Proyectos

Ensuring a secure and sustainable water supply is a major challenge for the 21th century. The population growth, urbanization, and industrial/agriculture expansion need an increasing water provision, delivered at a constant rate. Furthermore, under the current climate change and droughts scenarios, with the depletion of surface water storage and quality, groundwater resources are fulfilling the growing water requirement for food and energy production. Estimated data indicate that in the 2010 ́s, groundwater supplies 36% of potable water, 43% of irrigated agriculture (considering the baseflow feeding rivers, this percentage is higher), and 24% of direct industrial water supply. The groundwater use is growing at a rate of 5% per year, and by 2050, the food and water demand will increase by 50%. However, the misconceiving and oversimplification of conceptual models about groundwater recharge points out that around 25% of its use is unsustainable. These considerations highlight how identifying innovative and integrated solutions to tackle the intertwined challenges of water and climate change as well as the complex interlink between water, energy, and food supply systems under current climate variability is an increasingly major imperative for the near future. The study of the water–energy–food nexus has received increasing attention from the global scientific community, focusing on how these three elements can interact sustainably. The interdependence of water resources, energy generation, and food production depends on reliable data and information on these resources. In this context, groundwater can serve to supply water and energy demand, strengthening food security and reducing fossil fuel energy dependence. Aquifers can provide water and geothermal energy, a clean baseload resource independent from weather conditions, which could significantly contribute to energy needs, improved air quality and food production as well as to reach the decarbonization targets. This combined aquifer’s use improvement could be especially relevant in urban areas where more than 50% of the world’s population lives and which is forecast to increase to 68% by 2050 with associated greenhouse gas emissions growth up to 80%. Aquifers are important heat reservoirs because groundwater flow is a powerful heat carrier, which can help achieve a more sustainable water-energy-food management, representing a major challenge to improving water, energy, and food security. In fact, by 2050, the demand for water and food is expected to increase by 60%, and the energy demand will be practically doubled. In this proposal, the WEF nexus will be specially addressed from the point of view of resources to generate the necessary knowledge to understand its complexity in Central Chile, and that will provide a timely transfer of the existing connections to decision makers and society. The aim of this study will be to comprehend the recharge and connection of surface and ground water in Central Chile and unravel their relationship with energy and food production. In this sense, the focus is on evaluating the hydrological cycle from mountain areas to the lowlands and evaluating the possibility that water resources can generate enough heat for direct geothermal projects. These results, calculated based on real and current water data, will provide valuable information for the energy transition in Central Chile and will be an instrument to evaluate the real possibility of greenhouse gas reduction. Food production not only needs water but also to increase its resilience to extreme events (frost, heavy rains, etc.), so the relationship between water availability, production per hectare, and geothermal energy (direct use) to stabilize crop conditions will be explored.

