Proyectos

The importance of water for life is indisputable. Nevertheless, water quality and availability are affected by increases in consumption and climate change. Indeed, several areas of Chile are suffering acute water scarcity. Consequently, there is a critical need to develop efficient technologies for wastewater recovery. However, considerations must be given to the fact that some wastewaters have toxic recalcitrant pollutants requiring complex treatments, such as landfill leachate (LL). The general goal of the project is to evaluate the viability of experimentally improving LL quality by conjointly using the solar photo-Fenton process and ultrasound (US), thereby enhancing photocatalysis, ultimately reducing wastewater toxicity. The specific goals are to (i) measure the H2O2 and UV irradiation produced by US in LL (laboratory scale); (ii) evaluate the hydroxyl radicals generated during treatment processes (laboratory scale); (iii) maximize organic-pollutant removal in LL by defining the optimal operating conditions for the photo-Fenton/US process (laboratory scale); (iv) maximize organic-pollutant removal in LL by defining optimal US power/frequency in the sonolytic process (pilot-plant scale); and (v) evaluate toxicity elimination and energy consumption in LL treatments with solar-photocatalytic and US processes (laboratory and pilot-plant scales). The proposed investigation will use a scientific methodology, developing reproducible methods to observe the effects of diverse parameters, all with a focus on maximizing contaminants removal. To characterize LL, several parameters will be evaluated, including chemical oxygen demand, biological oxygen demand, total organic carbon, total dissolved nitrogen, pH, metals, ammonia, colour, biodegradability, toxicity, total suspended solids, conductivity and humic acid. To determine the amount of H2O2 generated by US in a simulated LL, a set of experiments will be run to produce the sonochemical process, applying different US frequencies (100 kHz, 200 kHz and 300 kHz) and powers (100 W, 170 W and 250 W), thus obtaining the kinetic reaction to H2O2 production. The amount of UV irradiation formed due to sonoluminescence will be quantified in the same beaker in the simulated LL. Sonoluminescence intensity during the runs will be measured using a spectro-radiometer. To evaluate the hydroxyl radicals (·OH) generated in the simulated LL during treatment processes, a method based on the oxidation of 2-proponol will be used. To determine the optimal operating conditions for the photo-Fenton/US process to maximize the removal of organic pollutants present in the simulated LL, a set of experiments will be carried out in the same photoreactor (1 L), applying different reagent concentrations, treatment times, and pH levels. To establish optimal US power and frequency in the sonolytic process to maximize the removal of organic pollutants present in a real LL (after its pretreatment), a set of runs will be carried out at pilot-plant scale in a solar photoreactor compound parabolic concentrator (CPC; 12 L useful volume). To evaluate toxicity elimination from the real LL an Aliivibrio fischeri test, respirometer assay, and phytotoxicity assay will be used, followed by determining median effective concentrations (EC50) according to the Probit model. Since a main disadvantage of the proposed treatments is high-energy consumption, specific energy consumption (SEC) and electrical energy per order (EEO) will be determined for all processes. All experiments will be done in triplicate, and filtration and coagulation/flocculation processes as a pretreatment will be used prior to all runs. The expected results of the proposed project are to (i) obtain new knowledge related to joint photo- Fenton and ultrasound wastewater treatments, (ii) demonstrate treatment synergies, and (iii) validate the use of advanced oxidation processes for improving LL. Project results will be reported in papers, through thesis work, and at scientific congresses, strengthening national and international research networks.

