinas,

enfermedades”, entre otros factores.

las cuales le aportan su coloración típica y de ácidos

funcionamiento

óptimo

del

organismo,

hidroxicinámicos, otra familia de compuestos antioxidantes, En este sentido, existe diversos alimentos cultivados en nuestro

es un alimento con un consumo limitado, principalmente

país que cumplen con dicha función, gracias a su contenido

por desconocimiento de la población quienes asocian su

de compuestos bioactivos, entre ellos compuestos fenólicos

coloración oscura con descomposición. Por el contrario, estos

como, por ejemplo, las antocianinas, que corresponden a

colorantes tienen la capacidad de aportar grandes beneficios

pigmentos vegetales y potentes antioxidantes, que además

a la salud.

de aportar la coloración característica que puede ir desde tonos azulados hasta rojizos, aportan sus propiedades

Dentro de los estudios previos del grupo de investigación,

beneficiosas a los alimentos. Entre estos alimentos, podemos

destaca la generación de un colorante natural en base a

encontrar genotipos de papa (Solanum tuberosum) de pulpa

papa de pulpa coloreada, para ser incorporado en alimentos

coloreada, los cuales son cultivados en la zona sur de nuestro

procesados, como leche y yogures, en reemplazo de los

país.

colorantes artificiales usados en la actualidad, a los que se les atribuye efectos perjudiciales y cuyo consumo está siendo

Los compuestos fenólicos son compuestos químicos que se

altamente regulado a nivel mundial.

producen en diferentes estructuras de las plantas como, las hojas, los frutos o las raíces, cumpliendo funciones necesarias

En un contexto de cambio climático, la producción de

para la supervivencia de la planta, como también del sistema

alimentos ha sido afectada, por lo cual se hace necesario

de defensa de ésta. Por otra parte, estos compuestos

la búsqueda de estrategias que permitan mantener el nivel

presentan

antioxidante,

de producción y la calidad de los alimentos. En el proyecto

además de efectos benéficos para la salud como efectos

FONDECYT 1190585 financiado por la Agencia Nacional de

altos

niveles

de

actividad

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

Investigación y Desarrollo (ANID), se ha evaluado estrategias

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0033

Papa de pulpa coloreada, genotipo CB2011-104

como la inoculación de hongos micorrícicos arbusculares (HMA) en estos cultivos para así enfrentar estas problemáticas.

Los HMA corresponden a hongos presentes en el suelo, que son capaces de establecer asociaciones con las raíces de las plantas, ampliando su superficie, lo que ayuda a la captación de agua y nutrientes por parte de la planta.

Dentro del proyecto se ha trabajado con genotipos de papa de diferentes coloraciones y con cepas de HMA de diferentes orígenes, destacando cepas propias de la región de la Araucanía (Claroideoglomus claroideum) y también del Desierto de Atacama (Funneliformis mosseae), buscando con esto ayudar a la planta a enfrentar de mejor manera la falta de agua, haciendo más eficiente su captación.

Los principales resultados obtenidos hasta la fecha muestran que el caso del genotipo de pulpa blanca las cepas de C. claroideum y F. mosseae, por separado, son capaces de proteger a la planta frente a niveles altos de estrés hídrico, en cambio, para el genotipo de pulpa coloreada ambas cepas, por separado o en mezcla presentan alta capacidad de protección frente a dicho nivel de estrés. Destaca la capacidad de C. claroideum de generar un tubérculo con

Aplicación de colorante en yogurt (tubo de la derecha fue coloreado con extracto de papa)

altas concentraciones de compuestos fenólicos y actividad antioxidante.

Durante la ejecución del proyecto, ha resultado clave la Vinculación con el sector productivo, donde con las empresas Novaseed Ltda. y Papas Arcoiris Ltda., ambas de la ciudad de Puerto Varas, se viene desarrollando trabajo conjunto hace más de siete años, mediante la ejecución de proyectos

Tesista realizando mediciones de fotosíntesis

financiados por la Fundación para la Innovación Agraria (FIA),

La alimentación saludable resulta de suma importancia, para

Corporación de Fomento de la Producción (CORFO) y ANID/

la prevención de enfermedades crónicas no transmisibles

FONDECYT.

donde el agitado estilo de vida actual y los altos niveles de estrés, han producido el incremento del consumo de comida

Por otra parte, resulta igualmente importante la formación

“chatarra”, una de las principales causas de estas patologías.

de capital humano donde el desarrollo de las prácticas de

De esta manera, estos microorganismos del suelo tienen un

estudios y las actividades de titulación de estudiantes de

alto potencial para la generación de biofertilizantes, para

Bioquímica y las tesis de estudiantes de los Programas de

ser aplicados en el cultivo de la papa, para la obtención de

Doctorado en Ciencias de Recursos Naturales y Doctorado

alimentos de alta calidad antioxidante con impacto para la

de Ciencias Agroalimentarias y Medioambiente de nuestra

salud y calidad de vida del consumidor, entregando a las

Universidad, han sido fundamentales para la obtención de los

plantas nuevas estrategias que le ayuden a enfrentar el

resultados.

cambio climático.

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Biotratamiento de aguas residuales salinas utilizando la simbiosis micorrícica: diversificando la matriz hídrica para la agricultura chilena Entre la Universidad de La Frontera y la Universidad de Concepción, a través del Centro de Recursos Hídricos para la Agricultura y la Minería (CRHIAM; ANID/FONDAP/15130015), se encuentra en ejecución el proyecto postdoctoral ANID/FONDECYT/3210588, dentro del cual se plantean estrategias para el tratamiento de aguas residuales salinas, buscando diversificar la matriz hídrica y alcanzar la seguridad hídrica.

Dr. Christian Santander Castro c.santander01@ufromail.cl Posdoctorante ANID

La agricultura de riego contribuye con un 33% de la producción agrícola mundial, utilizando el 25% de las tierras cultivables y consumiendo alrededor de un 65% del agua dulce disponible.

Esta agricultura proporciona estabilidad, favoreciendo una mayor producción agrícola, además de optimizar el uso de los suelos. Sin embargo, debido al alto consumo de agua, este tipo de agricultura está siendo fuertemente afectada por el cambio climático.

En Chile la agricultura es el segundo sector económico que más retribuye al país, por lo tanto,

Dr. Pablo Cornejo Rivas, pablo.cornejo@ufrontera.cl Departamento de Ciencias Químicas y Recursos Naturales

asegurar el acceso y la disponibilidad a los recursos hídricos resulta esencial para su desarrollo, especialmente en periodos de escasez hídrica. En este sentido, es importante hacer esfuerzos para diversificar la matriz hídrica, a través del uso de fuentes de agua alternativas como son las aguas residuales salinas, siendo la reutilización de estas aguas una solución potencial.

Sin embargo, su uso puede estar fuertemente limitado por los altos niveles de salinidad que presentan.

Dra. Gladys Vidal Sáez glvidal@udec.cl Facultad de Ciencias Ambientales, Universidad de Concepción

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Figura 1: Tratamiento de aguas salinas mediante la biofiltración con plantas de maíz variedad calameño (Zea mays) e inoculadas con el hongo micorrícico Funneliformis mosseae en un sistema hidropónico tipo NFT bajo condiciones de invernadero.

Las principales tecnologías que se han investigado para el

efluentes de pulpa y papel, etc., suelen no responder bien a

tratamiento de aguas residuales salinas son la evaporación,

los tratamientos biológicos.

el intercambio iónico y las técnicas de membrana. Aunque estos métodos convencionales ofrecen resultados factibles

En ese sentido, la efectividad de los métodos biológicos en

para el tratamiento de aguas, la mayoría de estos utilizan

la eliminación de iones de las aguas salinas depende de la

equipos sofisticados, que requieren grandes inversiones

adaptabilidad de los microorganismos y las plantas a estas

económicas y consumen grandes cantidades de energía.

condiciones. Es así como las plantas y microorganismos que crecen en condiciones salinas (halófitas) podrían tener

En la actualidad, los tratamientos biológicos de aguas

mejores respuestas en los procesos de biofiltración. De

residuales han cobrado un alto interés como tecnologías

igual manera, como estrategia biológica más del 90% de

ambientalmente

general

las plantas terrestres forman una asociación simbiótica

costos de inversión mucho menor, siendo más fáciles de

llamada micorriza, entre sus raíces y los hongos micorrícicos

operar, poca o nula necesidad de adición química y baja

arbusculares (HMA).

amigables,

presentando

en

producción de contaminantes secundarios, a la vez que poseen características ecológicas y valor ornamental. En

Se ha determinado que los HMA nativos aislados desde

general, se basan en procesos de biofiltración que utilizan

suelos salinos tienen una mayor capacidad para mejorar

plantas o microorganismos, sus resultados se basan en

el crecimiento de las plantas en condiciones salinas,

procesos físicos, químicos y biológicos, siendo los humedales

aumentando la absorción de agua y nutrientes como

construidos el método más estudiado. Sin embargo, las

también favoreciendo la acumulación de sodio en vacuolas y

aguas residuales salinas, originadas de diferentes procesos

espacios intercelulares de estas. Asimismo, estudios previos

productivos como los efluentes de sistemas agrícolas,

mostraron que los HMA tienen la capacidad de acumular

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Figura 2: Tratamiento de aguas salinas mediante la biofiltración con plantas de tomatillo silvestre (Solanum chilense) e inoculadas con el hongo micorrícico Funneliformis mosseae en un sistema hidropónico tipo NFT bajo condiciones de invernadero.

iones tóxicos en sus estructuras, siendo esta una respuesta de protección para hacer frente a los altos niveles de salinidad. Debido a lo anterior, ambos mecanismos podrían ser clave para mejorar el proceso de desalinización de las aguas, ya que se favorecería el secuestro y acumulación de sodio, tanto en estructuras del hongo como de la planta.

Debido a los antecedentes mencionados anteriormente, en el proyecto postdoctorado FONDECYT 3210588, financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), se está evaluando el efecto combinado de plantas halófitas (Figura 1 y 2) inoculadas con un hongo micorrícico aislado del Desierto de Atacama (Funneliformis mosseae, Figura 3), como una alternativa biológica de interés para uso potencial como mejoradores de los procesos de desalinización de aguas y su posterior uso para riego, lo que le confiere un alto grado de novedad a esta propuesta.

Es posible observar un escenario crítico en la agricultura chilena asociado a la variabilidad climática actual, estimándose que los requerimientos hídricos para la agricultura de nuestro país irán en constante aumento en este complejo escenario. Es así como la búsqueda del recurso hídrico no convencional y su uso en la agricultura chilena tiene que cobrar gran importancia como un componente clave para suministrar agua de riego en muchas regiones, principalmente en las que están sufriendo fuertemente la falta de agua de riego.

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Figura 3: Esporas de hongo micorrícico arbuscular (Funneliformis mosseae) aislado de suelos salinos desde el desierto de Atacama asociado a las raíces de la planta Baccharis scandens.

Sin embargo, el uso de estas fuentes de aguas no convencionales o alternativas puede estar fuertemente limitado por los altos niveles de salinidad que presentan. Por lo tanto, en este contexto los procesos biológicos resultan muy atractivos para el tratamiento de aguas residuales debido a su bajo costo de operación, poca o nula necesidad de adición química y cero producciones de contaminantes secundarios en comparación con otros procesos fisicoquímicos.

