Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Industrial / El objetivo principal de este trabajo es fomentar la eficiencia energética, para lograrlo se diseñó ciertos análisis que muestran distintas aristas de la eficiencia energética, tales como las barreras que presenta la eficiencia energética, las motivaciones que las empresas tienen para desarrollar proyectos energéticos y mecanismos previos de fomento que faciliten el desarrollo de proyectos de eficiencia energética, como auditorias energéticas y sistemas de gestión de energía. La base de datos para realizar este estudio fue proporcionada por el Centro de Energía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile y consiste en datos de la primera Encuesta Nacional de Eficiencia Energética en Empresas (realizada por el Centro de Energía de la Universidad de Chile y el Ministerio de Energía de Chile, 2018). Una de las principales razones para fomentar la eficiencia energética es que en Chile existe un problema energético, ya que existe una correlación entre la producción del país (PIB), el consumo energético y el uso de combustibles fósiles, este problema no se puede seguir omitiendo, pues mientras más se demora en incentivar a la eficiencia energética, mayor será la mala gestión de la energía. Existe una serie de barreras que impiden que la eficiencia energética pueda ser conocida y aplicada. La falta de información está alejando una gran oportunidad económica, para el caso de la agroindustria existe un 16% de potencial de ahorro en energía y la industria tiene un potencial de USD 614 millones. Para aprovechar este potencial debe generarse una íntima relación entre las empresas que necesitan eficiencia energética y las empresas que brindan el servicio, es importante que las contrapartes se conozcan y puedan retroalimentarse de información para realizar proyectos adecuados a las necesidades. Los análisis arrojaron que las empresas valoran el valor de marca que les genera realizar proyectos de eficiencia energética, por esto es necesario anunciar a las empresas comprometidas con el medio ambiente, permitiendo que se beneficien de la preferencia de sus clientes. Se estima que los clientes están dispuestos a pagar hasta un 10% más por productos que vengan de empresas sustentables. Finalmente, a modo de ejemplo se analiza una empresa tipo del sector agroindustrial y se prepara un proyecto de eficiencia energética, en el que se plantea un plan financiero para evitar barreras de este tipo y una estrategia de difusión y valor de marca para fomentar esta motivación. El proyecto demostró ser rentable con un 29% de ahorro, lo cual demuestra que la eficiencia energética es una oportunidad que se debe aprovechar.

Ingeniero Civil / El objetivo principal de este trabajo es evaluar técnica y económicamente, dos medidas de reacondicionamiento de vivienda, que ayuden a disminuir el consumo energético de estas. La evaluación técnica considera la presentación final de la solución, es decir, su puesta en servicio, pero además es relevante en esta evaluación, el impacto medio ambiental que genera el fabricarla como también, el ponerla en funcionamiento. Para este trabajo es de importancia la caracterización de las viviendas, por lo que se recurre al estudio realizado por el CDT titulado: Estudio de usos finales y curva de oferta de conservación de la energía en el sector residencial de Chile, pero además se cruza con información extraída del Instituto Nacional de Estadísticas y del Observatorio Habitacional, con los cuales es posible obtener la información de materialidad, tipología y geometría de las viviendas, además de su cuantificación numérica, y su consumo energético. Se determina las dos caracterizaciones de viviendas predominantes, y las regiones sobre las cuales se hace el análisis. Para el cálculo de ahorro y generación se ocupan cálculos teóricos y un software de uso libre llamado explorador solar, respectivamente. Para la evaluación medioambiental de las medidas de reacondicionamiento se utilizan tres herramientas como fuentes de información: un catálogo elaborado en el país junto con diversos productores llamado Ecobase, Declaraciones de Impacto Ambiental de productores y un software de análisis de ciclo de vida llamado Simapro. Se realiza un cálculo de ahorro, se estima el impacto ambiental, en particular la huella de carbono, y también se calcula el costo de inversión de cada una de las medidas, para luego analizar relaciones de inversión sobre ahorro e impacto ambiental evitado sobre costo, esto sumada con un análisis de factibilidad determina la mejor solución para tres regiones, la Metropolitana, la de Valparaíso y la de Biobío. Dichas soluciones resultan ser la implementación de un Colector Solar, para Santiago y Valparaíso, y la aislación de muros para Concepción. Se establece que las soluciones óptimas tienen un ahorro anual máximo de $131.362, con una inversión de $502.226 y un impacto ambiental anual evitado de 50,2 kg de CO₂ equivalente.