Una estrategia recurrente en la búsqueda de mejores oportunidades educacionales en Chile ha sido la oferta de una educación selectiva mediante liceos especializados que agrupan estudiantes de alto potencial académico en un mismo establecimiento. En efecto, a los tradicionales liceos emblemáticos con los que contaba el país, se sumaron 60 “Liceos Bicentenarios” creados en el primer gobierno del presidente Piñera a lo largo del país. Para ampliar dicha iniciativa, la actual administración incluye en su programa de gobierno la apertura de 300 nuevos Liceos Bicentenarios durante su periodo de mandato (2018-2022). Sin embargo, esta propuesta plantea que el país no cuenta con evidencia suficiente ni menos concluyente sobre el efecto que tienen los establecimientos de mayor selectividad sobre el desempeño de sus estudiantes, ni tampoco sobre las prácticas pedagógicas o de gestión que explicarían el valor educacional que agregan, en caso de hacerlo. Este proyecto aspira a llenar ese vacío empleando un diseño metodológico único favorecido por las reglas del nuevo sistema de admisión escolar, y por la gradualidad de su implementación, reglas que redefinirán las políticas de admisión que tradicionalmente ha usado este tipo de establecimientos, que tal como lo hace la Ley de Inclusión, denominaremos Establecimientos de Alta Exigencia (EAE). Como objetivo, los EAE ofrecerían una educación de alta calidad, orientada al ingreso a la educación superior, empleando exigentes mecanismos de admisión que permiten reclutar a estudiantes de alto desempeño académico. Sin embargo, hasta la fecha, no es claro y es motivo de controversia académica si efectivamente los EAE agregan valor por sus prácticas intra-organizacionales, o más bien sus resultados son solo el reflejo de la calidad de su alumnado. El nuevo Sistema de Admisión Escolar (SAE), por su parte, reemplaza el esquema anterior descentralizado y discrecional de admisión adscrito a cada escuela, por un mecanismo centralizado, imparcial y transparente. El SAE asigna estudiantes en base a sus preferencias establecidas en la plataforma de postulación, y en caso de sobredemanda en una escuela, el sistema aplica criterios de preferencia establecidos por la ley, y en cupos restantes aplica un mecanismo de asignación aleatorio. La consecuencia de este nuevo sistema sobre los EAE es directa, reconfigura sus políticas de admisión y posiblemente su misión. En efecto, el SAE reemplazará progresivamente la admisión de los EAE por rendimiento académico, por un criterio imparcial a cualquier característica o desempeño previo de los postulantes o sus familias. Ello permitirá por un tiempo acotado la coexistencia de dos sistemas de admisión paralelos, uno selectivo, y otro imparcial. Por tanto, este proyecto dispone de una oportunidad única para tener un contrafactual más fuerte que el resto de los estudios previos, tanto en la literatura nacional como internacional, sobre el efecto de las escuelas selectivas, las trayectorias de estudiantes y la adaptación de sus comunidades escolares a las nuevas regulaciones, y en ello, a la eventual entrada de estudiantes con diferentes características y desempeños previos. De ese modo, se espera llenar el vacío existente sobre el real impacto de los EAE, y a su vez caracterizar los desafíos de inclusión escolar de los mismos, ante los cambios en la política de admisión. En ese escenario, el presente proyecto emplea una estrategia metodológica mixta, con el propósito de estudiar los liceos de excelencia, con foco tanto en el análisis de su impacto sobre las oportunidades educacionales de sus estudiantes, como en el estudio cualitativo de las practicas intra-organizacionales que sostienen dichos resultados. Para ello indagaremos en las respuestas organizacionales y pedagógicas que supone para los establecimientos combinar un proyecto de excelencia con inclusión. Con ese fin analizaremos (i) los efectos de las EAE en los estudiantes postulantes a EAE, admitidos y no admitidos, dada la doble modalidad de admisión que co-existiera, comparando sus resultados académicos, como aspectos de desarrollo personal y social. A su vez, el proyecto estudiará (ii) las estrategias de los EAE ante el cambio de sus procesos de admisión, especialmente en torno al modo en que enfrentan el desafío de re-balancear, combinar y desarrollar un proyecto educativo de excelencia e inclusivo. La estrategia mixta concurrente combinará componentes cuantitativos (análisis bases de datos del nuevo sistema de admisión, BBDD Mineduc y SIMCE) con componentes cualitativos (casos de estudios y tipología establecimientos EAE). La relevancia radica en su contribución con mejor evidencia a la disponible a responder la pregunta sobre el aporte de los EAE a las oportunidades educacionales; así como a informar al debate público sobre el impacto de contar o no con EAE, al tratarse de una política pública atractiva y sensible a los ciclos políticos. Otra razón es la evaluación de las políticas de inclusión y su grado de viabilidad en ambientes de excelencia, desafío importante de un sistema escolar en tránsito de des-segregación como el chileno.