Revista Nuestra Muestra 2022 FICA UFRO

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COMITÉ EDITORIAL

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

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Contenidos

Nuestra Muestra

2022

Editorial Desafíos para la gestión del recurso hídrico en Chile.

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

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

Observatorio de Recursos Hídricos del Departamento de Ingeniería de Obras Civiles

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

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

Mawün v2.0: Explorador de precipitaciones

Valorización de residuos en el sector frutícola: Oportunidades para la innovación Estrés hídrico y alimentos saludables ¿es posible?

Biotratamiento de aguas residuales salinas utilizando hongos micorrícicos: Diversificando la matriz hídrica para la agricultura chilena Grandes detritos leñosos (LWD) y ensambles de macroinvertebrados bentónicos en río de precordillera, Chile

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

EXPOFICA 2022

Percolación: La ley del todo o nada Control automático de un seguidor solar para paneles fotovoltaicos

La Supercomputación al servicio del desarrollo del país Materia Condensada en La Frontera

Proyectos exploratorios y pasantías en la industria: MacroFacultad fomenta la investigación entre académicos FICA UFRO Comenzó la implementación de los planes de estudios innovados de las carreras de ingenierías civiles Implementación de asignaturas de Línea Integradora de Formación en Ingeniería y Ciencias (LIFIC)

Vinculación bidireccional: La exitosa relación de la Escuela de Ingeniería Industrial con Grupo Amar Magíster en Sistemas de Gestión Integral de la Calidad: Calidad nacional e internacional en la formación de postgrado

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

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Editorial

“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”.

Facultad de Ingeniería y Ciencias

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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 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 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.

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

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

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

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

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.

USO CONSUNTIVO DE AGUA(%)

En cuanto a infraestructura para el manejo de los recursos hídricos a nivel de cuencas, sólo 14 de las 101 cuencas hidrográficas tienen una estructura (embalse) que regule

Agropecuario Agua Potable Industria Minería Forestal 1% 80% 7% 6%
Macrozonas climáticas de Chile
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parcialmente su caudal. Por lo tanto, un altísimo porcentaje de las precipitaciones que caen en el sector cordillerano 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 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

de los impactos ambientales y cuáles solo requieren implementar la normativa ambiental sectorial.

Cuenca Hidrográfica 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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Embalses: infraestructura indispensable para el almacenamiento de agua y regulación de caudales
FACULTAD DE QUE GRANDES COSAS SUCEDAN ES INGENIERÍA, ES CIENCIA DE POR QUÉ ESTUDIAR EN LA 5 RAZONES MÁS DE 40 AÑOS DE HISTORIA INGENIERÍAS CIVILES INNOVADAS LÍDERES EN INNOVACIÓN, CIENCIAS E INVESTIGACIÓN PROGRAMAS DE APOYO ACADÉMICO Y BIENESTAR ESTUDIANTIL INGENIERÍA Y CIENCIAS ufrofica ingenieria.ufro SÍGUENOS EN REDES SOCIALES: Más información: FICA.UFRO.CL UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA 16 CARRERAS PROFESIONALES

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 marcela.levio@ufrontera.cl

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

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

Los plaguicidas son compuestos químicos ampliamente utilizados para proteger diferentes cultivos de plagas y/o enfermedades. Su utilización permite evitar pérdidas de cultivos, mejorar los rendimientos y reducir los efectos económicos en la producción de alimentos. Sin embargo, a pesar de los beneficios para la economía mundial, el uso intensivo de estos compuestos suele producir efectos negativos en el medio ambiente y la salud humana.

En este sentido, la contaminación puntual por plaguicidas se produce principalmente por una inadecuada manipulación, almacenamiento y/o disposición final de los productos no utilizados. Además, a nivel agroindustrial, durante el proceso de lavado de las frutas y verduras, se utilizan grandes volúmenes de agua para eliminar los residuos de estos productos, generando un agua residual que contiene plaguicidas y requiere de algún tratamiento para eliminación de estos contaminantes y así ser vertida o reutilizada.

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

proyecto ANID/FONDAP/15130015, Centro de Recursos Hídricos para la Agricultura y la Minería (CRHIAM), evaluaron el desarrollo de un sistema de bajo costo para el tratamiento de aguas residuales que contienen residuos de plaguicidas.

Esta investigación usa como base el conocimiento generado en los Sistemas de Biopurificación (BPS) diseñados para evitar o minimizar la contaminación puntual por plaguicidas que es producida, comúnmente, por derrames accidentales, inadecuada manipulación, lavado y/o llenado de equipos de fumigación.

El BPS se caracteriza por utilizar una biomezcla orgánica biológicamente activa, que es empacada en un contenedor o excavación impermeabilizada. La composición de la biomezcla consiste en la mezcla de tres componentes esenciales: suelo, turba y paja de trigo, los cuales se mezclan homogéneamente en proporción volumétrica 25%, 25% y 50%, respectivamente.

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

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 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.

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.

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

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

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.

(Autor póstumo)

Mg. Rodrigo Palma Troncoso Laboratorio de Bioindicadores. Servicio Agrícola y Ganadero. Ministerio de Agricultura. Gobierno de Chile

El siguiente trabajo muestra la calidad de agua y biodiversidad en subcuenca hidrográfica del río Tijeral, provincia de Malleco en Región de La Araucanía.

El estudio se realizó en la subcuenca hidrográfica del río Tijeral, comuna de Renaico, Región de La Araucanía (Figura

1). Posee 11.059 hectáreas, siendo un 65% de uso agrícola, 32% plantaciones forestales y 0,7% con bosque nativo.

El diseño de estudio constó de cuatro estaciones de muestreo (Ti1, Ti2, Ti3 y Ti4), siendo representativas de distintas condiciones de uso del

Figura 1. Subcuenca río Tijeral, Región de La Araucanía, Chile. Usos de suelo y puntos de muestreo T1, T2, T3, T4.
FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA 0012 <<<<

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

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

territorio. Las características fisicoquímicas, obtenidas en las estaciones de muestreo, se muestran en Tabla 1, en la cual se puede observar que los mayores valores corresponden a pH, Conductividad, Sulfatos Totales, Magnesio, Calcio y Sodio. Al correlacionar los parámetros fisicoquímicos con la abundancia de especies de macroinvertebrados bentónicos, se obtuvo información que permitió interpretar de forma adimensional, patrones de calidad de agua, especies presentes y característica fisicoquímica del agua.

Del análisis de componentes principales (Figura 2) se observa que donde existan altos valores de conductividad eléctrica (CE), se asocian a altas abundancias de especies de dípteros (Rheocricotopus sp.), presentes en estación Ti1. Las abundancias de pequeñas lombrices acuáticas (Tubifex sp.) y pequeños crustáceos (Hyalella sp.) se relacionan con la estación Ti2. Las especies mencionadas adquieren importancia, ya que son grupos indicadores de contaminación orgánica.

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

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

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.

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.

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

Los temas abordados por el observatorio van desde la caracterización 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:// 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).

