Desde hace muchos años, en la región alto andina se vienen produciendo las denominadas heladas, afectando a la población de la zona alto andina de nuestro país. Al tratarse de una condición climatológica recurrente es que debemos generar tecnologías adecuadas y acordes a las poblaciones con el fin de mejorar la calidad de vida de las personas. Asimismo estas condiciones de fríos extremos o similares se ven reflejadas en el ausentismo de las madres gestantes a la postamédica de la localidad, hecho quemotiva preocupación, puesto que, es el lugar más apropiado para los controles médicos y el alumbramiento respectivo. Considerando el factor del frío como una de las fuentes de ausentismo, es que se propone desarrollar la presente tesis, con la finalidad de brindar a la posta de salud la alternativa de instalar un sistema de calefacción solar y que el mismo sea replicable por los pobladores en general. La presente abarca los principales antecedentes de la comunidad de Langui, relacionados al sistema de calefacción, dentro de los mismos destacan el recurso solar disponible y las bajas temperaturas que se presentan. Los capítulos segundo y tercero, son una recopilación de los principales conceptos teóricos necesarios para el diseño del sistema y las condiciones tecnológicas actuales. En relación a los conceptos teóricos al tratarse de un sistema solar se presentan los diferentes ángulos en el aprovechamiento solar, conceptos generales para el correcto manejo de información estadística y los conceptos relacionados con la transferencia de calor. Con relación al estado actual de la tecnología, se presentan los principales componentes de un sistema y los arreglos más comunes actualmente. En el cuarto capítulo, se presentan los requerimientos del proyecto, indicando las exigencias que debe cumplir el mismo con la finalidad de satisfacer la necesidad real de la población. En esta parte se selecciona la solución óptima y se procede a realizar los cálculos requeridos para consolidar el diseño. Posteriormente, se presenta una metodología desarrollada para poder replicar el presente sistema en diferentes ubicaciones y condiciones, dentro de las cuales destacan el recurso solar disponible, la velocidad del viento en la zona y las dimensiones del recinto a calentar. Esta metodología pretende alcanzar a todos aquellos interesados una guía muy simple para el dimensionamiento de un sistema en una aplicación diferente a la posta de salud. Se construyó el sistema con la finalidad de garantizar que este pueda ser construido con herramientas básicas y recursos limitados, verificándose que el ensamble del mismo es muy sencillo y que los trabajos de carpintería no son complejos. Con este prototipo se realizaron pruebas referenciales que se presentan en los anexos, las cuales mostraron muy buenos resultados alcanzando los objetivos planteados y validando la teoría aplicada. / Tesis

Geólogo / En este trabajo se desarrollan los fundamentos de la geotermia de muy baja entalpía y su uso en la climatización de edificios, se revisan los aspectos conceptuales que motivan el desarrollo de esta tecnología, se explica el funcionamiento de la bomba de calor, se analizan los factores que determinan la demanda de una edificación, y se entregan herramientas para la cuantificación de la misma, explicando los tipos de diseño posibles en sistemas abiertos y cerrados y los equipos que es necesario utilizar. Se analiza en profundidad la teoría y equipamiento asociado al intercambio de calor con acuíferos, esto por la disponibilidad de este recurso en la ciudad de Santiago, la escalabilidad de los proyectos, la mayor dependencia de las variables geológicas y la rentabilidad asociada. Se analiza la importancia de las variables hidrogeológicas, los métodos por medio de los cuales se pueden cuantificar, la probabilidad de generar quiebres hidráulicos y térmicos durante la operación del sistema y las precauciones que se debe tener en consideración para una implementación exitosa. Por ultimo se analizan los aspectos regulatorios en Chile, y se ofrece un ejemplo teórico para implementar esta tecnología en un condominio ubicado en Las Condes, se analizan aspectos técnicos y económicos que conciernen al proyecto. La evaluación de este tipo de sistemas requiere una perspectiva multidisciplinaria, conociendo e interpretando adecuadamente los datos hidrogeológicos, estimando adecuadamente los patrones de consumo y la magnitud y ocurrencia de las máximas demandas. Desde el punto de vista técnico y económico esta tecnología muestra un gran potencial de desarrollo a nivel nacional, no obstante esto se requiere un involucramiento más activo de la autoridad en las políticas públicas, simplificando la regulación y estableciendo incentivos de apoyo concretos.

