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El pasado 26 de junio se llevó a cabo en el Auditorio Hermann Gamm el evento de cierre del proyecto FONDEF ID23I10384, titulado “Desarrollo de un prototipo de almacenamiento térmico basado en espuma de aluminio reciclado y material de cambio de fase para mejorar el rendimiento de celdas fotovoltaicas”. La iniciativa fue desarrollada en colaboración con la Facultad de Ingeniería y el Departamento de Ingeniería Mecánica, contando con el patrocinio de las empresas CES Ingeniería y Fundición Imperial.

La jornada congregó a académicos, profesionales, autoridades institucionales y representantes del sector productivo, quienes conocieron los principales avances y resultados del proyecto.

La actividad comenzó con la exposición del Dr. Santiago Riquelme, académico del Departamento de Ingeniería Mecánica y Director Alterno del proyecto, quien contextualizó la problemática energética abordada y detalló la estrategia de desarrollo implementada.

“En las últimas décadas se han explorado diversas fuentes de energía renovable, entre ellas, la energía fotovoltaica ha tomado gran relevancia, reconocida por su bajo costo de mantenimiento y operación. Por lo que la solución consistió en desarrollar un prototipo de almacenamiento térmico basado en espuma de aluminio reciclado (80% porosidad) y material de cambio de fase para mejorar el rendimiento de celdas fotovoltaicas en al menos un 25%”, explicó el Dr. Riquelme.

A continuación, la Dra. Yasmín Maril, investigadora del proyecto y Doctora en Ciencia e Ingeniería de Materiales, presentó el primer hito del proyecto: «Optimización del proceso de obtención de espumas metálicas de aluminio reciclado”.

Posteriormente, el Dr. Pablo Tobosque, Doctor en Energías, abordó el segundo y tercer hito del proyecto: “Producción de materiales compuestos AMF-PCM a escala de laboratorio”, “Validación del PMV de almacenamiento térmico desarrollado en AMF-PCM», respectivamente.

El cierre de la presentación de resultados estuvo a cargo del Dr. Christopher Salvo, Director del Proyecto, quien abordó los logros en torno a propiedad intelectual, colaboración y transferencia de conocimiento, producción científica y formación de capital humano. “Quiero agradecer a investigadores e investigadoras, a CES Ingeniería, Fundición Imperial, Facultad de Ingeniería, Dirección de Innovación, OTL-UBB y ANID por el apoyo prestado para la realización de diversas charlas de divulgación”.

La actividad finalizó con las palabras del Director de Innovación, Dr. Mario Núñez, quien destacó la importancia de este tipo de iniciativas para el desarrollo tecnológico del país. “Es fundamental pensar en cómo vamos avanzando en madurar estas tecnologías para que en algún momento sean transferibles […] Desde la Dirección de Innovación felicitamos y respaldamos firmemente este tipo de iniciativas”.

En un encuentro realizado en dependencias de la Universidad del Bío-Bío, se llevó a cabo el evento de cierre del proyecto IDeA I+D ID23I10195 titulado “Desarrollo de Proceso Aplicado a la Recuperación de Polvos y Barros de Acería para la Obtención de Polvos de Hierro con Elevada Área Superficial”, iniciativa desarrollada en colaboración con la Facultad de Ingeniería, la Facultad de Ciencias, el Departamento de Ingeniería Mecánica y el Departamento de Química de la Universidad del Bío-Bío, junto a la Compañía Siderúrgica Huachipato.

El evento contó con la participación de autoridades universitarias y miembros del equipo investigador, incluyendo al Dr. Mario Núñez, Director de Innovación; Dr. Patricio Álvarez, Decano de la Facultad de Ingeniería; el Secretario Académico, Dr. Juan Carlos Figueroa; el Director del Departamento de Ingeniería Mecánica, Dr. Gastón Hernández, entre otros.

Durante la ceremonia, el Dr. Mario Núñez destacó la relevancia de la investigación aplicada. “La investigación cercana a las comunidades y a la sociedad es altamente valorada. Sin duda, es tremendamente satisfactorio cerrar este ciclo. Probablemente el doctor Guilherme ya está proyectando su próximo paso hacia una investigación tecnológica que eleve aún más el grado de madurez de la tecnología con miras a su transferencia”.

La jornada académica inició con la exposición de la Dra. Daniela Salinas, académica del Departamento de Química y Directora Alterna del proyecto, quien abordó la problemática tratada y la estrategia de desarrollo implementada. “Este proyecto buscó valorizar residuos mediante procesos de purificación y reducción de partículas de óxidos de hierro utilizando gas H₂ y/o gas de alto horno generado en el propio proceso siderúrgico, con el fin de obtener un nuevo producto con alto valor agregado”.