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

Para tener una mejor comprensión de todos los componentes del ciclo hidrológico en cada cuenca, las mediciones in situ mencionadas anteriormente son complementadas con el uso de estimaciones satelitales de precipitación, humedad del suelo, evapotranspiración potencial y real, cobertura de nieve, almacenamiento total de agua en el suelo. El gradiente latitudinal y la diversidad de características topográficas, climáticas, de usos y tipos de suelo constituyen un invaluable laboratorio natural para avanzar nuestro conocimiento acerca de cómo las cuencas responden a los eventos hidro-meteorológicos extremos, en particular sequías e inundaciones, de tal forma de poder entregar un sólido apoyo técnico a la toma de decisiones relacionadas al uso sostenible del recurso hídrico en nuestro país y en nuestra región.

La diversidad de disciplinas involucradas en estos estudios (hidrólogos, agrónomos, geofísicos y físicos

atmosféricos), enriquece las discusiones sobre la mejor manera de abordar un determinado problema.

Garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sostenible y el saneamiento para todos (sexto objetivo de desarrollo sostenible establecido por las Naciones Unidas en su Agenda 2030), requiere de una comprensión integral del ciclo del agua y de cómo las distintas intervenciones del ser humano afectan este ciclo. Para esto, no sólo es urgente avanzar en una mejor caracterización espacial y temporal de las distintas variables que componen el ciclo del agua (a través de la instalación de nuevos puntos monitoreo), sino que también es necesario hacer un seguimiento en el tiempo de las variables monitoreadas y luego integrar dichos datos en modelos de simulación que permitan evaluar distintas hipótesis sobre el funcionamiento de cada cuenca. Un conocimiento robusto de los distintos procesos hidrológicos que ocurren en una cuenca, son una base indispensable

para luego poder evaluar y tomar decisiones sobre escenarios futuros, correspondientes a distintas alternativas de manejo del territorio.

Esperamos que los datos recopilados y los estudios hoy en curso en el Observatorio de Recursos Hídricos del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles de la Universidad de La Frontera (https:// kimunko.ufro.cl/), sean aprovechados por aquellos estudiantes interesados en abordar los crecientes desafíos que, el cambio global, impone a los recursos hídricos de nuestro país, más aún en marco del proceso de modernización del modelo de gobernanza y de la institucionalidad de los recursos hídricos actualmente en curso.

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

la academia

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.

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

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 olga.rubilar@ufrontera.cl

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

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

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

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

De
a la industria: sistema de tratamiento para aguas de recirculación de empresa EAGON Lautaro S.A.
FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA 0018 <<<<

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 Medio Ambiente (CIBAMA) y al Centro de Recursos Hídricos para la Agricultura y la Minería (CRHIAM) (ANID/FONDAP/15130015).

El proyecto realizado contempló el diseño de una planta piloto para el tratamiento de las aguas de recirculación de las canchas de aspersión de trozos, con la finalidad de recircularlas, y aportar un agua de 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.

En este sentido, utilizando como base lo descrito anteriormente, el sistema de tratamiento en la planta piloto consideró una etapa primaria para eliminar sólidos y una etapa secundaria, para eliminar carga orgánica. La etapa primaria consistió en un filtro multimedia y luego una etapa de adsorción utilizando un filtro empacado con el carboncillo proveniente de la caldera de poder (reactor I), seguido de un tratamiento secundario o biológico, utilizando un sistema de biopurificación (BPS) (reactor II) (Figura 2).

Figura 1. Piscina de acumulación de aguas de recirculación. Figura 2. Planta piloto de tratamiento
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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.

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Figura 3. Eficiencia del sistema de tratamiento.

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

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

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

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

2023

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.

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

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

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

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 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 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.

(Autor póstumo)

Mg. Rodrigo Palma Troncoso Laboratorio de Bioindicadores. Servicio Agrícola y Ganadero. Ministerio de Agricultura. Gobierno de Chile

El siguiente trabajo describió las características morfométricas y de acumulación bioacumulación de metales 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

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

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

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.

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

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).

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Figura 3. Cobre 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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Figura 4. Manganeso bioacumulado en tallas de Musculium argentinum

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.

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Afortunadamente, durante las últimas décadas, se han desarrollado diversos productos de precipitación, para poder contar con estimaciones de precipitación homogéneas, sin vacíos y con cobertura (casi) global. Analizar estos datos no es una tarea trivial, lo que hace necesario disponer de herramientas que faciliten su manipulación.

Mawün (del mapuzungun Maw, Mawen, Maun; cuyo significado es lluvia) es una plataforma web (https:// mawun.cr2.cl/) de acceso público y gratuito, que permite explorar, comparar y descargar EEDP de última generación para Chile continental. Mawün ha sido desarrollada por el Observatorio de Recursos Hídricos del Departamento de

Ingeniería de Obras Civiles de la Universidad de La Frontera, en colaboración con el Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2.

La primera versión de Mawün fue liberada el año 2020, con el fin de facilitar y promover el uso de EEDP en la comunidad científica y al público general, interesado en visualizar la distribución espacial y temporal de la precipitación a lo largo y ancho del país.

Las EDDP (en adelante también referidas como productos de precipitación), son datos ráster, es decir, datos grillados donde cada celda tiene una ubicación geográfica y un valor de precipitación por unidad de tiempo.

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 Figura 2. Distribución espacial de la precipitación media anual para el período 2001-2020 según distintos productos de precipitación." P anual 2001−2020, [mm] Longitude Latitude 50 ° S 40 ° S 30 ° S 20 ° S 74°W 70°W CHIRPSv2 CMORPHv1.0 74°W 70°W IMERGv06B MSWEPv2.8 74°W 70°W MSWXv1.0 ERA5 74°W 70°W ERA5−Land CR2METv2 74°W 70°W CR2METv25 0 100 250 750 1500 2000 3500 5000 8000
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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.

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

Detalles de las operaciones anteriores pueden encontrarse en los tutoriales dispuestos en la plataforma.

Los productos grillados de precipitación ofrecen grandes oportunidades para el avance de la investigación y la toma de decisiones profesionales robustas en el área de recursos hídricos, ya que son datos homogéneos, continuos en el tiempo y el espacio y disponibles para cualquier región del país. El fuerte compromiso de la Universidad de La Frontera y del (CR)2 con el uso sostenible de los recursos hídricos ha motivado el desarrollo y puesta en operación de Mawün, con el propósito de facilitar el uso de datos grillados de última generación, tanto para la comunidad científica como para el público general.

Desde su lanzamiento, Mawün ha recibido buenos comentarios de la comunidad científica nacional e internacional y se

espera que los nuevos productos y las nuevas características introducidas en esta nueva versión 2.0 logren tener una buena acogida.

En particular, se espera que Mawün permita evaluar la utilidad de un producto específico de precipitación (o varios), para analizar tendencias en esta importante entrada del ciclo hidrológico o bien como forzante de un modelo hidrológico en una cuenca específica, entre otras posibles aplicaciones.

Se hace la invitación a la comunidad, especialmente a quienes se desempeñen en el área de recursos hídricos, a visitar el sitio www.mawun.cr2.cl donde, más allá de navegar en la plataforma y explorar los productos de precipitación, podrán encontrar los tutoriales pertinentes para la extracción, visualización y descarga de datos.

