El cambio climático se define por la Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) como una “Importante variación estadística en el estado medio del clima o en su variabilidad, que persiste durante un período prolongado”. Los nuevos fenómenos climáticos tendrán efectos en diversas actividades y en particular en el sector eléctrico. Es necesario hacer análisis de estos efectos a largo plazo, con el fin de adaptarse a los sucesos futuros. La presente investigación estudia la forma en que el cambio climático puede afectar al Sistema Interconectado Central (SIC) en Generación, Transmisión y Consumo, durante el siglo XXI. Actualmente el SIC se compone principalmente de energía hidroeléctrica y termoeléctrica. El consumo más importante se ubica en Santiago y, debido a la configuración radial del sistema, este es vulnerable a experimentar congestión en las líneas, puntos donde las condiciones climáticas más hostiles podrían causar riesgo en la seguridad del sistema. En esta investigación se hace un estudio de las variables climáticas en ciertos puntos de mayor vulnerabilidad del SIC y se indican sus posibles efectos. Se realizan estimaciones de demanda eléctrica y se configuran las matrices de generación, para tres escenarios de estudio (Pesimista, Optimista y BAU). Finalmente se hace un análisis de flujo de potencia en el SIC para los escenarios anteriormente indicados, considerando cuatro periodos de evaluación. Se concluye que el efecto de aumento de temperaturas y disminución de precipitaciones reducirá la generación hidroeléctrica y afectará a la eficiencia de las plantas termoeléctricas. En el sistema de transmisión, el aumento de temperaturas producirá disminución de la capacidad de los conductores. En cuanto a la demanda eléctrica, se prevé un aumento debido al crecimiento del PIB y por los nuevos consumos proyectados, por ejemplo: el auto eléctrico y la demanda por sistemas de aire acondicionado. Estos cambios en la demanda producirán un cambio en las curvas de carga, lo que implica nuevos patrones en los peak de demanda. Por lo expuesto, es necesario incrementar la capacidad en el sistema de transmisión. Este sistema deberá ser renovado y ampliado para aumentar la confiablidad, evitar la congestión y acceder a puntos de generación remotos comúnmente asociados a fuentes de energía renovables. Si las infraestructuras de transmisión son insuficientes, existe una clara amenaza a la integridad del sistema.

Ingeniero Civil Electricista / Reducir costos asociados a un proceso es un tema transversal en la industria. Si bien las razones pueden ser de tipo económica o ambiental, la preocupación por esta materia ha transformado este tema en una directriz a nivel industrial, y gubernamental. En este contexto el concepto de eficiencia energética no es ajeno para nadie y el conocimiento de alternativas para lograr que un proceso sea eficiente energéticamente es cada vez más abundante. Un enfoque global de eficiencia energética involucra, además de los parámetros de análisis de costos, inversiones y utilidades, una mirada exhaustiva al proceso involucrado, a su entorno, a su puesta en marcha, desarrollo y término, pasando por la gestión de compra, transporte, mantención, etc. Es en este último concepto que este trabajo tiene sus fundamentos. Partiendo de la base de que en una planta industrial alrededor del 70% del consumo de energía está asociada a motores, de los cuales el 90% corresponde a un tipo específico de ellos que son los motores de inducción. Se aborda el tema de la mantención de estos equipos desde el punto de vista predictivo y se explica y fundamenta por qué el mantenimiento predictivo es ventajoso con respecto al mantenimiento correctivo. Con estos lineamientos se expone una metodología que utiliza el análisis de respuesta en frecuencia de un registro de corriente de estator de los motores para determinar fallas incipientes o ya avanzadas. Esta metodología es conocida por utilizar la transformada de Fourier para obtener el espectro de frecuencias de la señal de corriente. Paralelamente, se expone una metodología que, también a través del análisis del espectro de frecuencias, esta vez de la envolvente de la señal, mediante la utilización de la transformada de Hilbert, permite una identificación más fácil de las eventuales fallas. Para mostrar ambas metodologías se tomaron muestras mediante un equipo registrador de señales en la planta papelera de la empresa CMPC, Papeles Cordillera S.A. ubicada en Puente Alto, Chile. Luego de seleccionar adecuadamente las muestras y tabular los resultados, se obtiene el espectro de frecuencias de las señales de corriente mediante las metodologías mostradas y se analizan los resultados. Se concluye que la metodología de predicción y monitoreo de falla mediante el análisis del espectro de frecuencias de una señal de corriente es efectiva, y que el esquema de aplicación de la transformada de Hilbert proporciona una herramienta que facilita el trabajo haciéndolo simple y preciso.