Posteriormente, la Dra. María Elizabeth Berrio expuso sobre el primer hito alcanzado en el marco del proyecto, seguida por la Ingeniera Civil Química Valeria Jara, quien profundizó en el segundo hito.

El cierre de las presentaciones estuvo a cargo del Director del Proyecto, Dr. Guilherme Neves, académico del Departamento de Ingeniería Mecánica, quien resumió los principales logros obtenidos, entre ellos: protección de propiedad intelectual, colaboración y transferencia de conocimiento, producción científica y formación de capital humano avanzado. Esta iniciativa liderada por el académico Neves buscó contribuir a la economía circular y a la reducción del impacto ambiental, mediante el uso de tecnologías de acondicionamiento y reducción aplicadas a los subproductos industriales.

La académica del Departamento de Química de la Universidad del Bío-Bío, Dra. Daniela Salinas, quien además se desempeña como directora del Departamento e integrante del Grupo de Investigación en Materiales Funcionales Avanzados (GIMAF), se adjudicó el proyecto FONDEF IDeA I+D 2025, con la iniciativa titulada:
“Valorización de aceite de cocina residual mediante proceso de purificación y reacción de transesterificación heterogénea, utilizando CaO soportado, para la obtención de Biodiésel” (ID25I10228).

Este es el único proyecto adjudicado en la Facultad de Ciencias en esta versión del concurso impulsado por ANID, y tendrá una duración de dos años.

El objetivo central del proyecto es revalorizar el aceite de cocina usado, proveniente tanto de hogares como de cadenas de comida rápida. Este tipo de residuo, comúnmente eliminado a través de los sistemas de alcantarillado, constituye un serio riesgo ambiental, especialmente para cuerpos de agua y sistemas acuíferos. Frente a este problema, la propuesta busca transformar el residuo en un recurso energético útil, mediante un enfoque tecnológico que contempla dos etapas clave:

1. Recolección, almacenamiento y acondicionamiento del aceite usado.
2. Producción de biodiésel a partir de dicho aceite utilizando catalizadores heterogéneos a base de óxido de calcio (CaO) soportado.

La Dra. Salinas cuenta con una sólida trayectoria en el desarrollo de catalizadores y, previamente, ha trabajado también en investigaciones aplicadas a la obtención de biodiésel.

Entre los resultados esperados del proyecto se incluye la adquisición de un viscosímetro, equipo clave para caracterizar la calidad del biodiésel producido. Asimismo, el proyecto permitirá la realización de tesis de pregrado, fortaleciendo la formación de estudiantes en temáticas de energía sostenible y valorización de residuos.

El equipo multidisciplinario está conformado además por los académicos Dr. Christopher Salvo y Dr. Guilherme Neves, ambos del Departamento de Ingeniería Mecánica, y por la Dra. Elizabeth Berrío, Dra. en Ciencia e Ingeniería de Materiales. También participan Valeria Jara, Ingeniera Civil Química, y el tesista de doctorado Yony Benítez, del programa de Doctorado en Ingeniería de Materiales y Procesos Sustentables (DIMPROS).

Este proyecto representa un aporte significativo al desarrollo sustentable, al tiempo que fortalece el compromiso de la Universidad del Bío-Bío con la investigación aplicada de alto impacto en el territorio.

El investigador Guilherme Neves, perteneciente al Departamento de Ingeniería Mecánica e integrante del Grupo de Investigación de Materiales Avanzados Funcionales (GIMAF), ha sido uno de los ganadores del concurso Fondecyt Regular 2025. Su propuesta fue seleccionada entre los 12 proyectos adjudicados por la universidad, de los cuales solo dos pertenecen a la Facultad de Ingeniería.

El proyecto de Neves, titulado “Self-Lubricating Hybrid Metal Matrix Composites with Enhanced Tribological Behavior and Corrosion Resistance Properties for Application in Tribocorrosion Environments”, tiene como objetivo el desarrollo de Compuestos Híbridos de Matriz Metálica Autolubricantes (SLHMMCs, por sus siglas en inglés) diseñados para operar en entornos de tribocorrosión extrema. Su enfoque principal es mejorar el comportamiento tribológico, tribocorrosivo y la resistencia a la corrosión de estos materiales.