Sin embargo, los efluentes salinos pueden ser recalcitrantes a los tratamientos biológicos.

Los HMA asociados a plantas que crecen en ecosistemas salinos, producen en estas condiciones una gran cantidad de esporas y micelio, también acumulando grandes cantidades de sales en estas estructuras. Por lo anterior, se espera que la simbiosis establecida entre hongos micorrícicos arbusculares adaptados a salinidad y las raíces de plantas halófitas micorrizables expresará mecanismos que permitirán disminuir los niveles de sodio y conductividad eléctrica de las aguas salinas, favoreciendo su posterior uso en el riego de plantas agrícolas.

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Grandes detritos leñosos (LWD) y comunidades de macroinvertebrados bentónicos en río de precordillera, Chile MSc. Juan Alejandro Norambuena Santibáñez juan.norambuena@ufrontera.cl Programa de Doctorado en Ciencias de Recursos Naturales

Dr. Jorge Farías Avendaño jorge.farias@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería Química

(Autor póstumo) Mg. Rodrigo Palma Troncoso Laboratorio de Bioindicadores.

Servicio Agrícola y Ganadero.

Ministerio de Agricultura.

Gobierno de Chile

Los grandes detritos leñosos (LWD), son troncos y trozos de madera de gran tamaño depositados en los cauces son un sustrato complejo en el que habitan los macroinvertebrados bentónicos. Por captura de energía del cauce, son extraídos.

El siguiente estudio evaluó la relación de los LWD con ensambles de macroinvertebrados, lo que permitiría generar una herramienta de gestión ambiental.

Los grandes detritos leñosos (LWD), son estructuras conformadas por troncos y residuos de madera de gran tamaño, con diámetro y longitud media superior a 0,1 m y 1 m, respectivamente. Están presentes en los ríos producto de la caída de especies arbóreas por efecto natural o antrópico, siendo un componente de entrada de energía al ecosistema río. Estos LWD proporcionan un sustrato complejo en el que habitan distintos organismos invertebrados acuáticos, como lombrices, moluscos e insectos, conocidos con el nombre de macroinvertebrados bentónicos (Figura 1).

Las

relaciones

ecológicas

macroinvertebrados

entre

bentónicos

no

los han

LWD

y

sido

los bien

documentadas para ríos norpatagónicos chilenos, lo que expone una amenaza a la diversidad acuática su extracción para mejorar el flujo de distintos cauces. Este estudio evaluó el efecto de los LWD sobre las comunidades de macroinvertebrados

bentónicos,

mediante

la

adición

experimental de sustratos artificiales que simulen los LWD reales presentes, en río de precordillera andina en la Región de La Araucanía.

Figura 1. Representación de los grandes detritos leñosos (LWD), matria orgánica particulada gruesa (CPOM) y algunos organismos que habitan como los macroinvertebrados bentónicos.

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La evaluación fue realizada en río Tres Arroyos, río de precordillera en La Araucanía (Figura 2). Se elaboraron sustratos artificiales de LWD, de acuerdo con 4 tipos de volúmenes representativos en el río, para observar así diferencias en variables de diversidad. De acuerdo con los resultados obtenidos, los LWD tienen un efecto en la de las comunidades de macroinvertebrados, en parámetros ecológicos de tipos de especies (riqueza de especies), abundancia de especies, diversidad y grupos alimenticios de las especies encontradas, además de la materia particulada gruesa (CPOM) que es retenida del cauce.

Se identificaron un total de 37 especies de macroinvertebrados bentónicos, encontrando una mayor riqueza de especies en los LWD con mayor volumen que en el lecho del río, expuestos en 4 semanas. Lo anterior contrasta con la abundancia de especies, ya que es significativamente mayor en el lecho del río, que en todos los LWD (Figura 3).

Figura 2. Cuenca Hidrográfica del río Tres Arroyos, Región de La Araucanía, Chile. Proyección UTM, datum WGS 84, huso 18 Sur. Se indica zona experimental.

Figura 3. Abundancias Totales y Riqueza media de Especies, en sistemas control y tratamientos de LWD.

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Figura 4. Abundancia específica de Macroinvertebrados Bentónicos en sistemas control y tratamiento de LWD. Diferencias significativas entre el control y tratamientos (Kruskal-Wallis; K=459,38; p<0,0001).

Las especies de macroinvertebrados, como el efemeróptero o efímera Meridialaris diguillina y plecóptero llamado mosca de las piedras Antarctoperla michelseni, son especies relevantes en el cambio de la estructura comunitaria. M. diguillina (rol alimenticio de raspador) abunda en el lecho del río y disminuye significativamente en los LWD, mientras que A. michaelseni (rol alimenticio de desmenuzador-triturador),

abunda

significativamente

en

los

sustratos de LWD (Figuras 4 y 5).

La abundancia de mosca de las piedras A. michaelseni se asocia al material particulado grueso (CPOM) que deriva por el cauce y es retenido por los LWD. Por igual, el CPOM tiene una relación directa con el volumen de LWD utilizado en los sustratos artificiales. El aumento de los tipos de especies (riqueza de especies) está relacionado con la presencia de los LWD, lo que permite la mantención de la diversidad de macroinvertebrados bentónicos.

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Figura 5. Abundancia relativa de los grupos tróficos y CPOM en sistemas control y tratamientos de LWD.

Los resultados obtenidos en este estudio indican

En la actualidad, las prácticas de deforestación

que los LWD son un elemento fundamental

de las riberas y encausamiento de ríos

para

contribuyen

la

mantención

de

la

diversidad

de

en

la

disminución

de

los

macroinvertebrados bentónicos, ya que los

LWD, logrando afectar a los hábitats que

LWD ofrecen una complejidad estructural a los

conservan una alta diversidad de especies de

hábitats en los ríos, complejidad relacionada

macroinvertebrados, los que sostienen las

con un aumento de tipos de especies, como

tramas alimenticias del ecosistema río.

lo observado en ríos de Norteamérica. Se ha reportado en hábitats de detritos leñosos un

Este estudio confirma el rol de los LWD en los

aumento de especies presentes, en contraste con

ecosistemas río y cuyos efectos son benéficos

el lecho pedregoso del río, lo que concuerda con

para la mantención de la biodiversidad. Los

los resultados encontrados.

resultados obtenidos son una contribución para la toma de decisiones en el manejo sustentable

Las diferencias encontradas radican en los

de los recursos hídricos, siendo fundamentales

efectos que tienen los LWD sobre variables de

para evitar la degradación existente.

diversidad y grupos alimenticios de las especies registradas. Los LWD, al capturar CPOM, propician cambios del hábitat, lo que ha permitido la presencia de plecóptero o mosca de las piedras Antarctoperla michaelseni, con rol alimenticio de desmenuzador–triturador, alimentándose de detrito, restos vegetales y hongos.

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Ecomezclas Asfálticas: “Evaluación estructural y funcional de un tramo experimental de autopista en el tiempo” El proyecto FONDEF ID15I20235 “Desarrollo y Diseño de Mezclas Asfálticas de Mayor Eficiencia Energética y Bajo Impacto Ambiental” buscó contribuir al desarrollo de pavimentos asfálticos sostenibles mediante el uso de Ecomezclas amigables con el medio ambiente, en una vinculación entre la Universidad de La Frontera y las empresas nacionales Bitumix y Autopista Vespucio Norte.

La Universidad de La Frontera, por medio de la investigación aplicada, ha logrado fomentar la búsqueda de estrategias que permitan avanzar hacia el desarrollo sostenible.

En este contexto, se desarrolló una tecnología para la fabricación y puesta en obra de una gama de mezclas asfálticas sostenibles, denominadas en este proyecto como Ecomezclas.

En un trabajo en conjunto entre la academia y dos

El uso de Ecomezclas implica reducir la temperatura de fabricación y utilizar material reciclado de pavimentos (RAP; recycled asphalt pavement), lo cual tiene múltiples beneficios medioambientales, como lo es la reducción del gasto energético y la emisión de gases contaminantes.

el punto de vista ambiental, sino que es crucial evaluar cómo es el comportamiento mecánico de esta tecnología en el tiempo. En este sentido, en este artículo se muestra los resultados de las evaluaciones de desempeño para dos años de servicio de un tramo experimental de autopista construido, en Santiago de Chile, con el uso de Ecomezclas. investigadores

del

Grupo

de

investigación

en

Pavimentación Vial de la Universidad de La Frontera plantearon el desarrollo de Ecomezclas de mayor eficiencia energética y bajo impacto ambiental, mediante un estudio integral que abarcó: 1) la reutilización del material reciclado de pavimentos (RAP), aportando a la economía circular de la industria; 2) el uso de aditivo de origen natural (zeolita natural chilena) como alternativa a los productos sintéticos existentes en el mercado, para la fabricación de mezclas asfálticas a menor temperatura.

empresas nacionales, Bitumix1 y Autopista Vespucio Norte2, se logró escalar esta tecnología a nivel industrial, mediante la construcción de un tramo experimental de 540 m de autopista ubicado en la calzada derecha, lado sur (de poniente a oriente), pista central, entre el km 32.780 y el km 33.320 de

Este desarrollo no solo resulta importante de analizar desde

Los

Tramo experimental

la Autopista Norte (AVN), en la ciudad de Santiago de Chile.

El tramo experimental estuvo compuesto por seis secciones de pavimento (una de ellas la sección de control), las cuales fueron construidas usando la tecnología Ecomezclas. Además, para fines comparativos, se utilizó otra tecnología de mezclas semicalientes ampliamente utilizadas en Europa y Norteamérica, como lo es el uso de cemento asfáltico con incorporación de aditivo químico Evotherm.

Se realizó un fresado de 15 cm, sustituyendo el pavimento extraído por combinaciones de capas estructurales que consideraron las Ecomezclas desarrolladas en una capa de rodadura de 7 cm y una capa de binder de 8 cm.

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Dr. Gonzalo Valdés Vidal

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Mg. Claudio Fonseca Ibarra

gonzalo.valdes@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería de Obras Civiles

cfonseca@intervialchile.cl Intervial Chile

MSc. Cristian Díaz

Dra. Alejandra Calabi Floody

cristian.diaz@centro-cdi.cl CDI-Bitumix

alejandra.calabi@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería de Obras Civiles

Mg. Cristian Mignolet Garrido cristian.mignolet@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería de Obras Civiles

6 secciones experimentales (espesor=15 cm; ancho 3,5 m) 7 cm de capa de rodadura + 8 cm de capa intermedia )

Tramo 1

Tramo 2

Tramo 3

WMAz (T=134ºC)

WMAe (T=134ºC)

HMA (T=154ºC)

HMA (T=154ºC)

HMA (T=154ºC)

WMA-R20z (T=134ºC)

Km 32,780 - Km 32,873 (93m)

Km 32,873 - Km 32,960 (88m)

Km 32,960 - Km 33,047 (87m)

Tramo 5

Tramo 6 (Control)

HMA (T=154ºC)

HMA (T=154ºC)

WMA-R30z (T=144ºC)

HMA (T=154ºC)

Km 33,140 - Km 33,229 (89m)

Km 33,229 - Km 33,32 (91m)

Tramo 4 HMA (T=154ºC) WMA-R20e (T=134ºC) Km 33,047 - Km 33,140 (93m)

WMAz: Mezcla asfáltica semicaliente con zeolita natural (desarrollo UFRO).