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

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

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

Dra. Francisca Fonseca Prieto francisca.fonseca@ufrontera.cl Departamento de Ciencias Sociales

Dr. Erick Scheuermann Salinas ericks@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería Química

Los sistemas de producción frutícola tienen un importante rol en diversos aspectos relacionados con la sustentabilidad y protección de los recursos naturales. Hoy en día, nos encontramos con conceptos como simbiosis industrial, bioeconomía y economía circular, que buscan redefinir la noción de crecimiento enfocándose en un sistema de aprovechamiento de recursos e incorporando nuevos indicadores para la medición del progreso.

Si bien en nuestro país existen brechas tecnológicas y económicas que dificultan alcanzar la meta de residuos cero en los sistemas de producción agrícola, el interés de algunos agricultores por implementar estrategias que permitan

aprovechar sus residuos es un paso importante hacia una agricultura más sustentable.

El aprovechamiento de los residuos frutícolas plantea una oportunidad para el surgimiento de nuevas líneas de negocios aportando a la diversificación de productos y aumentando la rentabilidad de los sistemas de producción actuales.

El Centro de Excelencia en Investigación Biotecnológica Aplicada al Medio Ambiente CIBAMA-UFRO en asociación con la Cooperativa Loncofrut de la comuna de Loncoche se encuentra desarrollando el proyecto de Vinculación con el Medio VME21-0004 “Fortalecimiento de capacidades en

Valorización de residuos en el sector frutícola: oportunidades para la innovación
FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA 0030 <<<<

valorización de subproductos y producción sustentable de frambuesa en la Cooperativa Loncofrut”. El proyecto es dirigido por la Dra. Heidi Schalchli de CIBAMA-UFRO y cuenta con la participación de la Dra. Gabriela Briceño de CIBAMA-UFRO, el Dr. Erick Scheuermann del Departamento de Ingeniería Química y la Dra. Francisca Fonseca del Departamento de Ciencias Sociales.

Uno de los objetivos del proyecto es cuantificar los recursos biomásicos (restos de poda) que actualmente son un problema para los productores de frambuesa de la región y analizar alternativas de valorización para la obtención de productos con valor agregado. La iniciativa surge a partir de la preocupación de los agricultores por la gran cantidad de restos de poda que se generan en los huertos, los cuales podrían ser aprovechados para la obtención de energía y/o biofertilizantes.

Los muestreos se realizan en el huerto de frambuesas del Sr. Fredy Araneda, socio de la Cooperativa Loncofrut, quien 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.

Lo anterior, podría constituir una alternativa a los pellets de madera que deben su alto costo al material de entrada que por lo general es aserrín de madera de buena calidad sin contenido de corteza.

Esta alternativa podría contribuir al autoabastecimiento de energía verde a partir de biomasa, evitando la quema de restos de poda en los huertos. A nivel de cooperativa y con el financiamiento adecuado podría ser posible la implementación de una línea de fabricación de briquetas o agripellets que aporte a la diversificación de productos de la Cooperativa y, por lo tanto, a aumentar la rentabilidad y sustentabilidad del rubro.

En este sentido, la estimación de las cantidades de restos de poda en diferentes variedades de frambuesa de la Cooperativa será considerada en estudios de factibilidad técnicoeconómica de producción de briquetas y agripellets que permita dar respuesta a las necesidades de los productores de frambuesas de nuestra Región de La Araucanía.

Paneles solares para autoabastecimiento de energíaSr. Fredy Araneda (Cooperativa Loncofrut) Visita al huerto de frambuesa del Sr. Fredy Araneda
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Poda en huerto de frambuesa

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

En un escenario de cambio climático, donde la escasez de agua y en consecuencia el estrés hídrico es una realidad, se ha hecho necesaria la búsqueda de herramientas para la obtención alimentos saludables. La alimentación saludable se define como aquella “que permite alcanzar y mantener un funcionamiento óptimo del organismo, conservar o restablecer la salud y disminuir el riesgo de padecer enfermedades”, entre otros factores.

En este sentido, existe diversos alimentos cultivados en nuestro país que cumplen con dicha función, gracias a su contenido de compuestos bioactivos, entre ellos compuestos fenólicos como, por ejemplo, las antocianinas, que corresponden a pigmentos vegetales y potentes antioxidantes, que además de aportar la coloración característica que puede ir desde tonos azulados hasta rojizos, aportan sus propiedades beneficiosas a los alimentos. Entre estos alimentos, podemos encontrar genotipos de papa (Solanum tuberosum) de pulpa coloreada, los cuales son cultivados en la zona sur de nuestro país.

Los compuestos fenólicos son compuestos químicos que se producen en diferentes estructuras de las plantas como, las hojas, los frutos o las raíces, cumpliendo funciones necesarias para la supervivencia de la planta, como también del sistema de defensa de ésta. Por otra parte, estos compuestos presentan altos niveles de actividad antioxidante, además de efectos benéficos para la salud como efectos

antiinflamatorios, antimicrobianos, neuroprotectores, entre otros, los cuales son transferidos al consumidor de dichos alimentos.

Un alimento saludable presente en nuestro país, es la papa de pulpa coloreada, la cual, a pesar de ser un alimento rico en compuestos fenólicos de la familia de las antocianinas, las cuales le aportan su coloración típica y de ácidos hidroxicinámicos, otra familia de compuestos antioxidantes, es un alimento con un consumo limitado, principalmente por desconocimiento de la población quienes asocian su coloración oscura con descomposición. Por el contrario, estos colorantes tienen la capacidad de aportar grandes beneficios a la salud.

Dentro de los estudios previos del grupo de investigación, destaca la generación de un colorante natural en base a papa de pulpa coloreada, para ser incorporado en alimentos procesados, como leche y yogures, en reemplazo de los colorantes artificiales usados en la actualidad, a los que se les atribuye efectos perjudiciales y cuyo consumo está siendo altamente regulado a nivel mundial.

En un contexto de cambio climático, la producción de alimentos ha sido afectada, por lo cual se hace necesario la búsqueda de estrategias que permitan mantener el nivel de producción y la calidad de los alimentos. En el proyecto FONDECYT 1190585 financiado por la Agencia Nacional de

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Ensayo en invernadero

Investigación y Desarrollo (ANID), se ha evaluado estrategias 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 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 financiados por la Fundación para la Innovación Agraria (FIA), Corporación de Fomento de la Producción (CORFO) y ANID/ FONDECYT.

Por otra parte, resulta igualmente importante la formación de capital humano donde el desarrollo de las prácticas de estudios y las actividades de titulación de estudiantes de Bioquímica y las tesis de estudiantes de los Programas de Doctorado en Ciencias de Recursos Naturales y Doctorado de Ciencias Agroalimentarias y Medioambiente de nuestra Universidad, han sido fundamentales para la obtención de los resultados.

La alimentación saludable resulta de suma importancia, para la prevención de enfermedades crónicas no transmisibles donde el agitado estilo de vida actual y los altos niveles de estrés, han producido el incremento del consumo de comida “chatarra”, una de las principales causas de estas patologías. De esta manera, estos microorganismos del suelo tienen un alto potencial para la generación de biofertilizantes, para ser aplicados en el cultivo de la papa, para la obtención de alimentos de alta calidad antioxidante con impacto para la salud y calidad de vida del consumidor, entregando a las plantas nuevas estrategias que le ayuden a enfrentar el cambio climático.

