Relacion didactica entre la naturaleza, la quimica teorica y experimental: estructura atomica y estequiometria de soluciones

164 p.Este trabajo pretende dar a conocer una parte de la química general que se trata en segundo año de enseñanza media, principalmente en 2 unidades como son: - La ciencia y la naturaleza química de la materia, modelos atómicos y enlace químico. - Estequiometría y soluciones químicas Dichas unidades se trataran de una manera didáctica, atractiva e interesante para los docentes y también para los alumnos (as), donde se parte de una pregunta respecto de que lo que se observa en la naturaleza, para luego fundamentar con conceptos teóricos y reproducir experimentalmente dichas soluciones. Pretendiendo que el alumno (a) construya su aprendizaje no solo a partir de conceptos teóricos (alfabetización científica), sino más bien a través de un énfasis en la formación de habilidades, de razonamiento critico, de búsqueda de información, de trabajo de grupo, y de resolución de problema experimentales

Análisis de la conductividad y resistencia térmica de bloques de adobe-desechos de madera y su impacto en el ahorro energético

110 p.En la industria de la construcción se utiliza una gran cantidad de energía y de recursos no renovables para poder confeccionar soluciones constructivas, siendo este rubro el responsable de un 40% del consumo energético mundial. Es por esto que esta memoria propone un nuevo material constructivo sustentable, el cual está constituido por materiales que son de fácil acceso y amigables con el medio ambiente, como lo son el suelo arcilloso y los desechos de la producción de madera conocidos comúnmente como aserrín y viruta. Este nuevo material se propone en cuatro dosificaciones de los elementos bien definidas, las cuales son: 90% de suelo arcilloso, 5% de aserrín y 5% de viruta; 80% de suelo arcilloso, 10% de aserrín y 10% de viruta; 70% de suelo arcilloso, 15% de aserrín y 15% de viruta; 60% de suelo arcilloso, 20% de aserrín y 20% de viruta. En este trabajo se analizó el comportamiento térmico de este nuevo material propuesto, para esto se basó en una serie de estudios similares y normas chilenas de construcción para el cálculo de la conductividad térmica, resistencia térmica y transmitancia térmica. La principal y más importante característica para analizar el comportamiento térmico de los adobes es la conductividad térmica, la cual fue calculada mediante un método aproximado, que se obtuvo luego de un estudio detallado de la NCH850 of. 83 y un trabajo experimental similar hecho en Argentina que se basa en la norma IRAM 11601. Luego de calcular los parámetros ya nombrados se llegó a resultados que muestran tendencias bastante claras, dentro de las cuales destacan que a mayor cantidad de desechos de madera mejor es el comportamiento térmico de los adobes, y que el contenido de humedad de los materiales es una variable que modifica el comportamiento térmico de los adobes

Evaluación técnica, econçomica y ambiental de la elaboración de alimento para cerdo a partir del orujo de aceituna desechado del proceso de elaboración de aceite de oliva

115 p.El orujo de aceituna es un desecho eliminado del proceso de elaboración del aceite de oliva, este desperdicio no tiene una utilización o un fin dentro de las empresas y su acopio podría traer grandes problemas ambientales para las elaboradoras de aceite; por eso se ha visto en este residuo una oportunidad de aprovecharlo generando un producto derivado de él, sumando a ello una posible solución a futuros problemas ambientales. La idea de trabajar con este desecho es utilizarlo de una manera segura y con la finalidad de obtener un nuevo beneficio económico para la Agrícola y Forestal Don Rafael, empresa donde se elaborará dicho proyecto. Generar alimento de cerdos a partir del orujo de aceituna se transforma en un reto. Para la elaboración de este, se requiere una serie de pruebas de laboratorio con las que se determinará ciertamente los componentes que el orujo entrega, una vez hecho esto es necesario que el alimento sea completo, es decir, que cuente con todos los nutrientes que el cerdo requiere para su desarrollo, por tal razón los demás compuestos serán extraídos del excremento de gallinas, el cual se caracteriza por los grandes nutrientes que aporta. Una vez realizado los procedimientos técnicos necesarios para la producción del alimento se procederá a efectuar una evaluación económica de la elaboración del mismo, dentro de la empresa fabricante de aceite de oliva, donde se analizarán los distinto factores que involucran su evaluación , es decir, un estudio profundo del macro y microambiente que rodea a la Agrícola, por consiguiente se generará un completo estudio a las diversas alternativas de producción del alimento, además de seleccionar la tecnología, procesos, materia prima, etc., necesarias para la mejor opción de generación de este nuevo producto./ EXECUTIVE SUMMARY:The pomace is a waste removed from the elaboration process of olive oil, this waste does not have an use or purpose inside companies, and their accumulation could bring major environmental problems for oil processors, so we have seen an opportunity in this wasteto take advantage of generating a derivative of it, adding to it apossible solution to future environmental problems. The idea of working with this waste is to use it in a safe way with the purpose to obtain new economic benefit to the San Rafael Agricultural and Forestry Company, where the project will be developed. Building pig feed from the pomace becomes a challenge. To elaborate it, requires a series of test laboratory which certainly will determine the components that pomace delivery, once done it is necessary that the food is integral, ergo that has all the nutrients it requires for its development, this is the reason to extract other compounds from chicken stool, which characterized by great nutrients it provides. Once the technical procedures necessary for the production of food shall be made, there will be an economic evaluation of elaboration of these product, inside the company, which will analyze the different factors that involve their evaluation, ergo a profound study of macro and micro environment surrounding the Agricultural and Forestry Company, therefore will generate a complete study of diverse alternativest or food production, also selecting the technology, processes, raw materials, etc. necessary for choice the best option to generate this new product

