Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / Ingeniero Civil Electricista / La operación de un sistema eléctrico requiere de una planificación adecuada para alcanzar niveles de seguridad y eficiencia en el tiempo. Ello requiere de planes de reforzamiento y reconfiguración de las redes para evitar congestiones y sobrecargas en lugares donde se proyecta una alta demanda eléctrica. Ante la esperada llegada de los vehículos eléctricos (VE), se debe considerar el impacto de su conexión en el proceso de planificación y operación de las redes de distribución para evitar problemas de abastecimiento conforme crezca su participación en los parques vehiculares, situación que se observará a medida que la capacidad de almacenamiento de sus baterías aumente, disminuya su precio de adquisición y exista la disponibilidad de puntos de carga en la red eléctrica. Esta tesis se enfoca a determinar el impacto producido por la carga de los VE sobre las redes de distribución de Santiago de Chile, mediante una metodología que estima la demanda de energía y potencia requerida desde la red para abastecer los VE en función de la información exógena disponible de caracterización del parque vehicular y de los patrones de consumo eléctrico de la ciudad. Por medio de los resultados de flujos vehiculares futuros esperados, se evalúa la demanda energética en el sistema para el período 2012 al 2020. Además, mediante un modelo basado en el uso de curvas de carga de alimentadores representativos zonales que recogen los patrones de consumo eléctrico de la ciudad, se determina la potencia agregada de conexión de los VE bajo diferentes escenarios de participación del VE. Los resultados obtenidos indican que en el caso de Santiago el incremento de energía debido a una participación de 10 % de VE del parque en el 2020, que se puede considerar optimista, es menor al 3% de la energía total esperada en el sistema eléctrico, y que a nivel zonal, considerando los patrones de conexión de los usuarios y la potencia de conexión que se utilice, un número importante de VE generará un adelanto en la necesidad de reconfigurar la red luego del año 2015 en aquellos puntos en que actualmente se concentra la demanda eléctrica. Por otro lado los resultados indican que en la etapa de llegada de estos vehículos, la red actual no tendrá problemas para soportar la demanda inicial. Mediante los resultados de esta tesis se concluye que el planificador de la red eléctrica de la ciudad de Santiago debe considerar un plan de gestión y operación que permita un uso racional de las redes eléctricas y de su capacidad en función de la existencia del VE tan pronto exista una cantidad considerable de VE en el parque de la ciudad, lo que no es esperable antes del año 2015-2020. Una vez que la participación sea importante en la práctica los resultados de requerimiento de reconfiguración de la red variaran según las características de cada alimentador y la ubicación de los puntos de carga, y ya no solo zonalmente, por lo que como trabajo futuro se propone revisar cada alimentador para identificar bajo diferentes niveles de inserción eléctrica superior a 10%, los alimentadores que sobrepasan su capacidad de diseño año a año, y elaborar así planes de refuerzo de las redes dentro los plazos necesarios, proceso que debe ser continuo y revisado anualmente por el administrador de la red.

La industria automotriz se encuentra ad portas de uno de los cambios más grandes desde su inicio. Existen varios factores que han creado las condiciones para el desarrollo masivo de vehículo eléctricos. Los altos precios del petróleo y la creciente preocupación por la incidencia de las emisiones de los vehículos de combustión interna en el medio ambiente están modificando las decisiones de compra. La movilidad eléctrica se convierte en una alternativa para solucionar estos problemas. Las características propias de los vehículo eléctricos significarán una disminución en los costos de operación y la posibilidad de ser parte activa de los sistemas eléctricos. El presente trabajo de título trata sobre la conversión de un vehículo de combustión interna a eléctrico en sus etapas de diseño, modelación e implementación, el que se encontrará disponible para realizar estudios sobre los impactos que tendrá la movilidad eléctrica en el transporte comercial. Junto con la conversión a auto eléctrico, también incluye el desarrollo de un controlador de motor de inducción utilizando un inversor de potencia comercial, uno de los módulos de mayor valor agregado en la integración de los distintos sistemas que conforman un vehículo eléctrico. Se realiza un estudio del estado del arte de los distintos sistemas que conforman un auto eléctrico de accionamiento trifásico. Esto sirve de base para la elección de los equipos necesarios para realizar una conversión que mantenga las características de un auto convencional. Es así como se especifica un banco de baterías de ion litio de 19.8kWh lo que permite tener una autonomía cercana a los 70 kms. con una recarga que demora entre 4 y 6 horas. El motor que se caracteriza corresponde a un motor inducción trifásico Siemens de 250V, 42HP nominales y capaz de alcanzar peaks de 90 HP. Tiene la capacidad de llegar hasta las 13.000RPM y sus características de torque y potencia lo hacen ideal para aplicaciones automotrices disminuyendo a la mitad el peso que tendría un motor de combustión interna de similares características. El sistema de control del motor eléctrico se realiza usando un módulo de potencia comercial para el cual se diseñan y fabrican los circuitos de control. También se programan dos estrategias de control. La primera de ellas corresponde al control escalar o V/Hz que se implementa y valida en el laboratorio con éxito. El segundo esquema corresponde al control por orientación de flujo, que reduce los peaks de corriente y entrega una mejor respuesta transitoria, presenta problemas en su implementación debido a las mediciones de corriente. Para poder validar el correcto funcionamiento del control escalar implementado se realizan pruebas en el laboratorio. Se observa la respuesta en vacío y con carga del motor de inducción acoplado mecánicamente a un generador de corriente continua. Los resultados de estas pruebas son satisfactorias al mantener las características de torque de la máquina con un error menor al 5% y el seguimiento del control en vacío tiene un error menor al 1% con respecto a las referencias de velocidad entregadas. Entre los trabajos futuros que se pueden desprender uno de los más importantes correspondería al rediseño de los circuitos de control para prevenir el ruido proveniente de los disparos de los IGBT. Así se tendría una mejor adquisición de señales y podría implementarse de forma exitosa la estrategia de control por orientación de flujo. También sería importante implementar una interfaz amigable con el usuario en el que se desplieguen la información de interés del automóvil y realizar una estimación de la carga de baterías usando algoritmos más complejos.