La política minera 2050 exige al sector el desarrollo de tecnologías sustentables y amigables con el medio ambiente para la explotación de nuevos minerales de interés comercial. En este contexto, los lineamientos nacionales apuntan a que Chile se convierta en unos de los principales exportadores de tierras raras, compuestas por elementos que se encuentran en muy baja concentración en la corteza terrestre los cuales presentan una variedad importante de usos con un alto valor comercial. Al respecto, el relave Cauquenes dentro de la región de O’Higgins, se presenta como una excelente alternativa para la extracción de tierras raras, dada la alta concentración de Cerio, Lantano, Neodimio e Itrio, elementos hasta 15 veces más caros que el cobre, necesarios para la producción de baterías, catalizadores, imanes, radares, semiconductores, entre otros. Entendiendo que, Chile cuenta a nivel nacional con más de 750 relaves, la extracción de tierras raras da cuenta de una oportunidad única para el levantamiento de proyectos interdisciplinarios con enfoque comercial en todo el país, perfectamente alineados con las políticas mineras nacionales. Al respecto, la biotecnología se ha posicionado eficientemente como una alternativa real para el desarrollo de tecnologías aplicables a la minería. Recientemente se han descrito una serie de especies bacterianas capaces de realizar el proceso de Biolixiviación de tierras raras, el cual consiste en la solubilización de minerales complejos permitiendo posteriormente la extracción de forma eficiente de los elementos de interés. Esta extracción puede llevarse a cabo a través del uso de plantas, proceso denominado Fitoextracción. Literatura reciente declara que especies de sauce (Salix spp) tienen la capacidad de extraer y acumular con gran eficiencia diferentes tierras raras, sistema que puede complementarse perfectamente con el proceso de Biolixiviación haciendo eficiente en terreno la obtención de los elementos raros de gran valor comercial. Con una fuerte colaboración con la empresa Minera Valle Central, nuestro grupo de investigación a través del financiamiento del proyecto interdisciplinario UOH versión 1, logró caracterizar parte importante de la biodiversidad de microorganismos y plantas presentes en el relave Cauquenes. Este estudio nos permitió identificar bacterias con un alto potencial para biolixiviar tierras raras, entre ellos los cuatro elementos raros altamente concentrados en el relave (trabajo publicado). Adicionalmente, logramos determinar la capacidad inicial de especies de sauce para extraer y acumular Neodimio y Lantano (trabajo en preparación). Todos estos resultados abren una oportunidad única de colaboración interdisciplinaria enfocada al desarrollo de un sistema biotecnológico combinado entre bacterias y plantas para la extracción y acumulación eficiente de tierras raras, objetivo central de la presente propuesta de investigación. Dentro de un período de dos años, a través de diferentes ensayos microbiológicos caracterizaremos al menos cinco especies bacterianas capaces biolixiviar Cerio, Lantano, Neodimio e Itrio. En paralelo, se cultivarán en el laboratorio plantas de sauce provenientes del relave Cauquenes, las cuales se seleccionarán en base a su tasa de crecimiento y capacidad de extraer y acumular estos elementos. El siguiente paso consiste a nivel piloto de laboratorio, ajustar la combinación de bacterias y plantas con el mejor rendimiento de extracción, para finalmente realizar pruebas en terreno directamente en el relave Cauquenes. En esta nueva etapa, nuevamente contamos con el apoyo de Minera Valle Central, el centro Basal CMM, el Instituto Milenio CRG, sumado a la colaboración activa de otros laboratorios e institutos internacionales. Adicionalmente, participarán de esta propuesta nuevos académicos de la UOH, del ICA3 la Dra. Carolina Álvarez y del ICI el Dr. Domingo Jullian, quienes llevarán a cabo parte importante de la investigación aportando con sus conocimientos y capacidades de laboratorio, aumentando el grupo de investigadores con vistas de postulaciones futuras a proyectos de mayor envergadura, desarrollo de artículos y realización de tesis conjuntas. En resumen, pretendemos consolidar la línea de investigación interdisciplinaria previamente apoyada en el concurso anterior, proyectando en esta nueva etapa lineamientos hacia un foco comercial, generando resultados y datos necesarios para el levantamiento de postulaciones a concursos de innovación y desarrollo, tales como FIC, CORFO y FONDEF. Finalmente, comprometemos mantener la tasa de publicaciones, actividades de difusión, formación de capital humano y fortalecimiento de puentes de colaboración con otras universidades nacionales e internacionales, sumado al fuerte compromiso regional y principalmente, consolidar el vínculo con empresas del rubro minero.