Ingeniero Civil / Esta memoria tiene como objetivo evaluar la factibilidad técnica y económica de la instalación de tecnologías de Energía Renovable no Convencionales (ERNC) en hogares chilenos. La metodología consiste en seleccionar 2 tipos de vivienda en función del costo (una avaluada en 650 UF y otra en 5500 UF), y ubicarlas en 4 ciudades; Iquique, Lonquimay, Santiago y Osorno; para diversificar el efecto del clima y disponibilidad de recurso energético en el análisis. Se determinan las tecnologías aplicables a nivel residencial y se evalúa implementar un reacondicionamiento térmico a viviendas que permitan ahorro en el gasto anual de calefacción. Con ayuda de Retscreen se diseña la implementación de distintas tecnologías, para dimensionar los sistemas y evaluar su rentabilidad. Mediante flujos de caja se estudia el comportamiento económico en un período de 20 años. Se seleccionan las tecnologías económicamente rentables para aplicarse simultáneamente en las viviendas de cada ciudad y se adiciona al costo inicial de los flujos de caja el valor de cada vivienda. Con las combinaciones apropiadas de tecnologías para cada caso, se recupera la inversión inicial de su implementación en ambas casas en todas las ciudades. En la vivienda 1 el promedio del tiempo de retorno es 8,2 años; y para la vivienda 2 es de 6,3 años. Al incluir el costo de la vivienda los proyectos son factibles sólo para la vivienda de 650 UF, ya que cuenta con acceso a subsidios que merman la inversión inicial, permitiendo un tiempo de retorno promedio de 16,7 años (excepto Iquique donde no resulta rentable); mientras que para la vivienda 2 el proyecto no resulta rentable. La instalación de sistemas basados en energías renovables no convencionales, junto a reacondicionamiento térmico, es un proyecto rentable si se seleccionan sistemas que posean potencial energético en la localidad de interés. Su correcta selección e implementación genera ahorros monetarios anuales que, para el caso de viviendas de costo bajo o moderado, pueden llegar a costear incluso el valor de la vivienda.

Geólogo / En este trabajo se desarrollan los fundamentos de la energía geotérmica de baja entalpia (EGBE), y su uso en la climatización de espacios, especialmente en el ámbito domiciliario. Se introduce el concepto de bomba de calor geotérmica, con todos los aspectos conceptuales que esto conlleva. Se analizara la demanda energética para una casa dentro de la región del Maule, con el fin de generar un sistema de apoyo en la toma de decisiones, aplicado a la evaluación de proyectos relacionados con este tipo de energía. Esta región es una de las dos zonas estudiadas por el proyecto "Determinación de parámetros termales en el subsuelo de las cuencas de Santiago y Talca: implicancias para el uso directo de la energía geotérmica". Se estudiará la cobertura sedimentaria presente en la cuenca del Maule con el objetivo de describir la sedimentología y las propiedades hidráulicas de los acuíferos que estén contenidos en ella, esto con el fin de analizar en profundidad el intercambio calórico con el subsuelo. A esto se le suman las variables hidrogeológicas, como el flujo subterráneo y abatimiento, ya que estas pueden generar quiebres hidráulicos y térmicos, que pueden afectar a una futura implementación y/o operación. Se generaran dos metodologías de estimación, para dos tipos de bombas de calor, ambas asociadas a pozos verticales, pero con distinta fuente calórica. Las bombas BHP (Borehole Heat Pump), que obtiene el calor de los sedimentos y la bomba GWHP (Ground Water Heat Pump) que obtiene el calor del agua subterránea. La generación de este sistema de apoyo requiere una perspectiva multidisciplinaria, ya que necesita la incorporación de todas las variables hidrogeológicas involucradas, además de una correcta estimación en términos de demanda energética y patrones de consumo. Los resultados muestran que ambas tecnologías son aplicables dentro de la zona, pero existe una gran diferencia de costos de implementación. A través de esta diferencia es posible determinar que las bombas GWHP son más favorables cuando se trata de calefacción domiciliaria.