El proyecto tendrá una duración de tres años e incluirá la adquisición de nuevo equipamiento y el desarrollo de tesis de pregrado y doctorado. El Dr. Guilherme Neves cuenta con una amplia trayectoria en el estudio y desarrollo de materiales para aplicaciones tribológicas, además de mantener una colaboración activa con la Universidade Federal de Santa Catarina, institución en la que realizó sus estudios doctorales.

Con esta adjudicación, el investigador Guilherme Neves y su equipo buscan superar las limitaciones de los compuestos de matriz metálica tradicionales y contribuir al desarrollo de soluciones innovadoras para enfrentar los desafíos del desgaste y la corrosión en la industria de las energías renovables.

El Grupo de Investigación de Materiales Avanzados y Funcionales (GIMAF) de la Universidad del Bío-Bío (UBB) ha logrado adjudicar tres propuestas en el Concurso Interno de Adquisición, Mantenimiento y Reposición de Equipamiento Científico-Tecnológico 2024. Los académicos Daniela Salinas, Christopher Salvo y Guilherme Neves obtuvieron financiamiento para adquirir equipos de vanguardia que potenciarán sus investigaciones en distintas áreas de la ciencia de materiales.

Propuestas seleccionadas

1. Horno mufla para aplicaciones catalíticas y tribológicas
   La académica Daniela Salinas, de la Facultad de Ciencias, adquirirá un horno mufla capaz de alcanzar temperaturas de hasta 1200°C. Este equipo permitirá la síntesis de materiales sólidos funcionales, como óxidos, mezclas de óxidos y cerámicos, mediante un control preciso del calentamiento. Su uso optimizará la preparación de polvos catalíticos y tribológicos, además de facilitar estudios sobre los efectos de la temperatura de calcinación en materiales en base a lantano y zirconia, explorados previamente por el grupo GIMAF.
2. Fortalecimiento de la caracterización electroquímica
   El académico Christopher Salvo, de la Facultad de Ingeniería, adquirirá un potenciostato/galvanostato. Este dispositivo es clave para investigar la resistencia a la corrosión, evaluar la capacidad electrocatalítica de materiales avanzados y analizar el desempeño de baterías y supercondensadores. Sus aplicaciones incluyen el desarrollo de recubrimientos resistentes a ambientes salinos, el análisis de materiales para la producción de hidrógeno verde y el almacenamiento eficiente de energía.
3. Plataforma multi-equipo para revalorización de residuos metalúrgicos
   El proyecto liderado por el académico Guilherme Neves, también de la Facultad de Ingeniería, propone la adquisición de una plataforma multi-equipo que incluye una campana de extracción de gases, un rotor de agitación mecánica, una manta de calentamiento y una centrífuga. Estos equipos optimizarán las fases de investigación en el tratamiento y revalorización de polvos de desecho metalúrgicos, desde la preparación segura de muestras hasta la separación eficiente de fases, contribuyendo al desarrollo de procesos industriales sostenibles.

Impacto en la investigación científica

La incorporación de este equipamiento fortalecerá significativamente las capacidades de investigación del GIMAF y posicionará a la UBB como referente en el desarrollo de materiales avanzados y sostenibles. Estas inversiones permitirán a los investigadores ampliar el alcance de sus estudios y contribuir con soluciones innovadoras en campos como la energía, la industria y el medioambiente.

El académico Guilherme Neves, miembro del Grupo de Investigación en Materiales Avanzados y Funcionales (GIMAF), participó como ponente invitado en el I Workshop de la Red de Investigación PROPESQ-UFRN: «Manufatura Avanzada y Nanotecnología Aplicadas a Materiales Particulados Estratégicos».

El evento se llevó a cabo los días 3 y 4 de diciembre de 2024 en el Auditorio SEDIS/UFRN, ubicado en Natal, Rio Grande do Norte, Brasil. Con un enfoque en temas de vanguardia, el workshop reunió a expertos en áreas clave como impresión 3D, biofabrikación y nanomateriales, entre otros.

El académico presentó la charla titulada «Síntese de Nanomateriais de Carbono via Reações no Estado Sólido entre Materiais Particulados e suas Aplicações em Tribologia», en la que abordó los métodos de síntesis de nanomateriales de carbono a partir de reacciones en estado sólido y sus aplicaciones en el campo de la tribología, ofreciendo soluciones innovadoras para reducir la fricción y el desgaste en sistemas mecánicos utilizados en la industria.

Durante el evento, se llevó a cabo una programación con ponencias y actividades orientadas a fortalecer el intercambio de conocimientos. Fue una excelente oportunidad para el intercambio de experiencias y la consolidación de redes de investigación en el campo de los materiales avanzados y la nanotecnología.