La política minera 2050 exige al sector el desarrollo de tecnologías sustentables y amigables con el medio ambiente para la explotación de nuevos minerales de interés comercial. En este contexto, los lineamientos nacionales apuntan a que Chile se convierta en unos de los principales exportadores de tierras raras, compuestas por elementos que se encuentran en muy baja concentración en la corteza terrestre los cuales presentan una variedad importante de usos con un alto valor comercial. Al respecto, el relave Cauquenes dentro de la región de O’Higgins, se presenta como una excelente alternativa para la extracción de tierras raras, dada la alta concentración de Cerio, Lantano, Neodimio e Itrio, elementos hasta 15 veces más caros que el cobre, necesarios para la producción de baterías, catalizadores, imanes, radares, semiconductores, entre otros. Entendiendo que, Chile cuenta a nivel nacional con más de 750 relaves, la extracción de tierras raras da cuenta de una oportunidad única para el levantamiento de proyectos interdisciplinarios con enfoque comercial en todo el país, perfectamente alineados con las políticas mineras nacionales. Al respecto, la biotecnología se ha posicionado eficientemente como una alternativa real para el desarrollo de tecnologías aplicables a la minería. Recientemente se han descrito una serie de especies bacterianas capaces de realizar el proceso de Biolixiviación de tierras raras, el cual consiste en la solubilización de minerales complejos permitiendo posteriormente la extracción de forma eficiente de los elementos de interés. Esta extracción puede llevarse a cabo a través del uso de plantas, proceso denominado Fitoextracción. Literatura reciente declara que especies de sauce (Salix spp) tienen la capacidad de extraer y acumular con gran eficiencia diferentes tierras raras, sistema que puede complementarse perfectamente con el proceso de Biolixiviación haciendo eficiente en terreno la obtención de los elementos raros de gran valor comercial. Con una fuerte colaboración con la empresa Minera Valle Central, nuestro grupo de investigación a través del financiamiento del proyecto interdisciplinario UOH versión 1, logró caracterizar parte importante de la biodiversidad de microorganismos y plantas presentes en el relave Cauquenes. Este estudio nos permitió identificar bacterias con un alto potencial para biolixiviar tierras raras, entre ellos los cuatro elementos raros altamente concentrados en el relave (trabajo publicado). Adicionalmente, logramos determinar la capacidad inicial de especies de sauce para extraer y acumular Neodimio y Lantano (trabajo en preparación). Todos estos resultados abren una oportunidad única de colaboración interdisciplinaria enfocada al desarrollo de un sistema biotecnológico combinado entre bacterias y plantas para la extracción y acumulación eficiente de tierras raras, objetivo central de la presente propuesta de investigación. Dentro de un período de dos años, a través de diferentes ensayos microbiológicos caracterizaremos al menos cinco especies bacterianas capaces biolixiviar Cerio, Lantano, Neodimio e Itrio. En paralelo, se cultivarán en el laboratorio plantas de sauce provenientes del relave Cauquenes, las cuales se seleccionarán en base a su tasa de crecimiento y capacidad de extraer y acumular estos elementos. El siguiente paso consiste a nivel piloto de laboratorio, ajustar la combinación de bacterias y plantas con el mejor rendimiento de extracción, para finalmente realizar pruebas en terreno directamente en el relave Cauquenes. En esta nueva etapa, nuevamente contamos con el apoyo de Minera Valle Central, el centro Basal CMM, el Instituto Milenio CRG, sumado a la colaboración activa de otros laboratorios e institutos internacionales. Adicionalmente, participarán de esta propuesta nuevos académicos de la UOH, del ICA3 la Dra. Carolina Álvarez y del ICI el Dr. Domingo Jullian, quienes llevarán a cabo parte importante de la investigación aportando con sus conocimientos y capacidades de laboratorio, aumentando el grupo de investigadores con vistas de postulaciones futuras a proyectos de mayor envergadura, desarrollo de artículos y realización de tesis conjuntas. En resumen, pretendemos consolidar la línea de investigación interdisciplinaria previamente apoyada en el concurso anterior, proyectando en esta nueva etapa lineamientos hacia un foco comercial, generando resultados y datos necesarios para el levantamiento de postulaciones a concursos de innovación y desarrollo, tales como FIC, CORFO y FONDEF. Finalmente, comprometemos mantener la tasa de publicaciones, actividades de difusión, formación de capital humano y fortalecimiento de puentes de colaboración con otras universidades nacionales e internacionales, sumado al fuerte compromiso regional y principalmente, consolidar el vínculo con empresas del rubro minero.