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El presente trabajo tuvo como finalidad proponer un sistema de climatización de aire, con el fin de mejorar las condiciones de trabajo en el Laboratorio CAD-CAE y los espacios contiguos (INACOM y oficina). Para esto se analizaron las condiciones previas a la instalación del sistema, recopilándose información trascendente, como las condiciones climáticas. Posteriormente, se establecieron las condiciones ideales, para luego especificar las condiciones que deseadas en el lugar. En el segundo capítulo se refiere a la evaluación de cargas térmicas. Se obtuvo que el 42% de la carga térmica se debe a la fenestración, el 36% por cargas internas, el 8% de la carga es transferida del exterior por las superficies, el 9% se debe a la carga de ventilación y por último el 5% es por infiltración de aire al ambiente acondicionado. Luego en la segunda parte del capítulo, se determinó que es necesario un equipo que extraiga 22.37kW de carga de enfriamiento del laboratorio, 5.22kW del INACOM y 6.29kW de la oficina. Además este debe renovar el aire con una frecuencia de 1.34m3/s en el laboratorio, 0.4 m3/s y 0.6 m3/s en el INACOM y la oficina respectivamente. En el tercer capítulo se seleccionaron los equipos de acuerdo a lo establecido en el capítulo anterior, empleándose manuales, así como catálogos e información complementaria que permita la adecuada selección del equipamiento. Finalmente detallo una evaluación económica referente al costo del sistema seleccionado (US$14,296.70 inc. IGV) y se estableció una comparación con el equipo actual que funciona en dicho establecimiento el cual está sobredimensionado según la capacidad de sus equipos. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Realiza la comodidad dentro de una nave de producción, son de gran importancia. Día a día la industria alimentaria se ve en la necesidad de implementar sistemas de ventilación para logra un confort deseado (respecto a la sudoración, convección y radiación de los operarios). Dicho sistema está orientado a la mejora continua, utilizando como herramientas principales la investigación de campo; el análisis cualitativo y cuantitativo de los factores de ventilación; la optimización y correcta utilización de equipos modernos y sofisticados para ventilación industrial en las líneas de producción y un análisis socio económico. El propósito de la adecuada distribución de aire, es lograr condiciones confortables en cada recinto, este es un aspecto de los sistemas de control ambiental que con frecuencia se omite porque parece sencillo, sin embargo, la selección del tipo de ventilador (inyectores y extractores) incluye consideraciones aerodinámicas, económicas y adaptabilidad funcional. Vista la ineficiencia de este sistema se detallan los métodos de cálculos para obtener la cantidad de aire requerido necesario para la ventilación de la nave. Posteriormente, luego de los resultados, se identifica el método de cálculo a seguir y se fundamenta el uso del mismo. Seguidamente se selecciona el sistema de ventilación y el equipamiento adecuado, para pasar a plantear la distribución de aire de acuerdo a las operaciones de la nave. Finalmente, por la magnitud del proyecto, se presenta el presupuesto, los alcances del proyecto, exclusiones e inclusiones del proyecto, así como un plan de mantenimiento y su respectivo costo. En la sección anexos, se presenta el dossier de entrega del sistema planteado, el cual contiene en forma detallada la documentación de los resultados obtenidos en campo después del diseño e implementación del sistema en las naves de producción. / Trabajo de suficiencia profesional