WMAe: Mezcla asfáltica semicaliente con aditivo sintético.

WMA-R20z: Mezcla asfáltica semicaliente con zeolita natural y 20% material reciclado de pavimento (desarrollo UFRO).

WMA-R20e: Mezcla asfáltica semicaliente con aditivo sintético y 20% material reciclado de pavimento.

WMA-R30z: Mezcla asfáltica semicaliente con zeolita natural y 30% material reciclado de pavimento (desarrollo UFRO).

HMA: Mezcla asfáltica en caliente. Mezcla de referencia o control.

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Evaluación estructural y funcional del tramo experimental La capacidad estructural y funcional de cada sección de pavimento fue evaluada por medio de ensayos de auscultación, tales como: deflectometría de impacto (FWD), perfilómetro láser y Griptester. Por medio de estos procedimientos se Figura 2. Fresado de seccion experimental.

pudo determinar el comportamiento de las mezclas asfálticas evaluadas durante el transcurso del tiempo en servicio, considerando los periodos de un mes, un año y dos años.

Los resultados obtenidos en esta evaluación muestran que todas las secciones estructurales evaluadas obtuvieron similares valores de una capacidad estructural (NEef) para cada uno de los tres periodos evaluados. Así mismo, otros resultados determinados en la investigación tales como: indicadores

Figura 3. Tramo experimental fresado

funcionales de pavimento, tales como ahuellamiento, índice de rugosidad internacional (IRI), macro y microtextura no mostraron diferencias importantes.

La vinculación de la Universidad de La Frontera con entidades externas es fundamental para lograr solucionar los problemas reales de la sociedad y la industria. En este sentido, este proyecto ha fomentado la búsqueda de soluciones sostenibles para la industria de la pavimentación vial, contribuyendo desde un punto de vista ambiental y social. Es más, el uso

Figura 4. Deflectometría de impacto (FWD)

de Ecomezclas tiene la particularidad de poseer un buen desempeño mecánico con prestaciones similares a las mezclas asfálticas convencionales a los 2 años de seguimiento, obteniendo resultados importantes en el avance hacia la innovación y desarrollo de tecnologías verdes en la industria.

FIGURA 5.

Capacidad estructural de las secciones estructurales

1

Empresa Líder en Chile en la fabricación de mezclas asfálticas y construcción de pavimentos.

2

Autopista urbana concesionada de la ciudad de Santiago.

Programa de Orientación para Estudiantes de 3º y 4º Medio.

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UFROFICA

YOQUIEROSERINGENIERA

INGENIERIA.UFRO

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EXPO FICA, en su primera versión, congregó a más de 800 escolares y profesores(as) de la región, curiosos por conocer y acercarse al quehacer científico y tecnológico de las carreras de pregrado y programas de postgrado de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad de La Frontera (UFRO).

2022 Más de 800 escolares y profesores(as) de 23 establecimientos educacionales de la región visitaron los 25 stands interactivosde la primera versión de EXPOFICA.

En el marco de la celebración de su XLI aniversario, la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad de La Frontera (UFRO) desarrolló la primera versión de la feria EXPO FICA. A través de stands y actividades demostrativas, las y los participantes pudieron conocer -y también deslumbrarse- con parte del trabajo que realizan estudiantes, académicos(as) e investigadores(as) de esta facultad.

Las y los escolares, junto a sus profesores(as), vivieron la experiencia de EXPO FICA en el Gimnasio Olímpico de esta casa de estudios. Entre ellos, Matías García, de la Escuela Lidia González Barriga de Collipulli, quien en sus palabras señaló que “la feria está bastante completa, porque además de aprender, uno puede elegir las carreras y hasta ahora me ha gustado mucho Ingeniería Civil Mecánica, que es lo que me gustaría estudiar”.

Mientras que, desde Curacautín, Cristóbal Gallegos, de la Escuela Patricio Chávez Soto, compartió “fue genial, he recorrido y revisado varios stands, además de tomar nota de algunas cosas. En general, estuvo increíble”.

Robótica, programación, trivia sobre física, impresión 3D, recorridos de realidad virtual por la universidad y experiencias científicas fueron algunas de las actividades lúdicas en la que los participantes pudieron conocer el quehacer universitario.

“La idea es encantar a las y los escolares con actividades prácticas y temas que van a aprender, para acercarlos a las diferentes carreras, por lo que estamos muy contentos con el

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gran interés y convocatoria que tuvo esta primera versión”, comentó la Dra. Antonieta Ruiz, directora de Vinculación con el Medio de la Facultad de Ingeniería y Ciencias UFRO. En su conjunto, la EXPO FICA brindó un acercamiento temprano a estudiantes de sexto básico a cuarto medio que han comenzado a mostrar interés por disciplinas o áreas vinculadas a la ingeniería y ciencia.

Premiación a estudiantes En el marco de esta feria, se llevó a cabo la premiación de tres concursos que, en el transcurso de este segundo semestre, la Dirección de Vinculación con el Medio de la facultad promovió entre escolares de La Araucanía y las y los estudiantes de sus diferentes carreras.

El concurso “El Agua ¡Yo la Cuido!”, dirigido a estudiantes de enseñanza básica y media, tenía como objetivo que los participantes reflejasen la importancia del agua para los seres vivos y ecosistemas, a través de un dibujo. En la categoría de enseñanza básica, el primer y segundo lugar se lo llevaron estudiantes de 8vo básico del Liceo Pablo Neruda de Temuco, Isabel Catrilao Leiva y Antonia Mellado Aguilar, respectivamente, mientras que el tercer lugar recayó en Eva Meza García, de 7mo básico del Colegio Madre Admirable de Schoenstatt de Temuco.

Por otro lado, en la categoría de enseñanza media, Marthyna Concha Cabrera del Liceo Bicentenario Indómito de Purén se quedó con el primer lugar; el segundo lugar recayó en Solange Moreno Villagrán, del Liceo Bicentenario de Temuco, y el tercer lugar fue de Tamara Aburto Soto, del Colegio Madre Admirable de Schoenstatt de Temuco.

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“Somos mujeres ingeniosas” se tituló el concurso dirigido a las participantes del programa de orientación universitaria “Yo Quiero Ser Ingeniera”, quienes a través de un breve vídeo en formato reels o tiktok, debían plasmar el rol de la mujer en la ingeniería y las ciencias. Es así, como Pascal Naour Lagos, del Colegio Instituto Victoria de esa ciudad, fue la ganadora de esta iniciativa.

En tanto, para la comunidad estudiantil universitaria, se hizo el llamado a sacar toda la creatividad para plasmar en un dibujo “Una bandurria ingenier@”, la que se convertirá en la mascota representativa de la Facultad de Ingeniería y Ciencias. El primer lugar fue para la estudiante de Ingeniería Civil Ambiental, Catalina Arévalo Hernández, mientras que, Tamara Herrera Salgado y Felipe Pinilla Jeldres, ambos de Ingeniería Civil Mecánica, se quedaron con el segundo y tercer lugar, respectivamente.

Cada uno de los premiados fue reconocido con una tablet y diploma que da cuenta del lugar obtenido.

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Percolación: la ley del todo o nada Mg. Walter Lebrecht Díaz-Pinto Profesor Titular, Departamento de Ciencias Físicas

El fenómeno de percolación ha sido estudiado desde hace varias décadas y describe de una manera simple una variedad de sistemas complejos y auto – organizados en el ámbito de la física, química, biología, matemática y actualmente en ciencias sociales. Los estudios canónicos están dentro de la física estadística y su gran mérito consiste en su simplicidad para determinar criticalidad y transiciones de fase.

La teoría de percolación fue introducida en 1956 por John Michael Hammersley (1920-2004) y Simón Ralph Broadbent (1894-1977) como un modelo para estudiar la propagación aleatoria de un fluido (líquido o gas) a través de un medio. Cuando el mecanismo aleatorio es asociado al fluido, se trata de un proceso de difusión.

Existen ejemplos simples de este proceso, cuando se siente el aroma a un perfume o el olor del humo de cigarro (fluidos) que se difunden de manera aleatoria en el aire (medio). Sin embargo, cuando el mecanismo aleatorio está asociado al medio, entonces se trata de un proceso de percolación.

Para ejemplificar esta última idea, el proceso de percolación permite la formación de napas subterráneas, en efecto, las precipitaciones (fluido) cuando llegan a la superficie de la Tierra, descienden de manera aleatoria por la fuerza de gravedad a través de distintas capas y rocas (medio) que componen el suelo hasta llegar al acuífero donde se almacena.

En este sentido, se puede afirmar que el proceso de percolación, más adelante percolación, es un concepto relacionado con la transmisión, propagación o filtración de una propiedad (fluido) a través del medio, eso sí, considerando las propiedades del medio. Se pueden mencionar otros ejemplos de percolación (no son los únicos), propagación de: a) epidemias, donde el virus representa el fluido y los individuos contagiados el medio, b) un incendio forestal en el bosque, c) un rumor por redes sociales, etc. Todos estos ejemplos tienen algo en común y es la conectividad, correspondiente a la forma como el fluido se transmite a través del medio.

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El proceso de difusión en física y también en química, se

observa a vecinos cercanos, en el primer caso es 4 y en el

conoce desde hace mucho tiempo, incluso un completo

segundo 6, respectivamente. De esta manera, la percolación

marco teórico sustenta sus leyes y ecuaciones, no así la

en la red cuadrada y en otras geometrías, depende si el

percolación, que es un fenómeno nuevo y actualmente se

estudio se realiza a través de los vértices (sitios) o aristas

sigue investigando para formular una teoría robusta y que

(enlaces). De este modo, la información puede propagarse

permita modelar una serie de fenómenos cotidianos. Para

en una red a través de los sitios, como los enlaces y si esta

ser honesto, hay que destacar que las primeras ideas sobre

información conecta un extremo con el otro de la red, se dice

percolación fueron establecidas por Paul Flory (1910-1985)

que la red percola.

y Walter Stockmayer (1914-2004), ambos químicos y que desarrollaron su trabajo en crecimiento de polímeros. Se

Imagine un individuo que desea compartir una información

destaca el trabajo de Paul Flory que recibió el premio nobel

contingente y relevante con otros individuos que tienen

de Química en 1974 en el ámbito de la físico-química.

información nula o parcial. Él elige un espacio cerrado para hacerlo y se pone aleatoriamente en una de las 400 sillas en

La conectividad en los modelos de percolación clásicos es un

un arreglo cuadrado de 20 sillas de largo y 20 sillas de ancho.

concepto importante y tiene dos elementos esenciales. Por un

A continuación, entran al espacio cerrado, los individuos de

lado, representa el medio y por otro, se caracteriza mediante

uno en uno y comienzan a ubicarse de manera aleatoria en

una red. La red más conocida, es la que tiene geometría

cada silla no ocupada. Sólo pueden compartir información

cuadrada, cuyas propiedades de conectividad depende si

aquellos individuos que están con sus sillas cercanas

el observador está en el vértice o en la arista. Cuando se

(percolación de sitios).