Diseño experimental de tableros de construcción en base al cuesco de la cereza

96 p.El cuesco de la cereza es un desecho el cual no posee utilidad alguna después de extraerlo de la piel del fruto. Debido a su alta dureza se optó por remplazarlo en el proceso de elaboración de tableros en base a la madera, elemento final muy útil a la hora de utilizarlo en la vida cotidiana y doméstica. El propósito es poder reducir un costo en la obtención de la materia prima, además de darle una vida a este desecho el cual es eliminado en proporciones de 1631,9 toneladas al año durante 10 meses.Para el desarrollo de esta memoria se hará un análisis de factibilidad, que nos pueda llevar a resultados concretos de poder ver si efectivamente el cuesco de cereza puede ser remplazado por la madera en la elaboración de tableros de construcción. El estudio consiste en poder obtener la mayor cantidad de datos posibles que tienen como fin la elaboración de este elemento, es así como se idearon opciones para la fabricación de la prensa en caliente con resultados óptimos para la elaboración de probetas, la facilitación de aglomerantes mediante las visitas a la planta de “Paneles Arauco” y la trituración del cuesco a partir de molinos de martillo facilitados por gente que trabaja con esta máquina.Una vez obtenida las herramientas de trabajo para la elaboración de las probetas, hubo factores que no estaban en nuestros planes a la hora de obtener resultados óptimos, debido a la temperatura de la prensa y el prensado final, debido a que la prensa fue fabricada por nosotros y el margen de obtener los mismos resultados que un tablero prensado por un proceso automático es un aspecto a considerar.Finalmente, se prescribió una serie de recomendaciones aplicadas en la etapa de elaboración de la probeta, que tienen como objetivo prevenir de los resultados que se obtienen a partir de la estandarización de valores utilizados para la confección de un tablero de madera. Estas recomendaciones se formularon a partir de los resultados obtenidos de las primeras pruebas de ensayo.Como conclusión, debido a los ensayos obtenidos y las características que presentan las probetas los resultados más óptimos se consiguen en remplazar la capa media por el pedúnculo de la cereza, debido a su positiva evaluación a los ensayos de tornillo y tracción, que tienen directa relación a la flexibilidad que le otorga a la probet

Evaluación técnica de un aislante termo-acústico en base a residuos de neumáticos

122 p.En estos tiempos modernos, debido a la dependencia que existe de los automóviles (autos y maquinarias), uno de los residuos que más caracteriza a la sociedad son los neumáticos que se encuentran fuera de uso. A pesar de que se clasifica a este como un residuo no peligroso, este no es degradable, factor principal que aconseja a la adopción y aceptación de una norma que lo regule, tomando así en cuenta las características propias del material.Es por esto que esta memoria va dirigida a la evaluación técnica de un nuevo material aplicable en la industria de la construcción, que tiene como materia prima principal un residuo como el aserrín de caucho , el cual se produce en grandes cantidades y posee muy buenas características tanto físicas como mecánicas.Este nuevo material se propone con una clara dosificación, la cual consiste para el caso de una muestra de (20 x 20 x 0,5) cm en 180 gr de aserrín de caucho y 80 gramos de adhesivo, mientras que para el caso de ( 20 x 20 x 1,0) es de 250 gr de aserrín de caucho y 120 gr de adhesivo. Durante el desarrollo de esta memoria se realizó el análisis del comportamiento térmico y acústico del material propuesto. Para esto se basó en una serie de estudios similares y normas chilenas de la construcción, además de realizar una comparación con aislantes convencionales, realizándose las mismas pruebas con estos usando muestras de las mismas dimensiones que la probeta elaborada en la memoria