Papa de pulpa coloreada, genotipo CB2011-104 Aplicación de colorante en yogurt (tubo de la derecha fue coloreado con extracto de papa)
0033 >>>> REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022
Tesista realizando mediciones de fotosíntesis

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.

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, 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.

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

Posdoctorante ANID

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

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

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Las principales tecnologías que se han investigado para el tratamiento de aguas residuales salinas son la evaporación, el intercambio iónico y las técnicas de membrana. Aunque estos métodos convencionales ofrecen resultados factibles para el tratamiento de aguas, la mayoría de estos utilizan equipos sofisticados, que requieren grandes inversiones económicas y consumen grandes cantidades de energía.

En la actualidad, los tratamientos biológicos de aguas residuales han cobrado un alto interés como tecnologías ambientalmente amigables, presentando en general costos de inversión mucho menor, siendo más fáciles de operar, poca o nula necesidad de adición química y baja producción de contaminantes secundarios, a la vez que poseen características ecológicas y valor ornamental. En general, se basan en procesos de biofiltración que utilizan plantas o microorganismos, sus resultados se basan en procesos físicos, químicos y biológicos, siendo los humedales construidos el método más estudiado. Sin embargo, las aguas residuales salinas, originadas de diferentes procesos productivos como los efluentes de sistemas agrícolas,

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

En ese sentido, la efectividad de los métodos biológicos en la eliminación de iones de las aguas salinas depende de la adaptabilidad de los microorganismos y las plantas a estas condiciones. Es así como las plantas y microorganismos que crecen en condiciones salinas (halófitas) podrían tener mejores respuestas en los procesos de biofiltración. De igual manera, como estrategia biológica más del 90% de las plantas terrestres forman una asociación simbiótica llamada micorriza, entre sus raíces y los hongos micorrícicos arbusculares (HMA).

Se ha determinado que los HMA nativos aislados desde suelos salinos tienen una mayor capacidad para mejorar el crecimiento de las plantas en condiciones salinas, aumentando la absorción de agua y nutrientes como también favoreciendo la acumulación de sodio en vacuolas y espacios intercelulares de estas. Asimismo, estudios previos mostraron que los HMA tienen la capacidad de acumular

0035 >>>> REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022
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.

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 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.

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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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

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 entre los LWD y los macroinvertebrados bentónicos no han sido 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.

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

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

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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Los resultados obtenidos en este estudio indican que los LWD son un elemento fundamental para la mantención de la diversidad de macroinvertebrados bentónicos, ya que los LWD ofrecen una complejidad estructural a los hábitats en los ríos, complejidad relacionada con un aumento de tipos de especies, como lo observado en ríos de Norteamérica. Se ha reportado en hábitats de detritos leñosos un aumento de especies presentes, en contraste con el lecho pedregoso del río, lo que concuerda con los resultados encontrados.

Las diferencias encontradas radican en los efectos que tienen los LWD sobre variables de 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.

En la actualidad, las prácticas de deforestación de las riberas y encausamiento de ríos contribuyen en la disminución de los LWD, logrando afectar a los hábitats que conservan una alta diversidad de especies de macroinvertebrados, los que sostienen las tramas alimenticias del ecosistema río.

Este estudio confirma el rol de los LWD en los ecosistemas río y cuyos efectos son benéficos para la mantención de la biodiversidad. Los resultados obtenidos son una contribución para la toma de decisiones en el manejo sustentable de los recursos hídricos, siendo fundamentales para evitar la degradación existente.

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

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.

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.

Este desarrollo no solo resulta importante de analizar desde 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.

Los 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.

Tramo experimental

En un trabajo en conjunto entre la academia y dos empresas nacionales, Bitumix 1 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 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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6 secciones experimentales (espesor=15 cm; ancho 3,5 m) 7 cm de capa de rodadura + 8 cm de capa intermedia )

Tramo 1

WMAz  (T=134ºC)

HMA  (T=154ºC)

Km 32,780 -  Km 32,873 (93m)

Tramo 4

HMA (T=154ºC)

WMA-R20e (T=134ºC)

Km 33,047 - Km 33,140 (93m)

Tramo 2

WMAe (T=134ºC)

HMA (T=154ºC)

Km  32,873 - Km 32,960 (88m)

Tramo 5

HMA (T=154ºC)

WMA-R30z (T=144ºC)

Km  33,140 - Km 33,229 (89m)

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).

Tramo 3

HMA (T=154ºC)

WMA-R20z (T=134ºC)

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

Tramo 6 (Control)

HMA (T=154ºC)

HMA (T=154ºC)

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

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.

0043 >>>> REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022
Dr. Gonzalo Valdés Vidal gonzalo.valdes@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería de Obras Civiles Mg. Claudio Fonseca Ibarra cfonseca@intervialchile.cl Intervial Chile Dra. Alejandra Calabi Floody alejandra.calabi@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería de Obras Civiles Mg. Cristian Mignolet Garrido cristian.mignolet@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería de Obras Civiles MSc. Cristian Díaz cristian.diaz@centro-cdi.cl CDI-Bitumix

FIGURA 5

Capacidad estructural de las secciones estructurales

2

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 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 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 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.

1 Empresa Líder en Chile en la fabricación de mezclas asfálticas y construcción de pavimentos. Autopista urbana concesionada de la ciudad de Santiago. Figura 2. Fresado de seccion experimental. Figura 3. Tramo experimental fresado Figura 4. Deflectometría de impacto (FWD)
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Programa de Orientación para Estudiantes de 3º y 4º Medio. ¡SE PARTE DE NUESTRA FACULTAD, SERÁS UNA MUJER INTEGRAL EN UN MUNDO GLOBALIZADO SERÁS INGENIERA! • TALLERES DE ORIENTACIÓN VOCACIONAL • JORNADAS DE EXPERIENCIAS CON TITULADAS DE NUESTRAS CARRERAS. • TALLERES TEMÁTICOS PARA CONOCER DISTINTAS ÁREAS DE LAS CARRERAS. • CHARLAS SOBRE LAS CARRERAS DE NUESTRA FACULTAD. UFROFICA YOQUIEROSERINGENIERA INGENIERIA.UFRO ACTIVIDADES

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.

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).

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”.

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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,

“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.

0047 >>>> REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022

Percolación: la ley del todo o nada

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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Mg. Walter Lebrecht Díaz-Pinto Profesor Titular, Departamento de Ciencias Físicas

El proceso de difusión en física y también en química, se conoce desde hace mucho tiempo, incluso un completo marco teórico sustenta sus leyes y ecuaciones, no así la percolación, que es un fenómeno nuevo y actualmente se sigue investigando para formular una teoría robusta y que permita modelar una serie de fenómenos cotidianos. Para ser honesto, hay que destacar que las primeras ideas sobre percolación fueron establecidas por Paul Flory (1910-1985) y Walter Stockmayer (1914-2004), ambos químicos y que desarrollaron su trabajo en crecimiento de polímeros. Se destaca el trabajo de Paul Flory que recibió el premio nobel de Química en 1974 en el ámbito de la físico-química.