Propagación en una red cuadrada de acuerdo a la disposición del observador en vértices o aristas (izquierda). Conectividad de vertices (arriba) indicando 4 sitios cercanos y conectividad de aristas indicando 6 enlaces cercanos (abajo). A la derecha, se ilustra la dinámica de la ocupación en una red cuadrada de sitios, mostrando agrupaciones de distinto tamaño.

Con esta dinámica, se verá, al poco tiempo, individuos solos

En otro momento, un individuo que posee la información

y pequeñas agrupaciones que han compartido su propia

de contingencia entra al espacio cerrado y comparte esta

información y otras agrupaciones que han compartido la

información con un pequeño grupo de la sala. De manera

información de contingencia. En un tiempo posterior, se

casi inmediata, la información de contingencia se propaga a

forman nuevas agrupaciones y otras agrupaciones crecen

la gran mayoría de sus individuos (pero no toda), cruzando

compartiendo su propia información o la información

de un extremo al otro la sala, la red ha percolado y se ha

de contingencia si fuese el caso. Sin embargo, todas

producido una transición de fase. La teoría de percolación

las agrupaciones no comparten toda la información de

predice que esto ocurre cuando se alcanza el 60% de la

contingencia.

población con la información de contingencia.

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Red cuadrada de sitios. Función de crecimiento o sigmoide (en azul) que representa la función de percolación. En naranjo la respectiva función de distribución. La transición de fase ocurre en 0.5927...

Red triangular de sitios. Parámetro de orden que da cuenta de la transición de la fase no ordenada a la fase ordenada en 0.5000.

La transición de fase ocurre para un valor crítico muy

la transición de fase de los parámetros de orden (del todo y

específico y se llama umbral de la percolación y depende de la

nada). Estos números no varían si la geometría es diferente

conectividad y otras propiedades. De esta manera, si existen

(cuadrada, triangular, hexagonal, etc.) o si se trata de un

agrupaciones dispersas que manejan cierta información

problema de percolación de sitios o enlaces.

y el porcentaje está por debajo del umbral de percolación, la red no está conectada (nada). Por el contrario, si existe

Los estudios recientes en teoría de percolación permiten

al menos una agrupación que maneja cierta información y

determinar umbrales de percolación en redes más complejas

el porcentaje está por sobre el umbral de percolación, la

denominadas “Arquimedianas” y en sistemas de múltiple

red está conectada (todo). En el caso de la red cuadrada, el

ocupación, tales como dímeros, trímeros y k-meros. Además,

umbral de percolación de sitios es 0.5927 (conectividad 4) y

cuando se considera el caso más complejo de percolación

para la red triangular el umbral de percolación de sitios es

mixta, esto es, la red percola por sitios y/o enlaces, el punto

0.5000 (conectividad 6). Así, un arreglo cuadrado de sitios

crítico se transforma en una frontera crítica y sigue siendo

evita el contagio (mayor umbral de percolación), en cambio,

válido el carácter de universalidad de los exponentes críticos.

un arreglo triangular de sitios favorece el aprendizaje (menor umbral de percolación).

La mayoría de la literatura relacionada a teoría de percolación menciona, como ejemplo, la preparación de un buen café de

En las cercanías y en el umbral de percolación ocurren

grano: comienza con el proceso de percolación cuando el

algunos sucesos extraños y complejos. Uno de ellos, es

agua se filtra por los granos de café y termina con el proceso

que la agrupación conectada tiene dimensión fractal. Esto

de difusión, cuando su aroma se propaga por el espacio

significa que su tamaño crece como una ley de potencias y

circundante. Queda claro que, una cafetera, debe considerar

no por la multiplicación de largo por ancho. Por otra parte,

todos los aspectos desarrollados en este escrito, para

se encuentra un carácter de universalidad en algunos

generar un buen café.

números denominados exponentes críticos, que caracterizan

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0051

El presente trabajo forma parte del proyecto

Control automático de un seguidor solar para paneles fotovoltaicos

exploratorio de la Macrofacultad 2022 titulado ”Control

de

Seguimiento

Solar

en

Paneles

Fotovoltaicos”, cuyo objetivo principal es diseñar e implementar un algoritmo de control automático para realizar seguimiento solar para un panel fotovoltaico. Este sistema permitirá mejorar la eficiencia energética del Panel entre un 30% al 40%, para más producción energética.

Dr. Iván Velásquez Briceño

Dr. Boris Pavez Lazo

ivan.velasquez@uforntera.cl Departamento de Ingeniería Eléctrica

boris.pavez@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería Eléctrica

Valentina Yáñez Martínez, v.yanez02@ufromail.cl Francisco Rioseco Seguel, f.rioseco02@ufromail.cl Diego Torres Ñancucheo, d.torres15@ufromail.cl Jorge Sandoval Sandoval, j.sandoval17@ufromail.cl Estudiantes Ingeniería Civil Eléctrica

En estos tiempos, las energías renovables se están

La

implementando y aplicando en diversos lugares del mundo,

astronómicos de ubicación y seguimiento de punto

siendo una excelente alternativa a las energías tradicionales.

luminoso usando foto sensores. Al instalarse en sitios muy

En Chile, en estos últimos años, se ha observado un

remotos, estos sistemas deben ser autónomos y orientarse

crecimiento exponencial en cuanto al uso de energías

a través del algoritmo experto de control para comenzar el

alternativas, en particular los parques eólicos o solares que

seguimiento. Se propone un sistema de control que mezcle

siguen en franca explosión de crecimiento. La zona sur del

programación astronómica y seguimiento de punto luminoso

país ha demostrado ser un buen lugar para el desarrollo de

(Sol) para aumentar la eficiencia del panel solar. También

este tipo de energías, Por otro lado, se pretende estudiar

existen oportunidades de aplicar el algoritmo a otros

el efecto que causaría el medio ambiente ( temperatura y

procesos, por ejemplo, mantener sombras por más tiempo,

humedad) en el aumento o dismnución de la generación de

como paraguas de protección. También, aplicaciones para re

energía eléctrica.

enfocar y concentrar rayos solares en puntos específicos. El

El proyecto se enfoca en trabajar con energías renovables, en particular con radiación solar fotovoltaica. La idea principal del trabajo es presentar un algoritmo de Control que permitirá realizar un seguimiento solar de un panel fotovoltaico. Para ello, se usará la posición diaria y anual (dos grados de libertad), permitiendo capturar en forma óptima las radiaciones solares que permite que el panel capture en forma perpendicular los rayos solares.

estrategia

de

control

deberá

integrar

conceptos

potencial de transferencia y escalabilidad del sistema tiene gran proyección y múltiples aplicaciones.

El proyecto mostrará un sistema a escala normal, con piezas del mercado accesibles y una estructura de soporte del panel, con esto se puede desarrollar íntegramente el sistema de seguimiento en nuestra región. De esta manera, el sistema es escalable y tiene un gran potencial de ser usado, posteriormente, en el mercado, pasando por todos los niveles respectivos de calidad y modelos de negocio. En esta etapa del proyecto se cuenta con la colaboración de empresa DOSARQ de Temuco.

0052

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Figura 1

Figura 2

En la búsqueda de metodologías para hacer más eficiente la captación de energía por paneles solares, se ha observado, en diversos estudios internacionales, que si se incorpora el seguimiento solar por parte de paneles fotovoltaicos, estos aumentan su eficiencia energética entre 30% y 40%. Basados en esta información, se ha propuesto un sistema que es posible y justificable plantear, un sistema innovador, eficiente y local para realizar este seguimiento. Actualmente, este tipo dese pueden adquirir exclusivamente en el extranjero.

Las figuras 1 y 2 muestran un avance del sistema. Se presentó el Sistema de Seguimiento Solar en la feria de investigación del Departamento de Ingeniería Eléctrica 2022. Director del proyecto Dr. Iván Velasquez y Co-investigador Dr. Boris Pavez.

Alumnos laborantes: Valentina Yáñez y Francisco Rioseco.

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0053

Panel Solar

Estructura de accionamiento Figura 3

Actuador eléctrico lineal

Motor eléctrico

En la figura 3 se puede apreciar la propuesta del accionamiento

Este proyecto espera aumentar la eficiencia energética en

o sistema de movimiento que permitirá al panel solar realizar

paneles fotovoltaicos entre un 20% a 40%, usando control

el seguimiento solar desarrollado.

de seguimiento solar versus paneles fijos. Adicionalmente, un tema crucial, es proponer un nuevo sistema de actuación

Al término del proyecto, se espera disponer de un sistema

para el movimiento del panel solar. El nuevo sistema de

fotovoltaico controlado para seguimiento solar de forma

movimiento podrá ser usado indistintamente en techos o

híbrida, es decir, controlar usando la combinación de

lugares planos para la captura de la radiación solar en forma

programación astronómica y seguimiento de punto luminoso

perpendicular.

(con los sensores), que aumentará la eficiencia del panel solar. Además se espera contar un sistema de actuación

Vale destacar que se proyecta estudiar la aplicación del

única e innovadora para estos sistemas de seguimiento

algoritmo de seguimiento solar a otras áreas de la sociedad.

solar. Finalmente, se entregarán curvas de rendimiento en

Por ejemplo, aplicaciones dentro del área de la “agrovoltaica”,

paneles solares para la ciudad de Temuco y correlaciones

donde se desempeñan simultáneamente el área del campo

bajo diferentes marcos de trabajo ambiental.

agrícola y el de la energía, donde es fundamental usar los paneles para, por ejemplo, proyectar sombra y entregar luz solar a los cultivos simultáneamente.

0054

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

La Supercomputación al servicio del desarrollo del país Cada día las simulaciones y modelaciones masivas ayudan al desarrollo científico y tecnológico. Chile acaba de dar un gran paso al firmarse un acuerdo entre 39 universidades, 4 centros de investigación y REUNA para generar un consorcio que entregue a todos los investigadores, sector público y privado las mayores y mejores capacidades de cómputo nacional.