Geóloga / Como objetivos se busca estimar el potencial de climatización con bombas de calor en sectores residenciales de la Región Metropolitana e indicar dónde se cumplen los aspectos físicos necesarios para su implementación. Por un lado, se analizan los intercambiadores horizontales enterrados aproximadamente a un metro y medio del suelo. Se calcula el área de las tuberías a enterrar, considerando la demanda térmica de calefacción de viviendas con distintas dimensiones y la eficiencia del sistema. Se estima que el área de intercambiadores varía entre el triple a doble de la superficie que se desea climatizar. Junto a esto, se analizan los planes reguladores comunales para obtener las superficies mínimas prediales de las zonas residenciales y ver dónde es probable encontrar espacio para instalar el sistema. Se observa que son las zonas periféricas y el sector nororiente del Gran Santiago los que presentan las condiciones requeridas. Otro tipo de intercambiadores son los verticales abiertos. Para analizar su potencial se calculan los caudales de extracción de agua subterránea típicos en la Cuenca de Santiago y el rendimiento del sistema. Con estos caudales se tiene que las potencias generadas superan con creces las demandas térmicas residenciales. También se estima la profundidad de los intercambiadores considerando los abatimientos generados por la actual extracción de agua en la zona, los cuales no son significativos por la extensa presencia de arenas y grava, y el máximo nivel del agua subterránea en los últimos 30 años, donde se detectan zonas con un descenso sostenido en el último tiempo, que requieren mayor cuidado al determinar la profundidad. La profundidad de los intercambiadores se estima por sobre los 150 metros en las comunas cercanas a la zona apical del Abanico del Maipo, para luego ir disminuyendo radialmente, hacia el norte y el este del abanico, y llegar a 20 metros. Considerando los potenciales generados, aspectos físicos y costos de instalación, los intercambiadores horizontales son recomendados para viviendas unifamiliares y los intercambiadores abiertos para edificaciones mayores como edificios o viviendas distritales. / Este trabajo ha sido financiado por el Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA), proyecto FONDAP 15090013

La energía solar es un recurso dependiente del tiempo. Los requerimientos de energía también son dependientes del tiempo, pero muchas veces no coinciden con la disponibilidad del recurso solar. De aquí nace la necesidad de usar sistemas de almacenamiento de energía. Una aplicación de particular interés en los sistemas solares es la calefacción de viviendas. En estos sistemas la demanda está desfasada con la abundancia del recurso solar por lo que requieren de un sistema de a almacenamiento. El objetivo general de este trabajo es aportar a la investigación y desarrollo de los sistemas de almacenamiento de energía solar térmica aplicados a calefacción de recintos, dando particular énfasis a los sistemas de lecho de material encapsulado. El trabajo se enmarca en el proyecto GeVi (Generador Virtual), el cual pretende suplir, por medio de energías renovables no convencionales, gran parte de las necesidades energéticas del poblado de Huatacondo, ubicado en la Región de Tarapacá, Chile. Entre estas necesidades se considera brindar calefacción a una vivienda por medio de energía solar. Se hace un estudio detallado del estado del arte de la acumulación solar térmica para calefacción de recintos, para luego realizar un diseño y construcción de un acumulador para una vivienda del poblado de Huatacondo. Este acumulador almacena la energía en un lecho de agua encapsulada. Se estudia por medio de un modelo la transferencia de calor en el acumulador fabricado y finalmente se le realizan ensayos en un modulo experimental que valida el modelo teórico aplicado. Los ensayos realizados concluyen que el modelo aplicado predice de manera satisfactoria el comportamiento térmico del acumulador diseñado, sin embargo existen ciertas diferencias que se deben a supuestos inexactos tomados en el modelo y a dificultades en la toma de medidas. El acumulador estudiado presenta un alto grado de estratificación, bajas pérdidas térmicas, alta capacidad de almacenamiento por unidad de volumen, se puede implementar con un colector solar de aire, tiene un costo económico relativamente bajo y es de fácil construcción e implementación. Estas características lo hacen favorable frente a otras alternativas de acumulación térmica para calefacción, tales como acumulación en tanque de agua, en materiales con cambio de fase y lecho de rocas. A futuro se sugiere que se realice un estudio del comportamiento del sistema completo de calefacción, considerando el acumulador, el colector solar y el recinto a calefaccionar como elementos interdependientes.

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