Ingeniero Civil Electricista / El presente trabajo consiste en la creación de un modelo del sistema eléctrico de potencia de todas las instalaciones de la gerencia plantas de CODELCO Chile, División Andina, mediante el uso del software de ingeniería eléctrica ETAP, enfocándose principalmente en las instalaciones ubicadas en el Concentrador. Adicionalmente, se busca tener una base de datos actualizada del sistema eléctrico y realizar diversas simulaciones y trabajos, que permitan evidenciar problemas y buscar posibles soluciones. Se crea el modelo de acuerdo a los últimos planos de la planta y se completa con datos obtenidos en terreno y otras fuentes diversas, como información proporcionada por los fabricantes. Para corroborar que el modelo que se estaba construyendo se asemejaba a la realidad, continuamente se estaba comparando las simulaciones con datos obtenidos de sistemas de monitoreo en línea y de observaciones en terreno. Una vez que se consiguió que el modelo creado en ETAP, arrojara resultados muy similares a los observados en el sistema eléctrico real, se comenzó a realizar diversas simulaciones de flujos de potencia, análisis de cortocircuito y contenido armónico; además de realizar la coordinación de algunas protecciones. Este trabajo permitió evidenciar, explicar y, en algunos casos, resolver una serie de problemas existentes en la planta, como por ejemplo la mala coordinación de algunas protecciones, la presencia de armónicos en algunas zonas o la mala calidad de tensión en algunos puntos del sistema. Además, el modelo en sí mismo constituye una base de datos actualizada que permite conocer información de gran utilidad como lo es el nivel de cortocircuito en diversos puntos del sistema eléctrico. Entre las posibles líneas de desarrollo y mejora del modelo creado, están el modelar con mayor detalle otras partes del sistema eléctrico, además del concentrador; la coordinación completa de las protecciones y el poder realizar análisis transiente, que por problemas de licencia, no se pudo llevar a cabo.

Ingeniero Civil Eléctrico / El objetivo general del presente trabajo de título es diseñar e implementar un modelo matemático que permita realizar predicciones de la demanda de potencia eléctrica de Metro S.A. en tiempo real. El software obtenido permitirá predecir la demanda de potencia eléctrica en un instante de tiempo a futuro, y con esta información se podrá efectuar un control de demanda más eficiente del que se lleva a cabo hoy en día en Metro S.A. Metro de Santiago posee 5 líneas en operación hoy en día, las cuales transportan una cantidad considerable de pasajeros a lo largo del día. En horario punta en la tarde, entre las 18:00 y las 20:00 hrs se efectúa el control de demanda de potencia eléctrica, mediante observación del registrador de consumo con acciones manuales para controlarla. En este escenario, se ha desarrollado un software aplicado en Matlab, que entrena un conjunto de redes neuronales con la información de demanda de potencia eléctrica de Metro a lo largo de 1 año, información entregada por el sistema SCADA de Metro, y luego de la validación de cada red permite realizar predicciones de la demanda de potencia eléctrica con una certeza adecuada para los fines de control buscados. Los resultados obtenidos mediante el entrenamiento de las redes neuronales permiten concluir que las predicciones dependen directamente del tamaño del intervalo de tiempo que se quiere predecir. También se tuvo una dependencia de las predicciones respecto del sistema que se estudiaba. Así, mientras mayor fue la disgregación de las variables del sistema dinámico a estudiar, mejores fueron las predicciones de las redes. De esta forma, se separó el sistema dinámico de Metro S.A. en dos subsistemas, el SEAT (Subestación de alta tensión, L1, L2, L5) y el CDC-Vicente Valdés (Centro de Distribución de Carga, L4, L4A), debido a que poseen alimentación eléctrica y consumos distintos. Para cada sistema se entrenaron 24 redes neuronales, que predicen 5 minutos a futuro, para los 24 instantes de tiempo existentes cada 5 minutos entre las 18:05 y las 20:00 hrs. Como producto del estudio se entrega un software que utiliza las 48 redes neuronales entrenadas con la dinámica eléctrica de Metro S.A. y mediante la supervisión de las variables eléctricas que realiza el sistema SCADA de Metro permite realizar predicciones acertadas dentro del rango de horario de hora punta para cualquier día de semana del año actual. Se concluye que con la ayuda del software existirá la posibilidad de realizar un control de demanda de potencia eléctrica de Metro más eficiente, el cual permita automatizar el control de demanda en tiempo real de la variable potencia eléctrica de Metro S.A.