Estudio sobre la cantidad de biomasa para combustión directa, proveniente de la agroindustria de arroz, aceituna, durazno y cereza, disponible en la región del Maule

77 p.El presente estudio tiene como objetivo principal determinar la cantidad disponible de Biomasa generada por residuos de la Agroindustria del arroz, aceite de oliva, conservas de durazno y conservas de guinda en la región del Maule, además de la cantidad de calor que es posible generar a partir de la combustión de dichos residuos. Los residuos estudiados son cáscara de arroz, aceite de oliva, cuesco de durazno y cuesco de cereza, cuya utilización para la generación de energía para fines de este estudio es la combustión directa para la generación de calor y su posible utilización en calderas u hornos. Fueron elegidas dichas fuentes por el tipo de residuo obtenido, cuya característica principal es que corresponde a residuos secos, por lo que no sería necesario procesos de preparación previa para su combustión, sino que dicha combustión sería de manera directa. Por otro lado, se determina la cantidad de petróleo necesaria para generar la misma energía derivada de la combustión de la Biomasa estudiada. Si bien la cantidad de petróleo necesaria para generar dicha energía es menor que la cantidad de Biomasa necesaria debido a que el poder calorífico del diesel es casi el doble del poder calorífico de las fuentes estudiadas, el poder contaminante producido por la combustión de petróleo en ocasiones supera considerablemente la combustión de Biomasa. Por su composición es posible decir que la Biomasa es neutra en la generación de Dióxido de Carbono, dado que la cantidad de gas emitida por la combustión de ésta puede ser modificada y procesada por las plantas en su proceso de crecimiento, por ende no existe daño para el medio ambiente. De forma contraria, la combustión de un litro de diesel produce alrededor de 3,11 kilos de CO2 los que son directamente liberados al ambiente contribuyendo aún más al calentamiento global y por ende al efecto invernadero que poco a poco acaba con nuestro planeta. No obstante, el impacto ambiental de la combustión de Biomasa proveniente de residuos obtenidos de cultivos groindustriales normalmente es superior al de los combustibles fósiles por la cantidad de plaguicidas y pesticidas que pueden ser absorbidos. Por esta misma razón, es necesario someter al SEIA (Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental) la posible quema de los residuos sólidos, que caen en la categoría de Biomasa, por los residuos que se obtienen de la combustión tales como cenizas y humo emitido. Adicionalmente, el costo que representa para la industria la combustión mediante diesel es altísima debido al constaste reajuste en el precio de este combustible, mientras que la utilización directa de la Biomasa no genera costos altos, sólo se podría considerar costos de desplazamiento, almacenaje, entre otros. Además, el costo de adquirir un Kg de Biomasa es inferior al 20% del valor de un litro de petróleo. El fin de este estudio es proporcionar información para que futuros estudios determinen cuál es la mejor forma de utilización de la Biomasa descrita, además de un levantamiento general de todas las industrias agrícolas que puedan generar residuos posibles de usar como combustibles directos o en la generación de otro tipo de Biocombustibles. Finalmente, se considera que es tiempo de generar conciencia en el uso de posibles fuentes de energías renovables presentes no tan sólo en la Región del Maule, sino que a nivel nacional, de manera que las industrias decidan incorporar en sus procesos productivos la utilización de energías verdes y de este modo, además ir en la línea de disminuir la huella de carbono generada por la combustión de combustibles fósiles tales como el diesel, dejando así de aportar gases dañinos al medio ambiente

Desarrollo de una metodología experimental que permita la fabricación de paneles de construcción aplicados a viviendas utilizando fibras naturales y termoplásticos reciclados

100 p.Este trabajo presenta un punto de partida para la investigación y desarrollo de materiales compuestos, un material compuesto puede presentar propiedades mecánicas y físicas especiales, ya que combina las mejores propiedades de sus componentes y suprime sus defectos. En este caso se manufacturaron y ensayaron probetas hechas de polímeros (PET, Tereftalato de Polietileno) y fibras orgánicas obtenidas de la caña de maíz, pita y escobajo de uva. Primero se determinó la compatibilidad de la mezcla, posteriormente se realizaron ensayos de tracción y absorción de agua; ya que los datos obtenidos de estos ensayos, son de especial importancia para determinar si el material resultante puede tener aplicaciones en el área de la construcción, básicamente en la vivienda popular y otras áreas de la industria. Los datos experimentales dan una idea de la factibilidad de usar el material para sustituir materiales existentes pero a un menor costo, ya que se pretende elaborar con materiales reciclados en el caso de los plásticos y de desperdicios naturales como es la caña de maíz y escobajo de la uva, además de la posibilidad de usar plantas ricas en fibra como la pita. Las limitaciones existentes para el desarrollo de este trabajo experimental, se deben fundamentalmente a que debido a su carácter incipiente no se cuenta con la tecnología y el espacio apropiado para su correcto desarrollo, sistemas de ambientes controlados (caso de la fusión del plástico a temperaturas controladas) y equipos para ensayos, a pesar de ello se logró excelentes avances en el tema. Esto en función de que se continúen investigando temas de índole similar y alternativas para un desarrollo sustentable, se pretende que este trabajo contribuya a lograrlo

