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Actividad reunió a investigadores de Chile y Brasil en torno a tecnologías clave para una industria más limpia, eficiente y sustentable.

En un contexto de urgencia climática y búsqueda de soluciones sostenibles, la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Bío-Bío (UBB) llevó a cabo el seminario “Nuevas tecnologías para la Transición Energética”, una jornada de alto nivel académico y científico que reunió a destacados expertos nacionales e internacionales en torno a tecnologías clave para el futuro energético del país y la región.

La actividad fue organizada a través de la Unidad de Internacionalización en conjunto con el Doctorado en Ingeniería, y contó con la participación de la Dra. Daniela Salinas de la Universidad del Bío-Bío y el Dr. Antonio Martinelli de la Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Brasil, bajo la coordinación del académico del Departamento de Ingeniería Mecánica y miembro GIMAF, Dr. Guilherme Neves.

Energía limpia y desarrollo del biodiésel

La Dra. Salinas presentó su charla sobre la producción de biodiésel a partir de catalizadores heterogéneos, subrayando el papel de Chile como líder mundial en energías limpias gracias a su aprovechamiento de fuentes renovables como la solar y la eólica. Además, destacó que “Chile se ha consolidado como un destino de primer nivel para desarrolladores de energía, con un sistema eléctrico nacional interconectado desde 2017 y un compromiso claro de alcanzar la carbono-neutralidad al año 2050”.

“La mañana de hoy se presentó la charla relacionada a biocombustibles, concretamente a biodiésel, para que estudiantes de pregrado y postgrado puedan conocer de qué trata, cómo se produce y qué alternativas existen para su uso como combustible”, agregó la académica.

Impresión 3D: una herramienta clave para la transición

Por su parte, el Dr. Martinelli abordó el potencial de la impresión 3D como tecnología habilitante en el camino hacia una transición energética más eficiente y personalizada. “Hablamos sobre la impresión 3D, desde productos muy grandes, como argamasas para la construcción de casas, hasta productos muy pequeños, como nanomateriales utilizados en la impresión de cátodos, electrodos para baterías y para la producción de hidrógeno verde”, señaló el experto brasileño.

Además, destacó que “la impresión 3D es una técnica reciente, pero que abre espacio para muchas oportunidades de desarrollo de nuevos materiales para personalización, producción de piezas específicas, nuevos productos y, aún más, para que se pueda producir en casa aquello que se desea hacer de una manera diferente a la que emplean las industrias”.

Proyección internacional

Finalmente, el Dr. Neves anunció que, como resultado del seminario, se iniciará la tramitación de un convenio de colaboración académica con la UFRN de Brasil, lo cual abrirá nuevas posibilidades para el desarrollo conjunto en áreas de investigación, docencia, y programas de doble titulación en postgrado, magíster y doctorado.

La Facultad de Ingeniería de la Universidad del Bío-Bío incorpora a su equipo académico a la investigadora postdoctoral Marisol Maril Millán, Ingeniera Civil de Materiales y Doctora en Ciencia e Ingeniería de Materiales, quien se unió al Departamento de Ingeniería Mecánica en abril de 2024.

Con una sólida trayectoria en el área de ingeniería de materiales y electroquímica, la Dra. Maril aporta su experiencia en el desarrollo de electrodos para electrólisis del agua, enfocándose en la producción de hidrógeno verde a partir de agua de mar. Esta línea de investigación se alinea con las prioridades globales hacia la sustentabilidad y la innovación energética.

“La UBB cuenta con la infraestructura y equipamiento adecuados para desarrollar investigación, además del gran prestigio que presenta en la región”, comentó la académica, quien también forma parte del Grupo de Investigación en Materiales Avanzados Funcionales (GIMAF). “Durante mi tesis doctoral trabajé en materiales a base de Fe-Ni-Mn para utilizar en electrólisis de agua de mar, lo que me permitió profundizar tanto en el área de electroquímica como en ciencia de materiales”, profundizó.

Aunque aún está definiendo las asignaturas que impartirá, la Dra. Maril prepara un curso electivo para estudiantes de magíster sobre técnicas electroquímicas, que busca enriquecer la formación avanzada en el área.

Entre sus expectativas, destaca su interés en fomentar una mirada de la ingeniería orientada hacia un futuro sustentable y con conciencia ambiental, invitando a los estudiantes a comprometerse con el desarrollo de su entorno y el país.

“Espero compartir mis conocimientos y apoyar a las y los estudiantes en el uso de nuevas técnicas y equipos, además de contribuir con proyectos enfocados en energía y sustentabilidad, que permitan fortalecer el equipamiento disponible y ampliar las redes de colaboración con otros investigadores”, concluyó

La llegada de la Dra. Marisol representa un valioso aporte al desarrollo académico y científico de la UBB, reforzando su compromiso con la innovación, la formación de calidad y la investigación relevante para los desafíos actuales.

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