La región de O´Higgins, cuya principal actividad económica corresponde a la agricultura, está siendo severamente afectada por la sequía como consecuencia del cambio climático, generando impactos negativos para este sector productivo . Así, la búsqueda de especies y/o cultivares con mayor tolerancia al estrés hídrico es clave para diversificar l a matriz productiva de la región. El almendro es una opción viable para la región debido a su ampliamente reportada tolerancia al estrés hídrico, con gran éxito en el cultivo de esta especie en áreas con clima Mediterráneo, incluyendo Chile, por lo que la identificación de cultivares con mayor tolerancia a este estrés es de importancia. A nivel fisiológico, el principal efecto del estrés hídrico es el cierre estomático, con el objetivo de evitar una disminución drástica en el estado hídrico de la planta (p otencial hídrico, Ψ L ), esto disminuye la asimilación de carbono y por consiguiente la producción. Sin embargo, especies y cultivares han desarrollado distintas estrategias para responder frente al estrés hídrico, lo que se ha descrito a través de los compo rtamientos isohídricos y anisohídricos. En breve, especies/cultivares con comportamiento isohídrico se caracterizan por un rápido cierre estomático frente al estrés hídrico previniendo así caídas drásticas en Ψ L . Por el contrario, especies/cultivares aniso hídricos mantienen la apertura estomática durante el estrés, permitiendo una caída en Ψ L y, por lo tanto, sosteniendo la asimilación de carbono. En consecuencia, el comportamiento anisohídrico se asocia a mayores tasas fotosintéticas y eficiencia de uso de agua a pesar de la escasez hídrica. La caracterización e identificación de genotipos anisohídricos es importante para optimizar la búsqueda de nuevos cultivares a ser producidos en la región de O´Higgins, especialmente en el secano interior donde los efec tos del déficit hídrico son más severos. Como parte del desarrollo del proyecto Fondecyt de iniciación de la Dra. Alvarez, se han identificado y caracterizado a nivel fisiológico tres cultivares de almendro con comportamiento an/isohídricos contrastantes: Avijor, Isabelona y Soleta. Si bien el proyecto anteriormente descrito incluye el análisis transcripcional de algunos genes, que hipotéticamente tendrían un rol en la diferenciación entre ambos comportamientos, este análisis puntual no permitiría comprende r en profundidad los mecanismos moleculares y rutas que subyacen procesos adaptativos y respuestas a señales ambientales a nivel de genoma completo. Para ahondar en esto último, hemos planteado el siguiente objetivo general: “ Determinar las diferencias gen ómicas, epigenéticas y transcriptómicas que determinan el fenotipo anisohídrico e isohídrico entre distintos cultivares de almendro durante el estrés de déficit hídrico” hídrico”. Sin embargo, a la fecha solamente tres variedades de almendro han sido secuenciadas : Nonpareil, Texas y Lauranne. Si bien el genoma de esta especie es pequeño (~250Mb) su alto nivel de heterocigosidad dificulta su ensamble. Específicamente para esta especie, abordaremos la secuenciación del genoma con una estrategia híbrida que integra d atos de Oxford Nanopore (para secuencias largas) y MGI (lecturas cortas) y algoritmos desarrollados por el Dr. Di Genova que permitirán realizar construcciones a escala cromosómica para las tres variedades propuestas. Los genomas ensamblados permitirán det erminar variantes genéticas y patrones epigenéticos diferenciales entre los tres cultivares propuestos. Adicionalmente, secuenciaremos y analizaremos datos de expresión génica de las tres variedades enfrentadas a estrés hídrico, lo que nos permitirá estudi ar por primera vez el impacto funcional de variantes genéticas y epigenéticas asociados al estrés hídrico. En resumen, nuestro proyecto multidisciplinario generará el genoma de referencia y epigenoma para los tres cultivares: Avijor, Isabelona y Soleta. A dicionalmente, realizaremos un primer mapeo a nivel genómico, epigenético y de expresión de los mecanismos y programas moleculares durante el estrés hídrico de los tres cultivares de almendro.

El objetivo de la presente propuesta es investigar el desarrollo de competencias profesionales de estudiantes UOH de Ingeniería Civil Mecánica a través de acciones de intervención mediante diseño ágil y fabricación e investigación mediante técnicas de psicología cognitiva y análisis de contenido.

El agua subterránea es una fuente clave para nuestra supervivencia. Ésta se almacena en formaciones geológicas compuestas por rocas de diferentes propiedades llamadas acuíferos. El cambio climático puede reducir la disponibilidad de estas aguas subterráneas minando las reservas de los acuíferos. El presente proyecto tiene como fin realizar actividades para concientizar y promover el conocimiento de los acuíferos, y cómo éstos interactúan con el medio dependiendo de las propiedades de la roca o minerales presentes en la zona. Para ello, se desarrollará una aplicación móvil como herramienta de identificación de rocas y minerales, donde cada muestra estará descrita incluyendo información de sus propiedades (composición, porosidad, etc.), con un modelo 3D de la muestra vinculada al tipo de acuífero. Esta app será presentada en actividades de divulgación donde se mostrarán los distintos tipos de acuíferos, las rocas que los forman y cómo los minerales pueden actuar como contaminantes naturales en ellos. La aplicación será testeada con una institución de educación asociada y se pretende pueda ser parte del patrimonio tecnológico de la UOH.

El objetivo de la presente propuesta es investigar el desarrollo de competencias profesionales de estudiantes UOH de Ingeniería Civil Mecánica a través de acciones de intervención mediante diseño ágil y fabricación e investigación mediante técnicas de psicología cognitiva y análisis de contenido.