Dr. Andrés Ávila Barrera andres.avila@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería Matemática

El 30 de mayo de este año el computador Frontier del

Un grupo de siete universidades, incluida la Universidad

Oak Ridge National Laboratory, EEUU, logró ser el primer

de La Frontera (UFRO), ha estado desarrollando el

computador exaescala (10

FLOPS*, un millón de laptops)

supercómputo de manera colaborativa por más de 17 años.

reportado en la lista top500.org con 8.7 millones de cores y

Hace 12 años se generó la primera asociación que permitió,

requiriendo una potencia de 21MW. Este supercomputador

a través de un proyecto del I Concurso Nacional de Centros

sigue la tendencia de casi 30 años en que cada siete años la

de Servicios de Equipamiento Científico y Tecnológico Mayor

potencia máxima de cómputo escala 1000 veces.

de Uso Compartido ECM02, conseguir el financiamiento para

18

el primer supercomputador compartido nacional, donde Las crecientes capacidades de cómputo le han permitido a la

cada investigador de cualquier institución nacional tiene

humanidad a avanzar en campos científicos como astrofísica

los mismos derechos de recursos. Este supercomputador

y química computacional y también campos tecnológicos

requirió de recurso humano altamente calificado, con socios

como el diseño de fármacos, búsqueda de nuevos materiales

extranjeros que ayudaron a buscar solución a los problemas

y análisis masivo de datos. Esto permite que las capacidades

de mantener dicho equipo funcionando y proyectar las

actuales y futuras permitirán resolver problemas más

futuras necesidades de los investigadores. Es un referente

complejos y mejorar el desarrollo de soluciones. Por

latinoamericano de colaboración y potenciación de la

ejemplo, problemas combinatoriales, como la distribución

investigación.

de compras online de entrega inmediata con flota variable, minimizando los costos de transportes y tiempos de entrega

El supercómputo sigue creciendo y

por medio de métodos heurísticos de altos requerimientos

transfiriendo dichas capacidades de

computacionales.

cómputo a usuarios cada vez más deseosos de simulaciones y soluciones más exactas. El Director del National Laboratory

of

High

Performance

Computing (NLHPC), Dr. Ginés Guerrero,

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0055

Computador Frontier del Oak Ridge National Laboratory, EEUU

explica que “la supercomputación es una herramienta de

del SARS-CoV2 en el país y el estudio de la evolución de la

gran utilidad que nos sirve para resolver desde problemas

pandemia para que las autoridades pudieran tomar medidas

cotidianos hasta problemas científicos de gran complejidad.

o el diseño de fármacos”.

Su impacto real es difícil de cuantificar, pues sin ella muchos de los avances científicos y tecnológicos que hoy

A pesar de que no tendremos computadores de exaescala de

conocemos no hubieran sido posibles. El descubrimiento

20MW de potencia instalados en todas las universidades en el

de nuevos materiales y estudio de fluidos son áreas que

corto plazo, esta continua carrera por mayores capacidades,

tienen altos requerimientos de cómputo y cuyo avance es

permite proyectar el desarrollo de nuevos métodos y

posible gracias a la existencia de supercomputación”. Los

problemas cada vez más complejos para desarrollar

investigadores de la UFRO han utilizado recursos para

soluciones más precisas y competitivas, por lo cual la

sus proyectos Fondecyt en el área de materiales, fluidos,

asociación entre las universidades y los sectores productivos

simulación

permitirán mejorar la competitividad y el desarrollo de

meteorológica,

bioinformática,

así

como

numerosas tesis doctorales.

nuevos productos.

En Chile, en el NLHPC se están resolviendo problemas en

Por otro lado, el sector público también se puede beneficiar

más de 40 áreas de investigación distintas, tales como

por medio de estudios complejos que permitan mejorar la

física y química cuántica, astronomía, nanotecnología,

gestión pública y la búsqueda de soluciones complejas para

climatología, economía y simulación molecular. Por

la sociedad. Invitamos a los lectores a confiar en el futuro

supuesto, la supercomputación es una infraestructura

NLHPC y su red de investigadores para informarse sobre

crítica que también se emplea para afrontar problemas de

los usos y proyecciones de la supercomputación en Chile y

índole mundial, como ha ocurrido con la actual pandemia.

buscar colaboraciones para definir problemas complejos y

Tan sólo en el NLHPC ha habido 14 proyectos que han hecho

desarrollar soluciones conjuntas.

estudios relativos al COVID-19, como el secuenciamiento

0056

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Materia Condensada en La Frontera Cualquier dispositivo inteligente que hoy en día pertenece a nuestra cotidianidad, son resultado de años de investigación y entendimiento de la materia y su composición. El Grupo de Investigación en Física de la Materia Condensada (CONDMAT-UFRO), desarrolla investigación de alto nivel para aportar a la mejora continua de potenciales dispositivos tecnológicos.

En el Departamento de Ciencias Físicas de la Universidad de La Frontera se encuentra alojado, íntegramente, el Grupo de Investigación en Física de la Materia Condensada (CONDMAT-UFRO) quienes, desde un punto Dr. Nicolás Vidal Silva nicolas.vidal@ ufrontera.cl

Dr. Eugenio Vogel Matamala eugenio.vogel@ ufrontera.cl

Dr. Eduardo Cisternas Jara eduardo.cisternas@ ufrontera.cl

de vista teórico, desarrollan nuevas propuestas para su uso en potenciales dispositivos tecnológicos.

Para ello, se emplean las leyes físicas de la mecánica cuántica a nivel atómico, el electromagnetismo, la termodinámica, la mecánica estadística, la teoría de información y otras teorías científicas que aportan a

Dr. Pablo Díaz Riquelme pablo.diaz@ ufrontera.cl

Dr. Fabian Dietrich fabian.dietrich@ ufrontera.cl

Departamento de Ciencias Físicas

Cualquier dispositivo inteligente que hoy en día usamos cotidianamente, son resultado de años de investigación y colaboración internacional en un área de la física que tuvo su nacimiento y apogeo a fines del siglo XX: la Física de la Materia Condensada (área de la física que estudia las propiedades de la materia en los estados sólido, líquido, entre otros).

El estudio y comprensión de esta área de la física permite, entre otras cosas, proporcionar mejoras en el transporte y almacenamiento de información o proponer formas más eficientes en el uso y almacenamiento de la energía.

Por ejemplo, el primer computador que se construyó en el mundo tenía una masa cercana a 30 toneladas (para transportarlo actualmente se necesitaría un camión de cuatro ejes) y se necesitó una habitación de 167 metros cuadrados para alojarlo. Actualmente, tenemos computadores con un poder de cálculo superior y con un tamaño mucho menor, que incluso cabe en nuestros bolsillos. Por lo tanto, la investigación y entendimiento de esta área de la física se vuelve crucial para los desafíos tecnológicos del futuro.

desarrollar modelos y tratamientos matemáticos para explicar y predecir el comportamiento de diversos materiales. Por ejemplo, el grafeno es un material bidimensional (una lámina atómica) que se puede obtener a partir del grafito (como la punta de un lápiz grafito) mediante diversas técnicas experimentales.

Este material posee propiedades extremadamente útiles, tales como alta conductividad térmica y eléctrica o su alta dureza.

El grupo CONDMAT ha estudiado y publicado artículos sobre cómo estas propiedades del grafeno pueden ser controladas al incorporar otros materiales en su composición. En general, el control de las propiedades de los materiales con potencial uso en tecnologías de información es uno de los principales objetivos que el grupo posee.

En esta misma línea, el grupo tiene variada experiencia teórica en controlar las propiedades magnéticas de ciertos materiales a través de cambios en la geometría de un sistema o bien a través de la explicación del origen de las propiedades de dichos materiales. El año 2021 se publicó un artículo en donde se propuso que un nanohilo magnético (hilo magnético con longitud nanométrica) con cambios secuenciales en su diámetro, podría ser usado para almacenar información de manera estable, emulando así una llave magnética, similar al funcionamiento de las actuales tarjetas de bancarias.

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0057

Una lámina de grafeno corresponde a átomos de Carbono ordenados en forma de panal de abeja. Al incorporar otros materiales en esta estructura, las extraordinarias propiedades del grafeno pueden ser modificadas.

También, el mismo año se propuso un modelo matemático para explicar el origen de algunas de las propiedades magnéticas que posee el triyoduro de cromo (CrI3), un material magnético bidimensional (como el grafeno) y que fue descubierto el año 2016.

En general, el grupo ha desarrollado su investigación en nanoestructuras magnéticas para memorias y/o sensores; propiedades ópticas y electrónicas con perspectivas de aplicación en celdas fotovoltaicas y en sistemas de almacenamiento de energía; y dinámica de sistemas fuera de equilibrio mediante teoría de información para aplicaciones a la sismicidad en Chile, energía eólica o flujo granular.

El rápido desarrollo de nuevas tecnologías ha empujado y desplazado la frontera del conocimiento de manera excepcional. En este sentido, la investigación de excelencia se hace fundamental para poder lograr el desarrollo a nivel regional y nacional.

En particular, el mejor entendimiento de la ciencia, especialmente lo relacionado a la Física de la Materia Condensada, aparece como un punto extremadamente relevante debido al inevitable futuro tecnológico. Esta relevancia se ha manifestado, por ejemplo, en los tres proyectos Fondecyt que el grupo CONDMAT posee actualmente en ejecución, en el número e impacto de las revistas científicas donde se han publicado sus trabajos (principalmente revistas pertenecientes a los dos primeros cuartiles, según ranking elaborado por la prestigiosa empresa analista de datos Clarivate); y además, por la ininterrumpida realización del evento SIMAFE (Seminario Intensivo de Física de la Materia Condensada y Estadística) durante los últimos 17 años, que ha convocado, en cada ocasión, a más de 50 investigadores nacionales e internacionales y estudiantes de pre y postgrado.

Un

nanohilo

con

una

modulación en su diámetro permite que sus propiedades magnéticas

puedan

ser

controladas,

y

ser

así,

propuestos como potenciales llaves

magnéticas,

cuyo

principio de funcionamiento es similar a las actuales tarjetas bancarias.

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Equipo proyecto Exploratorio de Erardo Leal Muñoz

Proyectos exploratorios y pasantías en la industria:

MacroFacultad fomenta la investigación entre académicos FICA UFRO Nueve proyectos exploratorios y seis pasantías en la industria fueron adjudicadas en 2022 por el Nodo de Innovación y Transferencia (i+T) FICA UFRO, del proyecto MacroFacultad de Ingeniería. Las temáticas ganadoras van desde vivienda sustentable, automatización de procesos y machine learning, pasando por alimentos, a escasez hídrica y medioambiente.

El “5° Concurso de Proyectos Exploratorios I+D 2021-2022” y “Pasantías en la Industria” son iniciativas organizadas y financiadas por el Nodo de Innovación y Transferencia del proyecto MacroFacultad de Ingeniería 2030 – perteneciente a la Facultad de Ingeniería y Ciencias (FICA) de la Universidad de La Frontera -, cuya convocatoria se realizó en modalidad ventanilla abierta desde el año 2021 hasta abril 2022 para todas y todos los académicos/as e investigadores/as FICA. La Dra. Sonia Salvo Garrido, directora de Postgrado e Investigación de la Facultad de Ingeniería y Ciencias, señaló en este sentido que “estos proyectos constituyen una herramienta fundamental para obtener resultados iniciales y comprobar hipótesis, que posteriormente permitan a investigadoras e investigadores presentarse a fondos con financiamiento externos para dar continuidad a su investigación”.

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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Destacó además que “estos resultados se insertarán en las actividades de la nueva Unidad de Innovación Tecnológica perteneciente a la Dirección de Postgrado e Investigación de esta facultad, que tendrá como objetivos fortalecer e incentivar las capacidades en I+D aplicada para la industria y sociedad; y emprendimiento de base científica-tecnológica, articulándose con otras disciplinas y estructuras existentes, dentro y fuera de la FICA”.

En tanto, la Dra. Ania Cravero, directora del Nodo i+T del proyecto MacroFacultad UFRO, resaltó la importancia de estos fondos en relación a las redes de contactos y trabajo que permiten generar y fortalecer. “Con este tipo de fondos, se busca potenciar la vinculación colaborativa entre la industria y la universidad en el ámbito de la I+D. El objetivo es generar alianzas que refuercen el trabajo entre los investigadores/as que integran FICA y la industria”, dijo. Ello constituye, a su vez, uno de los principales objetivos del consorcio del proyecto MacroFacultad.