La conectividad en los modelos de percolación clásicos es un concepto importante y tiene dos elementos esenciales. Por un lado, representa el medio y por otro, se caracteriza mediante una red. La red más conocida, es la que tiene geometría cuadrada, cuyas propiedades de conectividad depende si el observador está en el vértice o en la arista. Cuando se

observa a vecinos cercanos, en el primer caso es 4 y en el segundo 6, respectivamente. De esta manera, la percolación en la red cuadrada y en otras geometrías, depende si el estudio se realiza a través de los vértices (sitios) o aristas (enlaces). De este modo, la información puede propagarse en una red a través de los sitios, como los enlaces y si esta información conecta un extremo con el otro de la red, se dice que la red percola.

Imagine un individuo que desea compartir una información contingente y relevante con otros individuos que tienen información nula o parcial. Él elige un espacio cerrado para hacerlo y se pone aleatoriamente en una de las 400 sillas en un arreglo cuadrado de 20 sillas de largo y 20 sillas de ancho. A continuación, entran al espacio cerrado, los individuos de uno en uno y comienzan a ubicarse de manera aleatoria en cada silla no ocupada. Sólo pueden compartir información aquellos individuos que están con sus sillas cercanas (percolación de sitios).

y pequeñas agrupaciones que han compartido su propia información y otras agrupaciones que han compartido la información de contingencia. En un tiempo posterior, se forman nuevas agrupaciones y otras agrupaciones crecen compartiendo su propia información o la información de contingencia si fuese el caso. Sin embargo, todas las agrupaciones no comparten toda la información de contingencia.

En otro momento, un individuo que posee la información de contingencia entra al espacio cerrado y comparte esta información con un pequeño grupo de la sala. De manera casi inmediata, la información de contingencia se propaga a la gran mayoría de sus individuos (pero no toda), cruzando de un extremo al otro la sala, la red ha percolado y se ha producido una transición de fase. La teoría de percolación predice que esto ocurre cuando se alcanza el 60% de la población con la información de contingencia.

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.
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La transición de fase ocurre para un valor crítico muy específico y se llama umbral de la percolación y depende de la conectividad y otras propiedades. De esta manera, si existen agrupaciones dispersas que manejan cierta información y el porcentaje está por debajo del umbral de percolación, la red no está conectada (nada). Por el contrario, si existe al menos una agrupación que maneja cierta información y el porcentaje está por sobre el umbral de percolación, la red está conectada (todo). En el caso de la red cuadrada, el umbral de percolación de sitios es 0.5927 (conectividad 4) y para la red triangular el umbral de percolación de sitios es 0.5000 (conectividad 6). Así, un arreglo cuadrado de sitios evita el contagio (mayor umbral de percolación), en cambio, un arreglo triangular de sitios favorece el aprendizaje (menor umbral de percolación).

En las cercanías y en el umbral de percolación ocurren algunos sucesos extraños y complejos. Uno de ellos, es que la agrupación conectada tiene dimensión fractal. Esto significa que su tamaño crece como una ley de potencias y no por la multiplicación de largo por ancho. Por otra parte, se encuentra un carácter de universalidad en algunos números denominados exponentes críticos, que caracterizan

la transición de fase de los parámetros de orden (del todo y nada). Estos números no varían si la geometría es diferente (cuadrada, triangular, hexagonal, etc.) o si se trata de un problema de percolación de sitios o enlaces.

Los estudios recientes en teoría de percolación permiten determinar umbrales de percolación en redes más complejas denominadas “Arquimedianas” y en sistemas de múltiple ocupación, tales como dímeros, trímeros y k-meros. Además, cuando se considera el caso más complejo de percolación mixta, esto es, la red percola por sitios y/o enlaces, el punto crítico se transforma en una frontera crítica y sigue siendo válido el carácter de universalidad de los exponentes críticos.

La mayoría de la literatura relacionada a teoría de percolación menciona, como ejemplo, la preparación de un buen café de grano: comienza con el proceso de percolación cuando el agua se filtra por los granos de café y termina con el proceso de difusión, cuando su aroma se propaga por el espacio circundante. Queda claro que, una cafetera, debe considerar todos los aspectos desarrollados en este escrito, para generar un buen café.

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.
FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA 0050 <<<<

Control automático de un seguidor solar para paneles fotovoltaicos

En estos tiempos, las energías renovables se están implementando y aplicando en diversos lugares del mundo, siendo una excelente alternativa a las energías tradicionales. En Chile, en estos últimos años, se ha observado un crecimiento exponencial en cuanto al uso de energías alternativas, en particular los parques eólicos o solares que siguen en franca explosión de crecimiento. La zona sur del país ha demostrado ser un buen lugar para el desarrollo de este tipo de energías, Por otro lado, se pretende estudiar el efecto que causaría el medio ambiente ( temperatura y humedad) en el aumento o dismnución de la generación de energía eléctrica.

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.

El presente trabajo forma parte del proyecto 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.

La estrategia de control deberá integrar conceptos astronómicos de ubicación y seguimiento de punto luminoso usando foto sensores. Al instalarse en sitios muy remotos, estos sistemas deben ser autónomos y orientarse a través del algoritmo experto de control para comenzar el seguimiento. Se propone un sistema de control que mezcle programación astronómica y seguimiento de punto luminoso (Sol) para aumentar la eficiencia del panel solar. También existen oportunidades de aplicar el algoritmo a otros procesos, por ejemplo, mantener sombras por más tiempo, como paraguas de protección. También, aplicaciones para re enfocar y concentrar rayos solares en puntos específicos. El 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.

Dr. Iván Velásquez Briceño ivan.velasquez@uforntera.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 Dr. Boris Pavez Lazo boris.pavez@ufrontera.cl Departamento de Ingeniería Eléctrica
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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.
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Figura 1 Figura 2

Estructura de accionamiento

En la figura 3 se puede apreciar la propuesta del accionamiento o sistema de movimiento que permitirá al panel solar realizar el seguimiento solar desarrollado.

Al término del proyecto, se espera disponer de un sistema fotovoltaico controlado para seguimiento solar de forma híbrida, es decir, controlar usando la combinación de programación astronómica y seguimiento de punto luminoso (con los sensores), que aumentará la eficiencia del panel solar. Además se espera contar un sistema de actuación única e innovadora para estos sistemas de seguimiento solar. Finalmente, se entregarán curvas de rendimiento en paneles solares para la ciudad de Temuco y correlaciones bajo diferentes marcos de trabajo ambiental.

Motor eléctrico

Este proyecto espera aumentar la eficiencia energética en paneles fotovoltaicos entre un 20% a 40%, usando control de seguimiento solar versus paneles fijos. Adicionalmente, un tema crucial, es proponer un nuevo sistema de actuación para el movimiento del panel solar. El nuevo sistema de movimiento podrá ser usado indistintamente en techos o lugares planos para la captura de la radiación solar en forma perpendicular.

Vale destacar que se proyecta estudiar la aplicación del algoritmo de seguimiento solar a otras áreas de la sociedad. Por ejemplo, aplicaciones dentro del área de la “agrovoltaica”, donde se desempeñan simultáneamente el área del campo 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.

0053 >>>> REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022
Figura 3
Panel Solar Actuador eléctrico lineal

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.

El 30 de mayo de este año el computador Frontier del Oak Ridge National Laboratory, EEUU, logró ser el primer computador exaescala (1018 FLOPS*, un millón de laptops) reportado en la lista top500.org con 8.7 millones de cores y requiriendo una potencia de 21MW. Este supercomputador sigue la tendencia de casi 30 años en que cada siete años la potencia máxima de cómputo escala 1000 veces.