El propósito de la investigación es determinar las causas y proponer soluciones para reducir el consumo de energía eléctrica, a partir de evaluaciones energéticas en las Centrales de Telecomunicaciones de Telefónica del Perú. Se presentan propuestas de Innovación Tecnológica como: Capacitación en Eficiencia Energética, Peak Saving y Energy Logic, para lograr ahorros de energía y reducción de costos por el pago del consumo de energía eléctrica y costos operativos. Se identificaron algunos factores causantes del incremento del consumo de energía, como son: tener equipos rectificadores y de aire acondicionado sobredimensionados; tener equipos rectificadores dentro de la sala de telecomunicaciones; pérdida de eficiencia en equipos rectificadores y de aire acondicionado; ampliación de equipos de telecomunicaciones. Esto representaría un sobrecosto anual de S/ 456,132.81. Se determinó además, el exceso de pagos ocasionados por la parte operativa, como son: dar mantenimiento a los equipos rectificadores y de aire acondicionado sobredimensionados; y la falta de conocimiento del personal operativo sobre Eficiencia Energética al momento de realizar las labores de mantenimiento. Estos sobrecostos representarían un total anual de S/. 199,573.20. Al realizar el análisis financiero de la propuesta, se tiene un costo o inversión inicial de S/. 731,697.72 de implementarse las soluciones planteadas, contra un ahorro anual de S/. 472,828.12, con un retorno de inversión de 1.55 años, esto hace factible desarrollar el proyecto.

El censo del año 2007 en el Perú nos trajo como realidad que aún en nuestros hogares se cocinan los alimentos con combustibles sólidos tales como carbón, leña, bosta y estiércol. Sumaban 2.5 millones de hogares, el 37.1% de los hogares peruanos, los que presentaban tal característica, ante una política gubernamental ajena a tener en cuenta los efectos dañinos en la salud de esta práctica, principalmente entre las madres gestantes y los niños menores de 5 años. La Organización Mundial de la Salud demuestra que la contaminación del aire dentro de las viviendas ha sido responsable de cerca de 1.5 millones de muertes anuales en el mundo, siendo el cocinar con combustibles sólidos el mayor factor de riesgo. Diferentes estudios en los últimos años concurren en señalar a los humos de cocina como un factor de riesgo para las cataratas, tuberculosis, asma y complicaciones del embarazo tales como muerte fetal y el bajo peso de los bebes de madres expuestas durante el embarazo. Existen también pruebas de incidencia en tracoma, cánceres cervicales y nasofaríngeos y enfermedades en los intersticios pulmonares. Otros estudios señalan que la exposición a los humos de cocina seria también causa de enfermedades cardiovasculares en las viviendas de los países en desarrollo. La matriz energética para cocinar de los hogares rurales peruanos señala que sólo un 3.6% utiliza Gas Licuado de Petróleo (GLP), siendo que éste se constituye en el combustible idóneo para localidades aisladas y dispersas a las que no llegaría la conexión a gasoductos de gas natural y a que en el Perú no se comercializa Kerosene desde septiembre de 2009. En el Perú tenemos antecedentes de comercialización de GLP desde el año 1960 en que se introdujo para ir reemplazando progresivamente al Kerosene. En el caso de Lima y Callao, luego de los más de 50 años transcurridos, un 84.4% de los hogares cocina con GLP, lo que hace a la opinión pública ajena e indiferente a los problemas de cocinar con combustibles sólidos en otras áreas.

Tesis para optar al grado de Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Minera Centinela Óxidos en el ámbito de la innovación tecnológica acuerda realiza pruebas en dependencias de la planta de cátodos para optimizar la eficiencia energética y calidad catódica en su proceso, a través de la aplicación y evaluación de una nueva tecnología del mercado. El sistema consiste principalmente en un dispositivo de características propias, diseñado a la medida de la planta, que se instala en la celda de electro-obtención y que confina cátodo y ánodo, y como promesa de valor es obtener cátodos de cobre de alta calidad física y química, una mayor eficiencia de corriente, un menor consumo de energía específica y con índices económicos rentables. El desarrollo de estas pruebas es ejecutadas en un período de 23 ciclos de cosechas que permitirá obtener elementos técnicos y económicos comparables en la celda con la innovación tecnológica y las celdas convencionales de nuestra Planta. Al analizar los valores obtenidos, se observa que realizando la comparación entre la celda con la innovación tecnológica respecto a la celda convencional, se determina que la celda con la innovación proporciona elementos técnicos positivos para los parámetros de eficiencia de corriente mayor en 4,33 %, en consumo especifico de energía en ahorro de 135 (kWh/t) y una calidad catódica mayor en 9,13 %. Sin embargo los indicadores de evaluación económica para el sistema de innovación se encuentran con una VAN negativa o baja, y una TIR negativa o baja, esto para los casos de negocio considerando la inversión inicial y solo la alternativa que compromete un leasing otorga valores de VAN y TIR aceptables y que no es el propósito a considerar en nuestra empresa. Por lo anterior se recomienda mantener y reforzar permanentemente los controles operacionales actuales para asegurar y levantar los parámetros del proceso de EW, mientras se obtengan o exploren nuevos escenarios económicos para la nueva innovación tecnología aplicada o desarrollar nuevas estrategias comerciales que permitan obtener alternativas factibles de rentabilizar.