Investigadores El Dr. Erardo Leal, del Departamento de Ingeniería Mecánica, fue uno de los investigadores que se adjudicó el 5° Concurso de Proyectos Exploratorios I+D 2021-2022, con la iniciativa “Análisis del mecanizado con robots de baja carga en productos de madera mediante sistemas de visión artificial”.

“Como investigador emergente, el proyecto exploratorio I+D me ha permitido sentar las bases para desarrollar mi investigación en Manufactura Avanzada, mediante validaciones con equipos complementarios para una estación de fresado robotizado. Además, con los resultados que hemos obtenido, podremos preparar y mejorar una postulación a proyectos I+D con financiación externa", expresó.

En tanto, el académico e investigador Dr. Ivo Fustos, del Departamento de Ingeniería de Obras Civiles, que realizó una pasantía en Aguas Araucanía, señaló que “la iniciativa permitió vincularnos con el sector privado, visualizando sus necesidades y cómo la ciencia es capaz de resolverlas, enfocando los esfuerzos desde la universidad hacia el territorio”, explicó. “Con esta pasantía he podido establecer colaboraciones fructíferas y evaluar cómo se pueden abrir nuevas líneas de desarrollo, tanto a nivel científico como tecnológico”, sostuvo.

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Proyectos exploratorios adjudicados Como máximo, cada proyecto Exploratorio I+D obtuvo $3 millones, con un plazo máximo de ejecución de seis meses. Los resultados obtenidos en estas iniciativas podrán ser utilizadas para presentar postulaciones a FONDEF, CORFO, contrato tecnológico directo, asistencia técnica, entre otros.

Los proyectos Exploratorios 2021-2022 adjudicados fueron los siguientes:

#

Nombre del proyecto Exploratorio

1

Desarrollo de un prototipo de vivienda net zero, construida

Juan Pablo

Depto. de Ingeniería en

de forma modular usando fabricación sustractiva.

Cárdenas

Obras Civiles

Desarrollo de un sistema de visión para evaluar la calidad

Eduardo Diez

Depto. de Ingeniería

superficial de piezas de madera lijadas en entornos de

Cifuentes

Mecánica

María Antonieta

Depto. de Ciencias Químicas

Ruiz Muñoz

y Recursos Naturales.

Christian

Depto. de

Antileo

Ingeniería Química

2

Director

Departamento/ Centro

fabricación inteligentes.

3

Evaluación de la estabilidad de antioxidantes en chips obtenidos a partir de papa de pulpa coloreada.

4

Desarrollo de una herramienta de toma de decisión basada en inteligencia artificial para la selección de tecnologías de saneamiento y reúso de agua en el marco del nuevo sistema de saneamiento rural de Chile.

5 6

Hernández

Puesta en producción de modelos de machine learning

Andrés Ávila

Depto. de Ingeniería

basados en logs de software.

Barrera

Matemática

Aplicación de biosurfactantes de origen Antárticos

Claudio Lamilla

Centro de Excelencia en

como agentes emulsionantes para su uso en la industria

Mardones

Investigación Biotecnológica

cosmética.

7

Aplicada al Medio Ambiente

Diseño y caracterización de grillas paciente especifico fabricadas

con

impresoras

3D

para

radioterapia

espacialmente fraccionada por grillas (SFGRT) adaptable a equipos comerciales.

8

Análisis del mecanizado con robots de baja carga en

Mauricio Santibáñez Villalobos

Depto. de Ciencias Físicas

Erardo Leal

Depto. de Ingeniería

Muñoz

Mecánica

Algoritmo de Control para un optimizador solar en

Iván Velásquez

Depto. de Ingeniería

Sistemas Fotovoltaicos.

Briceño

Eléctrica

productos de madera mediante sistemas de visión artificial.

9

(CIBAMA)

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0061

Trabajo del equipo en laboratorio de mecatrónica

# 1

Nombre del proyecto Exploratorio

Director

Departamento/ Centro

Empresa/ Institución

algoritmos de optimización heurística

César San

Depto. de

Spread Transport

para modelos de minimización de

Martín Salas

Ingeniería Eléctrica

Solutions.

Detección de desafíos de gestión y

Jaime Bustos

Depto. de Ingeniería

Grupo Amar

operaciones en Grupo Amar.

Gómez

Industrial y de Sistemas

Ivo Fustos

Depto. de Ingeniería

Toribio

en Obras Civiles

Victor

Depto. de

identificación de pérdida de agua

Tuninetti

Ingeniería Mecánica

potable en un contexto de limitación

Vásquez

Programación

multicore

de

distancia a clientes en problemas de transporte de corto plazo.

2

3

Automatización

de

sistemas

de

identificación de pérdida de agua potable en un contexto de limitación

Aguas Araucanía

de movilidad física.

4

Automatización

de

sistemas

de

Montrade Spa

de movilidad física.

5

Exploración de uso de drones para medir turbulencias atmosféricas en el Observatorio Astronómico Paranal

Patricio Galea Echeverría

Depto. de Ciencias de la Computación e Informática

Observatorio Astronómico Paranal

(2021).

6

Gestión de la información para el uso

Juan Carlos

sustentable del agua potable. (2021).

Ortega Bravo

Centro de Gestión y Tecnologías del Agua (CEGETco)

Aguas Araucanía

0062

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Comenzó la implementación de los planes de estudios innovados de las carreras de ingenierías civiles En el año 2014 la Facultad de Ingeniería y Ciencias inició en conjunto con las Facultades de Ingeniería de las Universidades del Bio-Bio y de Talca, un proyecto que contemplaba dentro de sus principales propósitos “formar ingenieros de clase mundial”, es decir, profesionales que en su formación incorporan los estándares internacionales de calidad identificados para la disciplina, así como sus avances.

Mg. María Isabel Valdivieso Aguilera

MSc. Patricia Pilar Muñoz Bustos

maria.valdivieso@ufrontera.cl Dirección de Pregrado

patricia.munoz@ufrontera.cl Dirección de Pregrado

La Facultad de Ingeniería y Ciencias en conjunto con las

Tras varios años de discusión disciplinar, pedagógica,

Facultades de Ingeniería de las Universidades del Bío-

curricular y de gestión al interior de cada una de las

Bío y de Talca en el año 2014 iniciaron la ejecución de un

carreras de ingenierías civiles, de los departamentos

proyecto que busca formar ingenieros de clase mundial.

académicos y de la facultad, en el año 2021 los nuevos

En la Universidad de La Frontera este proyecto incluyó

planes de estudios fueron aprobados por la Junta Directiva

el proceso de innovación curricular de las 12 carreras de

al considerarlos como diseños curriculares de avanzada,

ingenierías civiles de la facultad y su plan común. En este

que dan respuestas a las necesidades formativas de las

se consideró al currículo como una construcción social,

especialidades ingenieriles.

histórica y cultural, por lo tanto, la participación de la comunidad universitaria y de expertos fue necesaria en

Dentro de los aspectos innovados y que se comenzaron

cada etapa del proceso.

a implementar a partir del presente año, se resaltan los siguientes:

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0063

PIE DE FOTO

Nuevos perfiles de titulación

Por otro lado, la bimestralidad en las asignaturas de matemática del primer año, como una modalidad que

para cada una de las 12 carreras innovadas, sintonizados con las necesidades del entorno local, pero con apertura internacional en su quehacer, reconociendo que existe un mundo marcado por la globalización y por nuevos y complejos desafíos para la profesión.

Rediseño del ciclo básico

permite la nivelación de los/las estudiantes en estas asignaturas, respetando sus tiempos de aprendizaje individual y ofreciendo metas a corto plazo que motiven su participación y minimicen su frustración ante el fracaso. Asimismo, este esquema bimestral incorpora, además, elementos pedagógicos y psicológicos de acompañamiento a los/as estudiantes, mediante un

con el acortamiento del plan común en un semestre

trabajo articulado con la Dirección de Formación Integral

que obedece al propósito de facilitar el tránsito de los

y Empleabilidad (DIFEM), a través del Programa de Apoyo

y las estudiantes, sin que esto suponga perjuicios para

Académico al Estudiante (PAAU), de la Clínica Matemática

ellos/ellas en aspectos financieros relacionados con la

y con profesionales (curriculista y psicólogo), contratados

gratuidad.

desde la facultad para atender la trayectoria formativa de los estudiantes.

Readecuación de mecanismos de titulación. De los mecanismos ya

existentes

del logro del perfil de titulación de las y los estudiantes,

Proyecto de Titulación, Práctica Profesional Controlada y

y según corresponda introducir mejoras consistentes al

Examen de Titulación, se elimina la opción de Examen de

diseño curricular u orientar medidas remediales para las

Titulación.

y los educandos.

Es importante destacar que, junto con los cambios

Asimismo, en la construcción curricular se fueron

estructurales en el diseño curricular de las carreras, se

incorporando estándares nacionales e internacionales

incorporan Mecanismos para la gestión y mejoramiento

considerados en los procesos de acreditación de las

del currículum y de la docencia, destacando en este

ingenierías civiles y en la implementación curricular se

sentido:

está trabajando para garantizar el cumplimiento de los mismos, con miras al reconocimiento de la calidad del

El diseño de un proceso de evaluación curricular, que

proceso formativo de los profesionales que se titulan en

permita evaluar mediante las asignaturas hitos, el nivel

la Facultad de Ingeniería y Ciencias.

0064

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Igualmente, en estas innovaciones se reconoce el

Social. Estas asignaturas se implementan mediante

importante rol que cumplen los docentes en el proceso

la aplicación de metodologías de aprendizaje activo,

formativo, por ello, la formación, perfeccionamiento

basada en proyectos, desafíos y retos, que promueven

y capacitación docente será una constante en la

la integración de conocimientos en la resolución de

implementación de los planes de estudios innovados.

problemáticas industriales reales, por lo tanto, el trabajo en equipo, el aprendizaje autónomo, y la integración

Además, se considerarán e incorporan a la formación

de conocimiento multidisciplinario, son bases para su

de nuestros/as estudiantes los principios de la

ejecución.

educación STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics), donde se ponen en práctica nuevos

Como se puede observar, esta es una innovación curricular

enfoques interdisciplinarios a través de asignaturas

compleja, porque tiene diversas aristas; sin embargo, se

integradoras, considerando como centro del proceso

destaca el esfuerzo que están realizando las carreras,

formativo a los estudiantes.

los departamentos, los directivos y profesionales de la Facultad de Ingeniería y Ciencias para entregar a nuestros/

De igual manera, estas innovaciones establecen en las

as estudiantes la educación de calidad que ellos/ellas

mallas curriculares un conjunto de asignaturas agrupadas

esperan obtener en la Universidad de La Frontera y que

en la Línea Integradora de Formación en Ingeniería y

nos llevaría a asegurar que estamos formando ingenieros

Ciencias, la cual tiene como norte el desarrollo de las

e ingenieras de clase mundial.

competencias de Diseño, Innovación y Responsabilidad

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0065

Equipo de Línea Integradora de formación en Ingeniería y Ciencias.