Con el objetivo de difundir las actividades académicas y no académicas que se desarrollan en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Bío-Bío, así como fomentar su quehacer, se está realizando la primera versión de la Semana Mecánica 2024, jornadas organizadas por un comité compuesto por docentes y estudiantes.

Seminarios, una feria de divulgación científica, charlas y competencias deportivas, son algunas de las actividades donde los y las estudiantes de pre y postgrado pueden participar hasta el 10 de octubre.

Tal como explicó el académico del Departamento de Ingeniería Mecánica y parte del comité organizador, Dr. Christopher Salvo Medalla, esta Semana se generó “a inicios de año por un grupo de académicos del Departamento, quienes en conjunto al CEE de Ingeniería Civil Mecánica fueron organizando las actividades y competencias a realizar”. El docente destacó el apoyo de la comunidad estudiantil y relevó la importancia de crear espacios donde se complementa la educación formal con las diversas iniciativas extraprogramáticas.

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Investigadores del grupo GIMAF de la Universidad del Bío-Bío, Marisol Maril, investigadora postdoctoral, y el docente Christopher Salvo, participaron en el desarrollo de un artículo científico enfocado en la producción de hidrógeno verde titulado “Effect of Mg and Ca precipitates in the stability of Fe-Mn-Ni anodes used in alkaline seawater electrolysis”. Además, en este artículo se realizó un trabajo colaborativo con investigadores de la Universidad de Concepción, Pontificia Universidad Católica de Chile y Universidad Libre de Bruselas.

El estudio se centra en el desarrollo de ánodos en base a Fe-Mn-Ni, producidos mediante metalurgia de polvos, en el Laboratorio de Materiales Avanzados Funcionales de Ingeniería Mecánica de la Universidad del Bío-Bío, mientras que la caracterización electroquímica se realizó en el Departamento de Ingeniería de Materiales de la Universidad de Concepción. Los electrodos fueron testeados en agua de mar simulada que incluyó la adición de 1M KOH y 0.5 NaCl, con el fin de analizar la resistencia a la corrosión a causa del ion cloruro, que es ampliamente conocido como perjudicial debido a su alto potencial para corroer. Adicionalmente, los electrodos fueron testeados en agua de mar real con adición de KOH con el fin de evaluar el efecto de iones adicionales al cloruro, ya que su efecto en los electrodos no ha sido ampliamente estudiado. Se reportó un excelente comportamiento electrocatalítico de los electrodos en el agua de mar simulada, por lo que se concluyó su resistencia al ion cloruro. Sin embargo, al testear los electrodos en agua de mar real se observó una disminución de la eficiencia de los electrodos, lo cual indicaría un efecto negativo de un ion adicional al cloruro. Posteriormente, se procedió a testear los electrodos en una solución de agua de mar simulada que incluía magnesio y calcio, además del cloruro de sodio. Se seleccionaron estos elementos debido a que se encuentran en altas proporciones en el agua de mar. Al testear los electrodos en esta solución se encontró que la capacidad electrocatalítica no disminuyó debido a la presencia del magnesio. Sin embargo, se evidenció que los iones de calcio sí tuvieron un efecto negativo, ya que promueven la corrosión por picaduras. La investigación subraya la necesidad de un análisis más profundo sobre el efecto individual de los iones presentes en el agua de mar en el rendimiento de los electrodos. Este enfoque es esencial para desarrollar materiales de electrodos adecuados que puedan operar eficientemente en condiciones de agua de mar, evitando reacciones corrosivas indeseables.

La producción de hidrógeno verde mediante electrólisis del agua ha ganado relevancia debido a su bajo impacto ambiental. Sin embargo, la escasez de agua dulce ha llevado a los científicos a explorar el uso del agua de mar como una alternativa viable. A pesar de los desafíos presentados por los diversos elementos del agua de mar, este estudio ofrece una prometedora solución al demostrar que es posible optimizar la eficiencia de los electrodos a través de la comprensión y control de los efectos de los iones presentes. Este avance representa un paso importante hacia la producción sostenible de hidrógeno, proporcionando una alternativa viable a la dependencia de combustibles fósiles y contribuyendo a la lucha contra el cambio climático.

https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2024.118422

Revista: Journal of the Electroanalytical Chemistry

Fecha publicación: 15 de Agosto 2024

Los autores son: Guilherme Oliveira Neves, PhD. Felipe Beltran Ibaca, Ing. Christopher Salvo, PhD. Diego Berti Salvaro, PhD. Cristiano Binder, PhD. Claudio Aguilar, PhD. Daniela Salinas, PhD.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2024.136880

Revista: Materials Letters.