Actualmente, la constante innovación y competencia entre marcas automotrices a nivel mundial se centra, no solo en ofrecer un producto con mejor desempeño o diseño, sino también en la reducción de emisiones contaminantes producidas por sus vehículos. Esto a raíz del progresivo aumento de restricciones medioambientales por parte de identidades gubernamentales año a año. Es así que, en las últimas décadas, el avance tecnológico en cuanto a electrónica y baterías ha conllevado a un desarrollo notable a la industria de vehículos eléctricos. Los cuales, por su nula generación de gases contaminantes durante su uso, se han vuelto una alternativa a tener presente en pro de la conservación del medio ambiente. Desafortunadamente, su todavía poca presencia en el mercado y alta inversión en cuanto a infraestructura, disminuyen la probabilidad del uso de esta tecnología a mediano o corto plazo. Sin embargo, en tanto ocurra la transición entre los vehículos a combustión convencionales y los eléctricos, es posible emplear una tecnología existente que recoge y combina las ventajas de ambos sistemas: los vehículos híbridos. El torque instantáneo y a alta eficiencia, sin importar la altitud de operación, hacen ideal el uso de motores eléctricos en vehículos todo terreno que circularán por la muy variada geografía del país. El objetivo del presente trabajo de investigación es de determinar el sistema motriz híbrido más adecuado para una operación en todo terreno de una camioneta pick up. Para ello, se identificarán las principales tecnologías actuales. Luego, se determinarán los parámetros

La dependencia de la energía ya sea fósil o eléctrica siempre ha sido uno de nuestros principales problemas al transportarse, pero también sabemos que el mayor contaminante de la atmosfera y el más comercial es el automóvil, este expulsa dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx) etc. Según la Organización Mundial de la Salud se argumenta que en cada año mueren cerca de 8000 personas de más de 35 años en ciudades europeas por exposición continua en largos plazos a contaminantes procedentes del tráfico, sin mencionar los miles de dólares que gastan para comprar combustible, combustible que cada día es más escaso y más caro, también que es un recurso no renovable, por tal motivo se incentiva a la compra de autos eléctricos con el acoplamiento del motor magnético. Por otro lado, sabemos que al adquirir un auto eléctrico, seguiremos dependiendo de la energía escasa de las baterías y al igual que con el combustible compraríamos energía en lugares autorizados de carga de autos eléctricos, debido a eso surgió como solución el diseño de un motor magnético para la generación de energía mecánica, aplicado a la industria automovilística. Este motor magnético nos podrá proveer de energía sin la necesidad de ninguna otra fuente más que la de la energía natural de los imanes con los que será diseñado el motor magnético en los programas AutoCAD y SolidWorks, aumentando así la autonomía del auto eléctrico y solucionado su problema de autonomía, carga remota y ayudando al medio ambiente incentivado a que más personas compren autos eléctricos.

En las últimas décadas, el crecimiento de la población a nivel mundial y, particularmente en Lima, ha demandado nuevas alternativas en el transporte urbano para que ofrezca mejoras en la calidad de vida de los ciudadanos. La movilización de las personas en la ciudad se ha convertido en uno de los elementos claves y fundamentales para el desarrollo de esta ya que va relacionado con la calidad y eficiencia del transporte público. De esta manera, como ha incrementado la necesidad de transporte, también hay crecimiento de la conciencia medioambiental y el desarrollo tecnológico, que abre otras posibilidades de buscar nuevas formas de movilidad sostenible. A partir de esta realidad, se han ido investigando y desarrollando nuevas fuentes de energía que tengan menor impacto en la contaminación del medio ambiente. Desde esta perspectiva, la investigación desarrolla el análisis acerca de la comparación entre los buses que utilizan combustible a diésel, gas y energía eléctrica para conocer el escenario actual en el que se desarrollan en la ciudad de Lima. Así mismo, se analiza el panorama actual para futuras oportunidades de inversión y la introducción de la electromovilidad en el transporte público, donde se reconozca, a través de una perspectiva sistémica, los principales agentes involucrados en el sistema del transporte público y sus interacciones con otros grupos de interés. Para tener una visión sistémica y se proceda a la búsqueda de nuevas soluciones en el transporte público, se analiza los buses señalados previamente a partir de tres ejes principales: económico, social y ambiental. La finalidad es analizar variables que están involucradas para que exista un ecosistema en cual se desarrolle la implementación de nuevas tecnologías a partir del análisis del Triple Valor. Al final de la investigación, tras realizar la comparación de los buses estudiados, se determinó que el uso de buses eléctricos es una alternativa con menor impacto en el medio ambiente y con indicadores favorables para la sociedad. Sin embargo, mantiene una posición menos competitiva en cuestiones financieras respecto a los otros tipos de buses, razón por la cual se vuelve una opción poco atractiva. La decisión de inversión en nuevas tecnologías debe estar acompañada de mejoras en la normatividad y una forma de afrontar ello es a través de planes estratégicos.