Implementación de asignaturas de Línea Integradora de Formación en Ingeniería y Ciencias (LIFIC)

El primer semestre del año 2022 se dio inicio oficial a la innovación curricular en las ingenierías civiles, donde se incorpora la Línea Integradora de Formación en Ingeniería y Ciencias, la cual está conformada por diez asignaturas distribuidas a lo largo de las mallas curriculares de estas carreras, siendo Ingeniería y Sociedad e Introducción al diseño en ingeniería las dos primeras asignaturas que recibieron estudiantes provenientes, principalmente, de la cohorte 2022.

Estas asignaturas se caracterizan por incorporar una fuerte componente práctica, llevando a los estudiantes a desempeñarse

Desde el primer semestre del año 2022 se hizo oficial la implementación de las dos primeras asignaturas de la Línea Integradora de Formación en Ingeniería y Ciencias, donde se busca fortalecer las competencias de Diseño, Innovación, y Responsabilidad Social.

Equipo Implementación de la Línea Integradora de Formación en Ingeniería y Ciencias

en equipos, aplicando técnicas de innovación, haciendo uso de diferentes herramientas tecnológicas, a trabajar constantemente con sus propias manos para buscar soluciones tecnológicas a desafíos presentes en la sociedad, tales como: contaminación ambiental, accesibilidad, accidentes de tránsito, entre otros.

La Línea Integradora de Formación en Ingeniería y Ciencias tiene por finalidad desarrollar competencias de Diseño, Innovación y Responsabilidad Social en los estudiantes de ingenierías civiles de la Universidad de La Frontera, preparando profesionales altamente capacitados para los desafíos del futuro.

0066

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Actividades formativas a estudiantes de colegios.

Laboratorio de impresión 3D LIFIC.

Dentro del marco de ingreso académico del año 2022,

desafíos planteados, lo que se vio reflejado en una gran

se incorporaron a las dos primeras asignaturas de la

asistencia y participación hasta el final de cada semestre.

LIFIC (Ingeniería y Sociedad e Introducción al diseño de ingeniería) más de 500 estudiantes de las carreras de

Asimismo, como la vida universitaria es un desafío para

ingenierías civiles de la facultad.

cada estudiante, estas primeras asignaturas de la Línea Integradora de Formación en Ingeniería y Ciencias se han

En Ingeniería y Sociedad (ubicada en el primer nivel de

articulado con otras asignaturas de los mismos niveles

la malla curricular), se aplicaron metodologías STEM,

para utilizar contenidos revisados anteriormente. Por otra

las cuales incorporan el uso de las ciencias, tecnología,

parte, estas asignaturas han sido un espacio de reflexión

ingeniería y matemáticas, así como técnicas de innovación

sobre sus futuros desafíos como ingenieros e ingenieras,

y aspectos de ética profesional, allí los participantes

definiendo sus roles, proyectando sus intereses a través

buscaron dar soluciones a siete diferentes problemáticas

de proyectos innovadores.

que se presentan en la sociedad, tales como accesibilidad, desempeño en el deporte, deserción universitaria, entre

Las asignaturas de la Línea Integradora de Formación

otras, teniendo como resultado productos y servicios

en Ingeniería y Ciencias, presentan grandes desafíos y

innovadores diseñados por estudiantes UFRO.

oportunidades, siendo un espacio de encuentro para los docentes y estudiantes, donde la centralidad en ellos y

En la segunda asignatura Introducción al diseño de

el trabajo en equipo son ejes fundamentales, desafiando

ingeniería, se trabajó a través de cuatro módulos, siendo

a estudiantes y docentes a alcanzar la excelencia,

estos: Diseño 3D, Diseño de Interfaces gráficas de usuarios,

saliendo de la teoría aplicada para buscar soluciones a

Uso de sensores y Proyecto integrador. En esta asignatura

problemas reales, fortaleciendo el pensamiento crítico

los estudiantes desarrollaron un prototipo funcional de un

y desarrollando la innovación desde el primer hasta el

producto que respondió a una necesidad de la sociedad,

último semestre de su formación profesional.

obteniendo soluciones que prometen ser de gran ayuda para sus usuarios finales.

El

aprendizaje

de

herramientas

tecnológicas

y

metodologías de innovación son elementos que serán de Los estudiantes han desarrollado competencias que

gran utilidad para los futuros ingenieros e ingenieras de

les serán útiles para su vida profesional, como trabajo

la Universidad de La Frontera, no solo para emprender en

en equipo, responsabilidad social, comunicación en un

proyectos propios sino para ser agentes de innovación en

mundo globalizado. Además, al consultarles en relación

organizaciones públicas o privadas en el medio nacional e

la implementación de estas asignaturas, han indicado

internacional, dejando el nombre de la Universidad de La

que han disfrutado de la metodología de trabajo y de los

Frontera en alto.

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Vinculación bidireccional: La exitosa relación de la Escuela de Ingeniería Industrial con Grupo Amar Para fomentar la vinculación con el medio y generar actividades de beneficio mutuo, la Escuela de Ingeniería Industrial ejecuta una serie de acciones que buscan, por un lado, fortalecer el desarrollo profesional del estudiantado y por otro, aportar al desarrollo de las empresas regionales.

Ing. María Inés Roa Roa mariaines.roa@ufrontera.cl Escuela de Ingeniería Industrial

Dra. Marjorie Morales Casetti marjorie.morales@ufrontera.cl Escuela de Ingeniería Industrial

Estudiantes de ingeniería civil industrial visitan las instalaciones del Centro de Distribución de Grupo Amar

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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0069

Comercial Amar Hermanos y Compañía Ltda. es un holding

los lazos y buscando nuevas formas de vinculación y

compuesto por las empresas: Supermercados El Trébol,

colaboración en beneficio mutuo.

Distribuidora Ábaco Ltda. y Empresa Agroindustrial y Comercial Los Cipreses Ltda., más conocida como Casa

Lo anterior llevó a que, en noviembre de 2021, el holding

Masa. La cadena de supermercados, fundada en 1999

fuese reconocido como Empleador Destacado en el IV

en la ciudad de Vilcún posee actualmente 33 sucursales

Encuentro de Empleadores de Ingeniería Industrial UFRO.

entre las regiones de Bío-Bío, La Araucanía y Los Ríos.

Las razones que llevaron al Consejo Escuela a destacar a la

La organización en su conjunto da trabajo a más de

organización fueron: contratación de titulados y tituladas;

1600 personas. La relación de la Escuela de Ingeniería

colaboración permanente como Centro de Prácticas; y

Industrial con Grupo Amar inicia en el año 2016, con la

participación en distintas actividades de vinculación.

incorporación de un estudiante en práctica, quien luego realizó su Actividad de Titulación en 2019.

Luego de la obtención de este reconocimiento, Grupo Amar continúa siendo un socio estratégico activo de la

Este vínculo se refuerza con la incorporación de más

Escuela. En la actualidad, 11 titulados(as) se desempeñan

practicantes en el año 2020, uno de los cuales fue

profesionalmente en el holding, realizando labores en

contratado por la empresa después de desarrollar su

Distribuidora Ábaco, Panificadora Casa Masa, Centro

Actividad de Titulación. En 2021, este profesional, contactó

Logístico, sucursales y Casa Matriz. Además, colabora

a la Escuela para profundizar la colaboración entre ambas

como Centro de Prácticas permanente, siendo una

instituciones y sacar el máximo provecho a esta alianza

organización afín al campo profesional de las carreras

informal.

adscritas a la Escuela, que permite una inserción temprana de estudiantes al mundo laboral.

Entre 2021 y 2022, la Escuela de Ingeniería Industrial UFRO y Grupo Amar realizaron diversas actividades, fortaleciendo La tabla resume la cantidad de prácticas realizadas en las distintas empresas del holding, entre 2020 y 2022.

Año

2020 2021 2022*

Cantidad de estudiantes

1 28 7

0 1 2

1 8 3

*hasta primer semestre 2022.

Sumado a lo anterior, en 2022 Grupo Amar participó en diversas actividades de vinculación, las que se muestran en la Figura 1.

Figura 1. Actividades de Vinculación con Grupo Amar

Consejo Escuela

Visita Industrial

Un profesional de la empresa forma parte del Consejo.

15 estudiantes y dos docentes visitaron los Centros de Distribución ubicados en el Parque Industrial y Temuco y la Panificadora Casa Masa.

Fuente: Elaboración propia

Programa “Yo me preparo"

Pasantía en la Industria

Profesionales de la empresa participan como entrevistadores en procesos simulados de selección laboral.

Diversas áreas de la empresa participan en proyecto adjudicado junto al Departamento de Ingeniería Industrial y de Sistemas.

Proyecto de extensión académica Estudiantes de cuarto medio analizaron un proceso, y visitaron las instalaciones del Centro de Distribución Ábaco.

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Juan Carlos Peralta, Subgerente de Logística de Grupo Amar recibe el reconocimiento como Empleador destacado 2021. En la imagen, María Inés Roa, encargada de Vinculación con el Medio y Gestión de Prácticas de la Escuela de Ingeniería Industrial, hace entrega del galvano en las instalaciones de Supermercado El Trébol, previo a la realización del Encuentro de Empleadores 2021 en modalidad virtual.

Las acciones realizadas con la empresa, evidencian que el vínculo generado contribuye al desarrollo de las y los estudiantes facilitando la inserción laboral temprana y la empleabilidad, y aporta a la mejora del desempeño del holding a través del trabajo e ideas innovadoras de las y los practicantes; lo anterior, demuestra que la interacción bidireccional es factible de implementar y genera resultados beneficiosos para ambas partes, tal como establece la Política de Vinculación con el Medio de la Universidad de La Frontera.

Actualmente, se está gestionando la firma de un Convenio de Colaboración con la Facultad de Ingeniería y Ciencias, extendiendo los beneficios hacia estudiantes de otras carreras. Por otro lado, el diagnóstico que se realizará mediante la pasantía en la industria permitirá generar líneas de trabajo y de investigación aplicada que potencien la vinculación con el territorio desde otras unidades de la universidad.

La imagen muestra el resultado de un taller con personal de la empresa desarrollado por la practicante Natalie Muñoz en el contexto de su Actividad de Titulación.

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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Christian Gartsman, Analista de Gestión de Logística Centro de Distribución Ábaco, titulado de Ingeniería Civil Industrial mención Mecánica, y Marina Martínez, Encargada de Inventario Centro de Distribución Abaco, estudiante de Ingeniería Civil Industrial mención Bioprocesos.

Práctica de Estudios I

Práctica de Estudios II

Práctica Profesional Controlada

Tiene como objetivo que el o la practicante adquiera experiencia en la industria y se ponga en contacto con las personas que ejecutan la producción. Para ello, deberá estudiar, entre otros, problemas tales como: relación de mando, incentivos de trabajo y la visión que dichas personas tienen de la industria. Esta práctica debe contribuir a perfeccionar el trato humano del futuro profesional en sus relaciones de trabajo y el conocimiento general de la organización en la cual trabaje, por lo cual debe ser ejecutada a nivel operativo.

Tiene como objetivo involucrar a los y las estudiantes en los conocimientos propios de la especialidad bajo la supervisión de un profesional del área.