Artículo publicado el 19 de junio pasado en la revista Materials Letters de la editorial ELSEVIER. Investigación desarrollada principalmente en las dependencias del laboratorio de Materiales de Alto Desempeño y Pulvimetalurgia, junto con la colaboración del Laboratorio LABMAT de la UFSC en Florianópolis, Brasil. La investigación propone la elaboración de un nuevo material autolubircante de matriz de hierro con refuerzo de fase MAX Ti 2 SnC y con adición de grafito como lubricante sólido, con el fin de explorar las propiedades físicas, mecánicas y tribológicas y de hallar un equilibrio entre las propiedades mecánicas y tribológicas, dado que se ha documento previamente que el aumento de una propiedad suele perjudicar a la otra. Se definieron una condición pura de Fe y las condiciones Fe + 5Ti 2 SnC and Fe + 10Ti 2 SnC para estudiar la influencia de la fase MAX como elemento de refuerzo a la matriz y las condiciones Fe + 5Ti 2 SnC + 10Gr y Fe + 10Ti 2 SnC +10Gr para estudiar la sinergia de la fase MAX y del grafito sobre la estabilidad térmica de los diferentes sistemas. Lo dicho anteriormente fue producido mediante metalurgia polvos, con materia prima de elevada pureza y con sinterización convencional en el horno de tipo tubular CARBOLITE GERO hasta 3000 °C recubierto en su interior en alúmina, donde se alcanzaron temperaturas de 1000 °C con tiempo de permanencia de 60 minutos. Los principales resultados que se obtuvieron fue que el material Ti 2 SnC refuerza a la matriz al momento de disociar segunda fase y al disolverse en solución sólida, esto aumenta la dureza y la resistencia a la fluencia de los sistemas Fe + Ti 2 SnC y Fe + Ti 2 SnC + C. Además, el elemento Ti 2 SnC controla la estabilidad térmica del sistema en una etapa inicial, esto se aprecia al visualizar las curvas típicas del coeficiente de fricción. Sin embargo, esta capacidad lubricante se va perdiendo a medida que transcurre el ensayo de desgaste y fricción, incentivando el contacto “metal-metal". Lo dicho anteriormente se soluciona al añadir grafito a la matriz como lubricante sólido. El efecto sinérgico que logran sugiere la formación de una tribocapa protectora durante el contacto tribológico, la cual mitiga la fricción y reduce el desgaste entre los diferentes materiales, siendo la mejor condición Fe + 10Ti 2 SnC +10Gr con un COF de 0,177 y una tasa de desgaste del orden 1,44*10 -5 mm 3 /Nm.

El Grupo de Investigación en Materiales Avanzados y Funcionales (GIMAF) ha anunciado una exitosa colaboración con la Universidad Católica de Temuco (UCT) en la caracterización y análisis de películas con actividad antibacteriana.

Esta alianza se centra en la experiencia de la Dra. Judith Vergara Figueroa, quien durante su doctorado desarrolló películas antibacterianas sometidas a diversos ensayos mecánicos y micromecánicos, utilizando el equipo Deben MICROTEST tensile stage. Uno de los destacados proyectos de esta colaboración fue aplicado en la tesis de la alumna Javiera Diez Diez.

La experiencia de la Dra. Judith Vergara Figueroa fue fundamental para que los colegas de la UCT solicitaran su asistencia en la caracterización e interpretación de los resultados obtenidos. Esta cooperación resultó en la publicación de un artículo en la prestigiosa revista Polymers. El artículo, titulado «Nanocellulose/Nanoporous Silicon Composite Films as a Drug Delivery System», tiene como autores a: Karla A. Garrido-Miranda, Héctor Pesenti, Ángel Contreras, Judith Vergara-Figueroa, Gonzalo Recio-Sánchez, Dalton Chumpitaz, Silvia Ponce y Jacobo Hernandez-Montelongo. Referencia del artículo: Revista: Polymers 2024, 16, 2055 DOI: https://doi.org/10.3390/polym16142055 Esta investigación resalta el desarrollo de películas compuestas de nanocelulosa y silicio nanoporo, las cuales presentan un prometedor sistema de liberación de fármacos. El GIMAF se enorgullece de haber contribuido a este significativo avance en la ciencia de materiales y espera continuar con colaboraciones que fortalezcan el conocimiento y la innovación en el campo. La Dra. Judith Vergara Figueroa y todo el equipo de GIMAF felicitan a los autores y colaboradores por este importante logro y esperan seguir aportando al desarrollo de investigaciones de alto impacto.