Las crecientes capacidades de cómputo le han permitido a la humanidad a avanzar en campos científicos como astrofísica y química computacional y también campos tecnológicos como el diseño de fármacos, búsqueda de nuevos materiales y análisis masivo de datos. Esto permite que las capacidades actuales y futuras permitirán resolver problemas más complejos y mejorar el desarrollo de soluciones. Por ejemplo, problemas combinatoriales, como la distribución de compras online de entrega inmediata con flota variable, minimizando los costos de transportes y tiempos de entrega por medio de métodos heurísticos de altos requerimientos computacionales.

Un grupo de siete universidades, incluida la Universidad de La Frontera (UFRO), ha estado desarrollando el supercómputo de manera colaborativa por más de 17 años. Hace 12 años se generó la primera asociación que permitió, a través de un proyecto del I Concurso Nacional de Centros de Servicios de Equipamiento Científico y Tecnológico Mayor de Uso Compartido ECM02, conseguir el financiamiento para el primer supercomputador compartido nacional, donde cada investigador de cualquier institución nacional tiene los mismos derechos de recursos. Este supercomputador requirió de recurso humano altamente calificado, con socios extranjeros que ayudaron a buscar solución a los problemas de mantener dicho equipo funcionando y proyectar las futuras necesidades de los investigadores. Es un referente latinoamericano de colaboración y potenciación de la investigación.

El supercómputo sigue creciendo y transfiriendo dichas capacidades de 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,

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

explica que “la supercomputación es una herramienta de gran utilidad que nos sirve para resolver desde problemas cotidianos hasta problemas científicos de gran complejidad.

Su impacto real es difícil de cuantificar, pues sin ella muchos de los avances científicos y tecnológicos que hoy conocemos no hubieran sido posibles. El descubrimiento de nuevos materiales y estudio de fluidos son áreas que tienen altos requerimientos de cómputo y cuyo avance es posible gracias a la existencia de supercomputación”. Los investigadores de la UFRO han utilizado recursos para sus proyectos Fondecyt en el área de materiales, fluidos, simulación meteorológica, bioinformática, así como numerosas tesis doctorales.

En Chile, en el NLHPC se están resolviendo problemas en más de 40 áreas de investigación distintas, tales como física y química cuántica, astronomía, nanotecnología, climatología, economía y simulación molecular. Por supuesto, la supercomputación es una infraestructura crítica que también se emplea para afrontar problemas de índole mundial, como ha ocurrido con la actual pandemia. Tan sólo en el NLHPC ha habido 14 proyectos que han hecho estudios relativos al COVID-19, como el secuenciamiento

del SARS-CoV2 en el país y el estudio de la evolución de la pandemia para que las autoridades pudieran tomar medidas o el diseño de fármacos”.

A pesar de que no tendremos computadores de exaescala de 20MW de potencia instalados en todas las universidades en el corto plazo, esta continua carrera por mayores capacidades, permite proyectar el desarrollo de nuevos métodos y problemas cada vez más complejos para desarrollar soluciones más precisas y competitivas, por lo cual la asociación entre las universidades y los sectores productivos permitirán mejorar la competitividad y el desarrollo de nuevos productos.

Por otro lado, el sector público también se puede beneficiar por medio de estudios complejos que permitan mejorar la gestión pública y la búsqueda de soluciones complejas para la sociedad. Invitamos a los lectores a confiar en el futuro NLHPC y su red de investigadores para informarse sobre los usos y proyecciones de la supercomputación en Chile y buscar colaboraciones para definir problemas complejos y desarrollar soluciones conjuntas.

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Computador Frontier del Oak Ridge National Laboratory, EEUU

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.

Dr. Nicolás Vidal Silva nicolas.vidal@ ufrontera.cl

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

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

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.

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 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 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.

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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 así, ser propuestos como potenciales llaves magnéticas, cuyo principio de funcionamiento es similar a las actuales tarjetas bancarias.

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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”.

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Equipo proyecto Exploratorio de Erardo Leal Muñoz

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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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 Director Departamento/ Centro

Desarrollo de un prototipo de vivienda net zero, construida de forma modular usando fabricación sustractiva.

Desarrollo de un sistema de visión para evaluar la calidad superficial de piezas de madera lijadas en entornos de fabricación inteligentes.

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

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.

Puesta en producción de modelos de machine learning basados en logs de software.

Aplicación de biosurfactantes de origen Antárticos como agentes emulsionantes para su uso en la industria cosmética.

Diseño y caracterización de grillas paciente especifico fabricadas con impresoras 3D para radioterapia espacialmente fraccionada por grillas (SFGRT) adaptable a equipos comerciales.

Análisis del mecanizado con robots de baja carga en productos de madera mediante sistemas de visión artificial.

Algoritmo de Control para un optimizador solar en Sistemas Fotovoltaicos.

Juan Pablo Cárdenas

Eduardo Diez Cifuentes

Depto. de Ingeniería en Obras Civiles

Depto. de Ingeniería Mecánica

María Antonieta Ruiz Muñoz

Christian Antileo Hernández

Andrés Ávila Barrera Claudio Lamilla Mardones Mauricio Santibáñez Villalobos

Depto. de Ciencias Químicas y Recursos Naturales.

Depto. de Ingeniería Química Depto. de Ingeniería Matemática

Centro de Excelencia en Investigación Biotecnológica Aplicada al Medio Ambiente (CIBAM A)

Depto. de Ciencias Físicas

Erardo Leal Muñoz

Depto. de Ingeniería Mecánica

Iván Velásquez Briceño

Depto. de Ingeniería Eléctrica

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Programación multicore de algoritmos de optimización heurística para modelos de minimización de distancia a clientes en problemas de transporte de corto plazo.

Detección de desafíos de gestión y operaciones en Grupo Amar.

Automatización de sistemas de identificación de pérdida de agua potable en un contexto de limitación de movilidad física.

César San Martín Salas Jaime Bustos Gómez

Depto. de Ingeniería Eléctrica Depto. de Ingeniería Industrial y de Sistemas

Automatización de sistemas de identificación de pérdida de agua potable en un contexto de limitación de movilidad física.

Exploración de uso de drones para medir turbulencias atmosféricas en el Observatorio Astronómico Paranal (2021).

Gestión de la información para el uso sustentable del agua potable. (2021).

Ivo Fustos Toribio Victor Tuninetti Vásquez Patricio Galea Echeverría Juan Carlos Ortega Bravo

Depto. de Ingeniería en Obras Civiles Depto. de Ingeniería Mecánica Depto. de Ciencias de la Computación e Informática Centro de Gestión y Tecnologías del Agua (CEGETco)

Spread Transport Solutions. Grupo Amar Aguas Araucanía Montrade Spa Observatorio Astronómico Paranal Aguas Araucanía

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# Nombre del proyecto Exploratorio Director
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Departamento/ Centro Empresa/ Institución Trabajo del equipo en laboratorio de mecatrónica

La Facultad de Ingeniería y Ciencias en conjunto con las Facultades de Ingeniería de las Universidades del BíoBío y de Talca en el año 2014 iniciaron la ejecución de un proyecto que busca formar ingenieros de clase mundial.