Deberán estudiar problemas como: organización, utilización óptima de recursos, relaciones humanas, control de calidad, sistemas de incentivos, uso de diseños y tecnologías adecuadas, etc. Además, deberá aplicar los conocimientos teóricos adquiridos, realizando trabajos como ayudante de un ingeniero que tenga a cargo el estudio de proyectos u operaciones industriales.

Modalidad de titulación que consiste en una estadía en una empresa durante cuatro meses a tiempo completo, donde el estudiante debe desarrollar un trabajo propio de la especialidad y/o mención, que debe constituir un aporte profesional a la empresa.

Duración: 176 horas

Duración: 176 horas

Duración: 4 meses

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Magister en Sistemas de Gestión Integral de la Calidad

Calidad nacional e internacional en la formación de postgrado Actualmente, el Magister en Sistemas de Gestión Integral de la Calidad de la Universidad de La Frontera se encuentra en su tercer proceso de acreditación, ya que en el año 2017 se acreditó por 6 años, reconocimiento que representa un hito dentro de este tipo de programas, al ser el primero en su tipo a nivel nacional en conseguir este logro.

Comité Académico 2019

La acreditación de programas de postgrado en Chile nace al alero del Programa de Mejoramiento de Equidad y Calidad de la Educación Superior (MECESUP) en el año 1999. Posteriormente, en el año 2006, a través de la Ley Nº 20.1292 que establece el Sistema Nacional de Aseguramiento de la Calidad de la Educación Superior, la Comisión Nacional de Pregrado (CNAP) y la Comisión Nacional de Acreditación de Postgrado (CONAP) se fusionan conformando la Comisión Nacional de Acreditación (CNA).

Mg. Leonardo Lleuful Cruzmariaines.roa@ leonardo.lleuful@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería de Obras Civiles

La acreditación de programas de postgrado es un proceso por el cual los programas son evaluados internamente a través de una autoevaluación y externamente por la CNA y tiene por objeto certificar la calidad de los programas ofrecidos por las instituciones de Educación Superior, lo que contribuye a la mejora continua de cada uno de sus procesos y permite a su vez asignar becas a nivel nacional e internacional.

Dr. Jaime Bustos Gómezmariaines.roa@ jaime.bustos@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería Industrial y de Sistemas

Los estándares de acreditación son definidos por la CNA, los que se dividen en cinco criterios, abarcando aspectos tales como estructura del programa, cuerpo académico, criterios de admisión y apoyo institucional.

Actualmente, el Programa de “Magister en Sistemas de Gestión Integral de la Calidad” (MSGIC) de la Universidad de La Frontera se encuentra en su tercer proceso de acreditación, ya que en el año 2017 se acreditó por 6 años. Dicha acreditación marca un hito dentro de este tipo de programas, siendo el primero en su tipo a nivel nacional en conseguir este logro.

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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Clases Control Estadístico 2019

El Programa de “Magister en Sistemas de Gestión Integral

El día 05 de mayo de 2022 se inició el proceso de

de la Calidad” (MSGIC), busca mantener su acreditación y

autoevaluación para la re- acreditación del programa, sin

seguir consolidándose a través del cumplimiento de sus

embargo, el programa a través de su Director y Comité

objetivos y plan de desarrollo. Este magister se encuentra

Académico, continuamente revisa y coordina todos sus

en la etapa de coordinar a su equipo, comenzando con

procesos para cumplir con los altos estándares de calidad

el Comité Académico y el núcleo de profesores, además

con los que cuenta.

de los grupos focales como lo son los estudiantes y graduados.

Porcentaje de avance del plan de desarrollo 100% 80% 60% 40% 20% 0%

2017

2018

2019

2020

Figura 1. Gráfica porcentaje de avance plan de desarrollo MSGIC, UFRO.

2021

0074

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

El programa considera en su plan de seguimiento objetivos estratégicos, objetivos específicos, indicadores y metas que son monitoreados a través de la plataforma institucional SEPLAD, con el apoyo permanente de la Dirección de Calidad de la universidad.

PLAN DE DESARROLLO

PLAN DE SEGUIMIENTO

ACUERDO DE ACREDITACIÓN

PLAN DE ACCIÓN

• Objetivos Estratégicos • Objetivos Específicos • Indicadores • Metas

Anual

Duración 5 años

INDICADORES DAP-DCA

Figura 2. Plan de Seguimiento Magister en Sistemas de Gestión de la Calidad, UFRO.

Los objetivos estratégicos del programa, son elementos

Estos objetivos estratégicos se cumplen y se analizan

esenciales que derivan en metas y objetivos que se

continuamente, junto a los principales indicadores

monitorean a través del plan de seguimiento. Estos

composición y productividad del cuerpo académico,

objetivos son los siguientes:

núcleo, colaboradores y profesores visitantes, así como

1. Asegurar la calidad del plan de estudios para el cumplimiento del perfil del graduado.

2. Fortalecer los procesos de enseñanza-aprendizaje.

3.Incrementar

sostenidamente

la

productividad

académica-científica, tecnológica e innovación.

4. Potenciar la vinculación con el medio nacional e internacional.

5. Mejoramiento continuo de la gestión del programa.

también la cantidad de estudiantes y graduados, las tasas de graduación, la producción académica estudiantil, la internacionalización y la vinculación con el medio.

Un indicador a destacar en el programa es la tasa de graduación de los últimos 5 años, la cual se ha mantenido entre un 71% a 80 %, graduándose más de 50 profesionales, pese a la pandemia.

Tasa de graduación (5 años)

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2017

2018

2019

2020

Figura 3. Tasa de Graduación de los últimos 5 años del MSGIC, UFRO.

2021

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

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El MSGIC se destaca nacionalmente y también por su nivel

el mantenimiento de la página web y las redes sociales

de internacionalización, que se refleja en los convenios

como WhatsApp, Facebook e Instagram, donde se puede

internacionales con entidades de educación superior de

encontrar información y son un canal de comunicación

México, Colombia y Estados Unidos.

entre actores internos del programa, como quienes quieran conocer más de el.

Los estudiantes extranjeros que han sido parte del programa y las distintas actividades de vinculación con

Los desafíos del hoy y del mañana son múltiples para

el medio que se desarrollan, como son los seminarios

los programas de postgrado. Es en esta visión que el

internacionales,

y

magister se compromete al mejoramiento continuo

estudiantes en eventos nacionales e internacionales,

participación

de

académicos

de sus procesos y a mantener y controlar su plan de

así como pasantías en el extranjero, son reflejo del gran

desarrollo. La renovación de la información en sus redes

trabajo desarrollado en el magister.

de comunicación y la vinculación son aspectos que fortalecen el quehacer y aporta a un objetivo claro, el cual

Para estar acorde con los tiempos, la vinculación ha sido

es ser mejor y entregar una formación de calidad a los

en los últimos años un desafío importante a desarrollar,

profesionales nacionales y extranjeros que desean ser

la cual se ha ampliado gracias a la participación de

parte del Magister de Sistemas de Gestión Integral de la

estudiantes del programa en seminarios y congresos

Calidad de esta casa de estudios.

y la gestión del Comité Académico, que se traduce en

Salida a terreno Kuntsmann

0076

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

Como cada año, la Corporación de Decanos de Facultades de Ingeniería de Chile (CONDEFI) llevó a cabo la asamblea ordinaria de decanos de ingeniería y directores(as) de escuela de ingeniería de todas las casas de estudios de nuestro país. Este año la reunión se desarrolló en torno a la temática “Los nuevos desafíos de la Ingeniería en Chile” y congregó a 31 autoridades a la discusión sobre los desafíos y proyecciones de la ingeniería.

Fue tarea de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad de La Frontera co-organizar el encuentro de este 2022, el que se realizó en el Campus Pucón de esta casa de estudios regional.

El Dr. Jorge Farías Avendaño, decano de dicha facultad, menciona la relevancia de formar parte de este evento.

“Como universidad fomentamos y promovemos el dialogo y análisis crítico, por lo que abrir este espacio con los pares de otras universidades, que centran su foco en entregar conocimiento y valores integrales y el compartir nuestras experiencia y visiones, nos enseña un panorama

de que las universidades no compiten, sino que colaboran en la formación de los profesionales que Chile necesita”.

El encuentro también contó con la participación del Instituto de Ingenieros de Chile y Colegio de Ingenieros A.G., que abordaron la transformación digital e industria 4.0, además de la visión actual y futura de la ingeniería en Chile. También, se contó con la exposición Jaime Arnaiz Ardiles, director ejecutivo de Distrito Innovación v21, quien repasó los conceptos de innovación, emprendimiento y transferencia tecnológica, destacando la relevancia de las facultades de ingeniería en el desarrollo nacional.

La Mg. Alejandra Acuña Villalobos, directora de la Escuela Informática y Telecomunicaciones de Duoc UC y past president de CONDEFI, también comenta la importancia del espacio de conversación que genera la asamblea anual. “Primero, hay que generar el espacio para tener una discusión, un análisis, un compartir experiencias y profundizar en el tema que a todos nos convoca, que es mejorar la formación para generar profesionales que respondan a las necesidades de la industria y del sector

La UFRO recibe a los decanos de facultades de ingeniería de Chile en CONDEFI 2022

REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

publico privado chileno y por qué no decirlo, internacional”.

Por otro lado, durante esta asamblea se realizaron diversas actividades de carácter interno, como la elección de la mesa directiva 2022 – 2024 de CONDEFI, donde el Dr. Esteban Sefair Vera, decano de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Valparaíso y el Dr. Hernán Cáceres Venegas, decano de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas de la Universidad Católica del Norte, fueron escogidos por sus pares para asumir el rol de directores CONDEFI. El Dr. Sefair comparte la relevancia del nuevo rol que deberá cumplir dentro de CONDEFI. “Primero que nada es un honor, creo que todos aquí estamos para contribuir a tener y disponer de una mejor ingeniería para chile y, por qué no, para el mundo. Aquí, en realidad, el verdadero desafío es poder poner a la CONDEFI en el concierto de las grandes decisiones políticas y públicas, del país”.

Además, las autoridades universitarias repasaron el plan estratégico 2023 de la corporación, el que establece

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a la vinculación e internacionalización, formación y organización como principales ejes de desarrollo y colaboración de parte de las casas de estudio.

“Uno de los puntos que abordamos fue la revisión del plan, ya que cada una de las facultades se fueron con la tarea de formar parte de las de los diferentes comités y comisión que van a tener que trabajar durante el 2023, en pos de ir logrando los desafíos y metas que están en el plan estratégico”, mencionó el Dr. Alejandro Caroca Navarro, decano de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Andrés Bello y presidente de la mesa directiva de CONDEFI. Para finalizar la jornada, se definió la sede en que se desarrollará la asamblea ordinaria 2023, la que se dará a lugar en la Universidad de Atacama.

En el Campus Pucón de la Universidad de La Frontera, se reunieron 31 decanos y directores(as) de escuela de ingeniería de las diferentes universidades de nuestro país, en la octava asamblea ordinaria de la Corporación de Decanos de Facultades de Ingeniería de Chile (CONDEFI), que este año fue co-organizada por la Facultad de Ingeniería y Ciencias UFRO.

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