El objetivo de la presente propuesta es investigar el desarrollo de competencias profesionales de estudiantes UOH de Ingeniería Civil Mecánica a través de acciones de intervención mediante diseño ágil y fabricación e investigación mediante técnicas de psicología cognitiva y análisis de contenido.

La contaminación ambiental extradomiciliaria es un importante problema de salud ambiental ya que es responsable del 7,6% de la mortalidad anual total y de la pérdida de 103,1 millones de años de vida saludable. Entre algunos de los efectos adversos que se han reportado para el Material Particulado, uno de los principales contaminantes, se encuentran aumento en la mortalidad, morbilidad, muerte prematura, enfermedades cardiovasculares y respiratorias, cáncer de pulmón, impacto adverso en la actividad del sistema nervioso central que resulta en deterioro cognitivo, y efectos nocivos sobre el desarrollo fetal y el embarazo, afectando mayormente a grupos más vulnerables. Si bien, a nivel global, se cuentan con estrategias y criterios de monitoreo de calidad del aire para identificar la concentración de los contaminantes relacionados con la salud, es posible que estos no permitan analizar con mayor profundidad las diferencias en la distribución geográfica de los contaminantes y su impacto en poblaciones específicas. En ese sentido, el presente proyecto tiene el objetivo de establecer una metodología para la generación de un mapa confiable de la contaminación del aire a partir de una red de monitoreo, el cual permita correlacionar de manera más precisa a través de modelos de interpolación, la contaminación del aire con los problemas de salud respiratorio de las personas del sector considerado, hacer una validación de la metodología propuesta con un programa piloto en un área a determinar de la comuna de Rancagua y realizar divulgación de resultados en colegios y jardines de la región con la finalidad de generar un debate más amplio y democrático sobre tanto de prácticas personales así como de las nuevas políticas relacionadas con la contaminación del aire. Para esto se propone emplear diversos métodos propios de cada disciplina. Primeramente, se estimará un radio máximo de cobertura de un sensor dentro del cual se garantice cierto grado de confianza (Variograma empírico) respecto de los valores entregados por el sensor como promedios representativos, para así determinar el tamaño/forma del área geográfica total donde instalar la red de sensores (Obj 1). Con esta información se determinará una configuración inicial de los sensores en un área geográfica determinada considerando la capacidad de la red, usando como ubicación potencial establecimientos educativos. Luego se hará un análisis estadístico con los datos proporcionados por la red y por sensores móviles para determinar una nueva configuración que maximice la confianza de la nueva interpolación. Una vez instalados los sensores y a partir de los datos entregados por ellos se escogerá una nueva configuración a través de un análisis estadístico de covarianzas (Obj 2). Además, se realizará un estudio ecológico para correlacionar las mediciones de contaminación de aire y algunos indicadores de salud respiratoria y atención de salud considerando distintos puntos geográficos de la sexta región (Obj 3). Finalmente, el proyecto desarrollará un plan de educación ambiental para concientizar sobre el tema y favorecer el cambio de comportamientos a nivel individual y comunitario (Obj 4). Con este proyecto se espera abordar con una visión interdisciplinaria un tema que es de especial preocupación en la región, como es la contaminación ambiental, fortaleciendo esta línea de investigación tanto en el instituto de ingeniería como en el de Salud, involucrando de forma activa también a estudiantes de pregrado.

URO 2295. El Ministerio de Educación a través del Departamento de Fortalecimiento Institucional de la Subsecretaria de Educación Superior financia proyectos que permitan contribuir al desarrollo social y territorial, a nivel local y/o regional, a través de la generación compartida de conocimientos, oportunidades de desarrollo y/o beneficios entre las instituciones de educación superior y los actores sociales, tanto públicos como privados. En este contexto, este proyecto busca generar estrategias eficaces – con la comunidad y distintos actores sociales de la región – y basadas en la evidencia que aborden el aumento de la prevalencia de enfermedades crónicas no transmisibles a través de la mejora de los patrones de actividad física y alimentarios de la población regional. Objetivo general: Fortalecer las estrategias comunitarias de promoción de la salud, prevención y tratamiento temprano y oportuno de enfermedades crónicas no transmisibles en la Región de O’Higgins con foco en actividad física y nutrición saludable