En la Universidad de La Frontera este proyecto incluyó el proceso de innovación curricular de las 12 carreras de ingenierías civiles de la facultad y su plan común. En este se consideró al currículo como una construcción social, histórica y cultural, por lo tanto, la participación de la comunidad universitaria y de expertos fue necesaria en cada etapa del proceso.

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.

Tras varios años de discusión disciplinar, pedagógica, curricular y de gestión al interior de cada una de las carreras de ingenierías civiles, de los departamentos académicos y de la facultad, en el año 2021 los nuevos planes de estudios fueron aprobados por la Junta Directiva al considerarlos como diseños curriculares de avanzada, que dan respuestas a las necesidades formativas de las especialidades ingenieriles.

Dentro de los aspectos innovados y que se comenzaron a implementar a partir del presente año, se resaltan los siguientes:

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Mg. María Isabel Valdivieso Aguilera maria.valdivieso@ufrontera.cl Dirección de Pregrado MSc. Patricia Pilar Muñoz Bustos patricia.munoz@ufrontera.cl Dirección de Pregrado

Nuevos perfiles de titulación

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 con el acortamiento del plan común en un semestre que obedece al propósito de facilitar el tránsito de los y las estudiantes, sin que esto suponga perjuicios para ellos/ellas en aspectos financieros relacionados con la gratuidad.

Readecuación de mecanismos de titulación De los mecanismos ya existentes Proyecto de Titulación, Práctica Profesional Controlada y Examen de Titulación, se elimina la opción de Examen de Titulación.

Es importante destacar que, junto con los cambios estructurales en el diseño curricular de las carreras, se incorporan Mecanismos para la gestión y mejoramiento del currículum y de la docencia, destacando en este sentido:

El diseño de un proceso de evaluación curricular, que permita evaluar mediante las asignaturas hitos, el nivel

Por otro lado, la bimestralidad en las asignaturas de matemática del primer año, como una modalidad que 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 trabajo articulado con la Dirección de Formación Integral y Empleabilidad (DIFEM), a través del Programa de Apoyo Académico al Estudiante (PAAU), de la Clínica Matemática y con profesionales (curriculista y psicólogo), contratados desde la facultad para atender la trayectoria formativa de los estudiantes. del logro del perfil de titulación de las y los estudiantes, y según corresponda introducir mejoras consistentes al diseño curricular u orientar medidas remediales para las y los educandos.

Asimismo, en la construcción curricular se fueron incorporando estándares nacionales e internacionales considerados en los procesos de acreditación de las ingenierías civiles y en la implementación curricular se está trabajando para garantizar el cumplimiento de los mismos, con miras al reconocimiento de la calidad del proceso formativo de los profesionales que se titulan en la Facultad de Ingeniería y Ciencias.

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Igualmente, en estas innovaciones se reconoce el importante rol que cumplen los docentes en el proceso formativo, por ello, la formación, perfeccionamiento y capacitación docente será una constante en la implementación de los planes de estudios innovados.

Además, se considerarán e incorporan a la formación de nuestros/as estudiantes los principios de la educación STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics), donde se ponen en práctica nuevos enfoques interdisciplinarios a través de asignaturas integradoras, considerando como centro del proceso formativo a los estudiantes.

De igual manera, estas innovaciones establecen en las mallas curriculares un conjunto de asignaturas agrupadas en la Línea Integradora de Formación en Ingeniería y Ciencias, la cual tiene como norte el desarrollo de las competencias de Diseño, Innovación y Responsabilidad

Social. Estas asignaturas se implementan mediante la aplicación de metodologías de aprendizaje activo, basada en proyectos, desafíos y retos, que promueven la integración de conocimientos en la resolución de problemáticas industriales reales, por lo tanto, el trabajo en equipo, el aprendizaje autónomo, y la integración de conocimiento multidisciplinario, son bases para su ejecución.

Como se puede observar, esta es una innovación curricular compleja, porque tiene diversas aristas; sin embargo, se destaca el esfuerzo que están realizando las carreras, los departamentos, los directivos y profesionales de la Facultad de Ingeniería y Ciencias para entregar a nuestros/ as estudiantes la educación de calidad que ellos/ellas esperan obtener en la Universidad de La Frontera y que nos llevaría a asegurar que estamos formando ingenieros e ingenieras de clase mundial.

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

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.

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 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.

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

Dentro del marco de ingreso académico del año 2022, se incorporaron a las dos primeras asignaturas de la LIFIC (Ingeniería y Sociedad e Introducción al diseño de ingeniería) más de 500 estudiantes de las carreras de ingenierías civiles de la facultad.

En Ingeniería y Sociedad (ubicada en el primer nivel de la malla curricular), se aplicaron metodologías STEM, las cuales incorporan el uso de las ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas, así como técnicas de innovación y aspectos de ética profesional, allí los participantes buscaron dar soluciones a siete diferentes problemáticas que se presentan en la sociedad, tales como accesibilidad, desempeño en el deporte, deserción universitaria, entre otras, teniendo como resultado productos y servicios innovadores diseñados por estudiantes UFRO.

En la segunda asignatura Introducción al diseño de ingeniería, se trabajó a través de cuatro módulos, siendo estos: Diseño 3D, Diseño de Interfaces gráficas de usuarios, Uso de sensores y Proyecto integrador. En esta asignatura los estudiantes desarrollaron un prototipo funcional de un producto que respondió a una necesidad de la sociedad, obteniendo soluciones que prometen ser de gran ayuda para sus usuarios finales.

Los estudiantes han desarrollado competencias que les serán útiles para su vida profesional, como trabajo en equipo, responsabilidad social, comunicación en un mundo globalizado. Además, al consultarles en relación la implementación de estas asignaturas, han indicado que han disfrutado de la metodología de trabajo y de los

desafíos planteados, lo que se vio reflejado en una gran asistencia y participación hasta el final de cada semestre.

Asimismo, como la vida universitaria es un desafío para cada estudiante, estas primeras asignaturas de la Línea Integradora de Formación en Ingeniería y Ciencias se han articulado con otras asignaturas de los mismos niveles para utilizar contenidos revisados anteriormente. Por otra parte, estas asignaturas han sido un espacio de reflexión sobre sus futuros desafíos como ingenieros e ingenieras, definiendo sus roles, proyectando sus intereses a través de proyectos innovadores.

Las asignaturas de la Línea Integradora de Formación en Ingeniería y Ciencias, presentan grandes desafíos y oportunidades, siendo un espacio de encuentro para los docentes y estudiantes, donde la centralidad en ellos y el trabajo en equipo son ejes fundamentales, desafiando a estudiantes y docentes a alcanzar la excelencia, saliendo de la teoría aplicada para buscar soluciones a problemas reales, fortaleciendo el pensamiento crítico y desarrollando la innovación desde el primer hasta el último semestre de su formación profesional.

El aprendizaje de herramientas tecnológicas y metodologías de innovación son elementos que serán de gran utilidad para los futuros ingenieros e ingenieras de la Universidad de La Frontera, no solo para emprender en proyectos propios sino para ser agentes de innovación en organizaciones públicas o privadas en el medio nacional e internacional, dejando el nombre de la Universidad de La Frontera en alto.