El propósito de la investigación es determinar las causas y proponer soluciones para reducir el consumo de energía eléctrica, a partir de evaluaciones energéticas en las Centrales de Telecomunicaciones de Telefónica del Perú. Se presentan propuestas de Innovación Tecnológica como: Capacitación en Eficiencia Energética, Peak Saving y Energy Logic, para lograr ahorros de energía y reducción de costos por el pago del consumo de energía eléctrica y costos operativos. Se identificaron algunos factores causantes del incremento del consumo de energía, como son: tener equipos rectificadores y de aire acondicionado sobredimensionados; tener equipos rectificadores dentro de la sala de telecomunicaciones; pérdida de eficiencia en equipos rectificadores y de aire acondicionado; ampliación de equipos de telecomunicaciones. Esto representaría un sobrecosto anual de S/ 456,132.81. Se determinó además, el exceso de pagos ocasionados por la parte operativa, como son: dar mantenimiento a los equipos rectificadores y de aire acondicionado sobredimensionados; y la falta de conocimiento del personal operativo sobre Eficiencia Energética al momento de realizar las labores de mantenimiento. Estos sobrecostos representarían un total anual de S/. 199,573.20. Al realizar el análisis financiero de la propuesta, se tiene un costo o inversión inicial de S/. 731,697.72 de implementarse las soluciones planteadas, contra un ahorro anual de S/. 472,828.12, con un retorno de inversión de 1.55 años, esto hace factible desarrollar el proyecto.

Trata de predecir la demanda de electricidad en la empresa BlueStar Energy Services Inc. con la mayor precisión posible, para poder disminuir las pérdidas que producen el sobre abastecimiento de electricidad, así como la falta de abastecimiento. Cuando la empresa se sobre abastece de energía que no logra vender, tiene pérdidas debido a que la energía eléctrica no puede almacenarse para poder ser vendida con posterioridad. En caso contrario si se produce una falta de abastecimiento, esto traería graves consecuencias para la empresa puesto que no podría satisfacer la demanda de energía eléctrica hecha por sus clientes, y con el fin de subsanar estos inconvenientes tendría que comprar la energía eléctrica a un precio mayor lo cual también acarrearía pérdidas para la empresa. La metodología propuesta para lograr predecir con mayor exactitud la demanda de energía eléctrica es la construcción de una red neuronal, tomando en cuenta factores que afectan el consumo de electricidad, logrando así un mejor pronóstico, que con los modelos de predicción tradicionales .Para esto hemos considerado diversos factores que influyen en el consumo de electricidad por parte de los clientes de la empresa, siendo los factores meteorológicos uno de los más importantes. Asimismo siendo el uso de las redes neuronales un medio de predicción que ha dado importantes resultados en diferentes investigaciones, podría aplicarse también para la predicción de la demanda de energía eléctrica en la empresa BlueStar. Los resultados muestran que a través del uso de redes neuronales, se logró una mejor aproximación de la demanda futura. Entonces podemos concluir que las redes neuronales artificiales son más eficientes en la predicción frente a escenarios desconocidos. / Trabajo de suficiencia profesional

Realiza un análisis causal de los factores que afectan el abastecimiento de GLP y, como aporte a la investigación, desarrolla un modelo a través de uno de los tipos de análisis factorial como es el análisis de componentes principales; se completa el estudio con un modelo de simulación elaborado mediante la dinámica de sistemas con la finalidad de obtener una proyección en el tiempo. La investigación se sustenta en los reportes del Ministerio de Energía y Minas (Minem) que indican que el desarrollo de la producción nacional de Gas Licuado de Petróleo (GLP) ha mostrado una evolución que representa un 21% de incremento en el periodo 2009 al 2015. Un análisis de la producción y demanda de GLP ha permitido ver que, para finales del año 2018, la demanda nacional incluyendo las exportaciones llegó a 61.0 miles de barriles por día, cifra que superó la capacidad de producción de GLP a nivel nacional ascendente a 46.01 miles de barriles diarios. Las exportaciones de GLP han ido descendiendo hasta un 64 % desde el 2009. Por tanto, actualmente la condición del país como exportador de GLP está siendo revertida dado el acelerado incremento de la demanda de GLP, así como por la ausencia de nuevos proyectos de inversión que involucren la ampliación de capacidad de almacenamiento de los Centros de Distribución y de producción de las plantas de procesamiento. Existen evidencias suficientes para fundamentar la necesidad de buscar alternativas para resolver la problemática del abastecimiento de GLP que conduzca a un suministro continuo y permanente a nivel nacional. Esta condición justifica la elaboración de modelos para pronosticar futuros escenarios en el suministro de este energético, a nivel nacional. / Tesis