Desarrollo experimental de un recubrimiento para pisos de hormigón fresco que contribuya a evitar el ataque químico y microbiológico de agresiones determinadas, a base de ceniza de la cáscara de arroz, sales de cobre y otros componentes

82 p.En esta memoria se realizó un desarrollo experimental de la elaboración de un recubrimiento para pisos de hormigón fresco que contribuye a evitar el ataque químico y microbiológico, cuyos componentes en porcentaje son la ceniza de la cáscara de arroz (9%), sulfato de cobre (1%), arena de cuarzo (40%) y cemento portland (50%). Previo a la ejecución del recubrimiento se realizó un estudio cauteloso de los productos que existen en el mercado como revestimientos, además de las características y propiedades de los dos componentes innovadores como lo son la ceniza de la cáscara de arroz y el cobre. Se desarrolló una metodología para la elaboración de la ceniza de la cáscara de arroz enumerando cada uno de los pasos para obtener el contenido de materia orgánica, además la elaboración y aplicación del recubrimiento en estudio a muestras de pisos de hormigón H-20.Luego, se realizó el desarrollo experimental de la aplicación de 5 agentes químicos distintos a las muestras de piso de hormigón, donde, a 5 de ellas se le incorporó en su superficie el recubrimiento en estudio y a otras 5 muestras no se les aplicó ninguna clase de protección a su superficie.Se observaron las primeras 8 horas de aplicación de los ácidos y bases. Luego, una vez transcurrido un tiempo de 7 días, se limpiaron las superficies de las muestras de pisos de hormigón con abundante agua, donde se realizó una comparación visual de las superficies de ambas muestras de piso de hormigón. Finalmente, se volvieron a aplicar los agentes químicos a las muestras de piso de hormigón ya evaluadas a los 7 días, para así determinar el ataque químico provocado a los 14 días y de esta manera lograr observar qué se modificó en la superficie y qué no, para así proceder al análisis de los resultados.El laboratorio “LMAA” preparó un inóculo del hongo Aspergillus níger con una concentración de 104 ufc/ml con la cepa ATCC 16404, siendo esta aplicada sobre una superficie de 25cm2 en ambas muestras de piso de hormigón. Se dejó la solución al contacto con la superficie durante 5 horas a temperatura ambiente en condiciones normales y posteriormente se hizo un análisis de recuento de hongos en ambas muestras de pisos de hormigón para así analizar si hubo multiplicación del hongo en la superficie incubado por un periodo de 5 días, cuyo resultado es expresado en unidades formadoras de colonias por cada centímetro cuadrado (UFC/CM2). Finalmente, se procedió al análisis de los resultados y sus respectivas conclusiones

Desarrollo experimental de hormigón ecológico y análisis de su comportamiento estructural y económico en base a cáscara de arroz