Actividades formativas a estudiantes de colegios.
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Laboratorio de impresión 3D LIFIC.
ufrofica ingenieria.ufro SÍGUENOS EN REDES SOCIALES: Más información: FICA.UFRO.CL • Bioquímica • Ingeniería Civil • Ingeniería Civil Ambiental • Ingeniería Civil en Biotecnología • Ingeniería Civil Eléctrica • Ingeniería Civil Electrónica • Ingeniería Civil Física • Ingeniería Civil Industrial • Ingeniería Civil Informática • Ingeniería Civil Matemática • Ingeniería Civil Mecánica • Ingeniería Civil Química • Ingeniería Civil Telemática • Ingeniería Informática • Ingeniería en Construcción • Plan Común Ingeniería Civil OFERTA DE PREGRADO 2023 FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS QUE GRANDES COSAS SUCEDAN ES INGENIERÍA, ES CIENCIA

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.

FACULTAD
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Estudiantes de ingeniería civil industrial visitan las instalaciones del Centro de Distribución de Grupo Amar
DE INGENIERÍA Y CIENCIAS
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

Comercial Amar Hermanos y Compañía Ltda. es un holding compuesto por las empresas: Supermercados El Trébol, Distribuidora Ábaco Ltda. y Empresa Agroindustrial y Comercial Los Cipreses Ltda., más conocida como Casa Masa. La cadena de supermercados, fundada en 1999 en la ciudad de Vilcún posee actualmente 33 sucursales entre las regiones de Bío-Bío, La Araucanía y Los Ríos. La organización en su conjunto da trabajo a más de 1600 personas. La relación de la Escuela de Ingeniería Industrial con Grupo Amar inicia en el año 2016, con la incorporación de un estudiante en práctica, quien luego realizó su Actividad de Titulación en 2019.

Este vínculo se refuerza con la incorporación de más practicantes en el año 2020, uno de los cuales fue contratado por la empresa después de desarrollar su Actividad de Titulación. En 2021, este profesional, contactó a la Escuela para profundizar la colaboración entre ambas instituciones y sacar el máximo provecho a esta alianza informal.

Entre 2021 y 2022, la Escuela de Ingeniería Industrial UFRO y Grupo Amar realizaron diversas actividades, fortaleciendo

los lazos y buscando nuevas formas de vinculación y colaboración en beneficio mutuo.

Lo anterior llevó a que, en noviembre de 2021, el holding fuese reconocido como Empleador Destacado en el IV Encuentro de Empleadores de Ingeniería Industrial UFRO.

Las razones que llevaron al Consejo Escuela a destacar a la organización fueron: contratación de titulados y tituladas; colaboración permanente como Centro de Prácticas; y participación en distintas actividades de vinculación.

Luego de la obtención de este reconocimiento, Grupo Amar continúa siendo un socio estratégico activo de la Escuela. En la actualidad, 11 titulados(as) se desempeñan profesionalmente en el holding, realizando labores en Distribuidora Ábaco, Panificadora Casa Masa, Centro Logístico, sucursales y Casa Matriz. Además, colabora como Centro de Prácticas permanente, siendo una organización afín al campo profesional de las carreras adscritas a la Escuela, que permite una inserción temprana de estudiantes al mundo laboral.

La tabla resume la cantidad de prácticas realizadas en las distintas empresas del holding, entre 2020 y 2022.

*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.

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.

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.

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

Fuente: Elaboración propia

2020 2021 2022* Año 1 28 7 0 1 2 1 8 3 Cantidad de estudiantes
Consejo Escuela Visita Industrial Programa “Yo me preparo"
Pasantía en la Industria Proyecto de extensión académica 0069 >>>> REVISTA NUESTRA MUESTRA 2022
Figura 1. Actividades de Vinculación con Grupo Amar

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.

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.
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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.

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.

Duración: 176 horas

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.

Duración: 176 horas

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: 4 meses

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.
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Práctica de Estudios I Práctica de Estudios II Práctica Profesional Controlada

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.

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.

FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA 0072 <<<<
Comité Académico 2019

El Programa de “Magister en Sistemas de Gestión Integral de la Calidad” (MSGIC), busca mantener su acreditación y seguir consolidándose a través del cumplimiento de sus objetivos y plan de desarrollo. Este magister se encuentra en la etapa de coordinar a su equipo, comenzando con el Comité Académico y el núcleo de profesores, además de los grupos focales como lo son los estudiantes y graduados.

El día 05 de mayo de 2022 se inició el proceso de autoevaluación para la re- acreditación del programa, sin embargo, el programa a través de su Director y Comité Académico, continuamente revisa y coordina todos sus procesos para cumplir con los altos estándares de calidad con los que cuenta.

2017 2018 2019 2020 2021 100% 80% 60% 40% 20% 0%
Porcentaje de avance del plan de desarrollo
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Figura 1. Gráfica porcentaje de avance plan de desarrollo MSGIC, UFRO. Clases Control Estadístico 2019

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

ACUERDO DE ACREDITACIÓN

INDICADORES DAP-DCA

Los objetivos estratégicos del programa, son elementos esenciales que derivan en metas y objetivos que se monitorean a través del plan de seguimiento. Estos objetivos son los siguientes:

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.

PLAN DE ACCIÓN Anual

Estos objetivos estratégicos se cumplen y se analizan continuamente, junto a los principales indicadores composición y productividad del cuerpo académico, núcleo, colaboradores y profesores visitantes, así como 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)

PLAN DE SEGUIMIENTO
Objetivos Estratégicos
Objetivos Específicos
Indicadores
Metas Duración 5 años
2017 2018 2019 2020 2021 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Figura 2. Plan de Seguimiento Magister en Sistemas de Gestión de la Calidad, UFRO.
Figura 3. Tasa de Graduación de los últimos 5 años del MSGIC, UFRO.
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El MSGIC se destaca nacionalmente y también por su nivel de internacionalización, que se refleja en los convenios internacionales con entidades de educación superior de México, Colombia y Estados Unidos.

Los estudiantes extranjeros que han sido parte del programa y las distintas actividades de vinculación con el medio que se desarrollan, como son los seminarios internacionales, participación de académicos y estudiantes en eventos nacionales e internacionales, así como pasantías en el extranjero, son reflejo del gran trabajo desarrollado en el magister.

Para estar acorde con los tiempos, la vinculación ha sido en los últimos años un desafío importante a desarrollar, la cual se ha ampliado gracias a la participación de estudiantes del programa en seminarios y congresos y la gestión del Comité Académico, que se traduce en

el mantenimiento de la página web y las redes sociales como WhatsApp, Facebook e Instagram, donde se puede encontrar información y son un canal de comunicación entre actores internos del programa, como quienes quieran conocer más de el.

Los desafíos del hoy y del mañana son múltiples para los programas de postgrado. Es en esta visión que el magister se compromete al mejoramiento continuo de sus procesos y a mantener y controlar su plan de desarrollo. La renovación de la información en sus redes de comunicación y la vinculación son aspectos que fortalecen el quehacer y aporta a un objetivo claro, el cual es ser mejor y entregar una formación de calidad a los profesionales nacionales y extranjeros que desean ser parte del Magister de Sistemas de Gestión Integral de la Calidad de esta casa de estudios.

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Salida a terreno Kuntsmann

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 FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS • UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA 0076 <<<<

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

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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