104 p.La siguiente investigación tiene como tema central la elaboración de un hormigón liviano en base a cáscara de arroz, el cual se dosificó de la misma manera que un hormigón tradicional, con la única diferencia de haber agregado cáscara de arroz en distintas proporciones, sustituyendo en mayor o menor medida la cantidad de árido grueso presente en la mezcla. La principal cualidad del hormigón con cáscara de arroz es su menor densidad comparada al hormigón tradicional, mencionando también su buen comportamiento térmico, lo que facilita su inserción en la construcción. Sin embargo, presenta una gran dificultad en su elaboración, ya que aun en Chile no existe normativa que comprenda este tipo de hormigón, no obstante, se ha hecho un análisis económico y estructural de este material. Se realizaron probetas cúbicas las cuales se sometieron a esfuerzos de compresión a los 7, 14 y 28 días, cada uno de estos procesos fue hecho en base a normativa chilena vigente para trabajar un hormigón tradicional. Las probetas fueron desarrolladas para alcanzar una resistencia de 250 kgf/cm2, de las 4 dosificaciones trabajadas la que mayor esfuerzo obtuvo fue la elaborada sin cáscara de arroz, alcanzando los 243,5 kgf/cm2 a los 28 días, esta probeta se fabricó para compararla con las otras 3 muestras que contenían cáscara en su confección. Las resistencias disminuyeron considerablemente a medida que se aumentaba el porcentaje de sustitución del árido grueso por cáscara de arroz, obteniendo unas resistencias de 157,9 kgf/cm2 para la dosificación con 25% de sustitución, 97 kgf/cm2 para la dosificación con 50% de sustitución y 33,2 kgf/cm2 para la que contenía 75% de material liviano, entonces como se había mencionado la disminución de esfuerzos es proporcional a la cantidad de cáscara de arroz presente en el hormigón. En cuanto al precio de estos hormigones, es preciso indicar que su costo base de materiales es mayor al que cuesta confeccionar para una misma resistencia un hormigón sin material liviano (tradicional), claro ejemplo de esto es el valor de materiales para obtener un hormigón H-15 (150 kgf/cm2), el cual equivale a $34.995 con cáscara de arroz y$29.088 sin cáscara, por lo tanto a simple vista se indica que no conviene económicamente trabajar este producto, al analizar los precios se deduce que la cáscara afecta enormemente la resistencia, por lo que se debe agregar más cemento a la mezcla para alcanzar un mejor producto, lo que conlleva a subir el precio de los materiales. Por otra parte este aumento en materiales puede verse compensado con la disminución de precio de transportar este material, al ser este mucho más liviano. Mencionamos también que al aprovechar este desecho estamos ayudando al medio ambiente, al utilizar un producto que está contaminando varias regiones del mundo, por lo que en sumas y restas es favorable su utilización. Palabras clave: Hormigón liviano, Cáscara de arroz, Estructural y económico

Viabilidad de la fabricación de ladrillos a base de biosólidos

126 p.La presente memoria se enmarca en la presentación de la búsqueda de un uso alternativo de los biosólidos de la planta de tratamiento de aguas servidas (PTAS) de la ciudad de Talca, realizando una evaluación sobre la factibilidad técnica del uso de estos lodos como un sustituyente porcentual de la materia prima usada para la fabricación de ladrillos.La primera etapa de esta investigación se enfoca en un análisis fisco-químico de los biosólidos generados por la PTAS Talca, los cuales cumplen con los parámetros establecidos por el D.S N°4/2009, siendo estos lodos clasificados como Clase B, los cuales son aptos para ser usados como parte de la materia prima de la confección de un ladrillo.Una de las etapas centrales de este trabajo consistió en la elaboración de pruebas de laboratorio, donde se realizaron diferentes dosificaciones en relación al porcentaje de incorporación de biosólido a la mezcla, donde se sustituyó porcentualmente esta materia prima. Estos ladrillos fueron fabricados por la modalidad utilizada en la confección de ladrillos fiscales artesanales de la región.Se trabajó con 3 tipos de dosificaciones diferentes, en las cuales se fue variando en un 5%,10% y 15% la cantidad de biosólido a sustituir en relación a la arcilla, arena y paja. En estas probetas se evaluaron su comportamiento físico y se ajustaron las variables para la ejecución de las pruebas definitivas. En estas pruebas definitivas, se evaluó que el porcentaje de sustitución de biosólido es de un 5%, cuya probeta tiene un peso de 3,74 kg. Estas probetas fueron sometidas a los ensayos de resistencia a la comprensión y absorción de agua, definidas por la NCh 167.Of2001. Los valores promedios obtenidos de los ensayos sometidos a estos ladrillo son de un 4,12 MPa de resistencia a la comprensión y un 15,42% para la absorción de agua, por lo que cumple con los parámetros establecidos por la NCh 2123 de ladrillos cerámicos artesanales, la que establece un valor de 4 MPa de resistencia a la compresión y 22% para la absorción de agua como máximo.De los resultados obtenidos se llega a la conclusión que la utilización de biosólidos en la fabricación de ladrillos es técnicamente factible, particularmente con una incorporación de un 5% de lodo, los cuales cumplen con los estándares establecidos por la Nch 2123.En relación al análisis económico de la fabricación de estos ladrillos a base de biosólidos, se genera un ahorro mensual de un 1,47% del costo de producción de 40.000 ladrillos. Para Nuevosur Talca por el sólo hecho de proporcionar este lodo a estas 4 fábricas de ladrillos, se produciría una rebaja en las cuentas de agua potable de la cuidad de Talca de aproximadamente $0,51. Estos valores son bajos por el hecho que es muy poca la cantidad a sustituir de lodo en la materia prima de los ladrillo