Memoria para optar al título profesional de: Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / En el presente estudio se analizó uno de los sistemas o mecanismos que más se ha consolidado en el mundo con respecto a la generación distribuída de energías renovables. Este mecanismo es el “Net Metering” o Medición Neta, el cual consiste en dar la posibilidad al consumidor final de inyectar los excedentes de energía que genera una vivienda y al mismo tiempo busca desarrollar un mercado energético más competitivo, adecuando las condiciones tarifarias de los consumidores finales de energía eléctrica. En el estudio se caracterizaron los sistemas solares fotovoltaicos para generación distribuida, se analizaron distintos tipos de sistemas de medición neta y finalmente se evaluó la factibilidad financiera y técnica de la aplicación de este mecanismo. Esto último se realizó para distintos tamaños de sistemas solares fotovoltaicos en dos escenarios de evaluación; “Net Metering” de California, Estados Unidos y por otro lado “Net Metering” de la Ley de generación distribuida aprobada recientemente en Chile. Estos escenarios se evaluaron en una residencia de la comuna de Santiago con datos de consumo energético promedio, correspondiente a 2640 (kWh/año).Los resultados muestran que el mecanismo “Net Metering” de California es más óptimo para su aplicación en el país, puesto que según los indicadores financieros presenta niveles de rentabilidad considerablemente mayores en la evaluación financiera. Finalmente se pudo concluir que el mecanismo de “Net Metering” de La Ley Chilena no genera incentivos adecuados para el desarrollo de energías renovables, ni aporta al desarrollo de os sistemas generación distribuida de pequeña escala. / This study examined one of the systems or mechanisms that more has been consolidated in the world with respect to distributed generation renewable energy. This mechanism is called "Net Metering" which involves give the possibility to final consumer to inject excess energy available to housing and at the same time seeks to generate a more competitive energy market, adjusting the tariff terms of final consumers of electrical energy. In the study were characterized solar photovoltaic systems for distributed generation, different types of net metering systems was analyzed and finally the financial and technical feasibility of the application of this mechanism for different types of popular sizes of solar photovoltaic systems in two scenarios were evaluated for assessment alleged case of distributed residential level of the commune of Santiago, Region Metropolitana, Chile, which has an average of 2640 (kWh/year) energy consumption; For one thing "Net Metering" of California, United States and other "Net Metering" Distributed Generation Law recently passed in Chile was evaluated. The results show that the mechanism "Net Metering" California is optimal for use in the country, since according to financial indicators shows considerably higher levels of profitability in the financial evaluation. Finally it was concluded that the mechanism of "Net Metering" of the Chilean law does not encourage in any way by itself the development of renewable energy neither contributes less to the development of distributed generation systems small scale.

Ingeniero Civil Mecánico / En las últimas décadas ha aumentado drásticamente el consumo energético mundial, los precios de los combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero. Ante este escenario, las bombas de calor geotérmicas pueden ser una solución de menor consumo energético, de menor costo operacional y menos contaminante que otros sistemas convencionales de calefacción. En este estudio se analiza la factibilidad técnico-económica de la utilización de las bombas de calor geotérmicas combinadas con un sistema solar para calefaccionar edificios en Chile. Los casos de estudio corresponden a edificios de 3, 7 y 11 pisos, ubicados en las localidades de: La Serena, Santiago, Osorno y Coyhaique. En primer lugar, se recopila información de las localidades de estudio y los edificios a nivel nacional. Posteriormente, se estima la demanda térmica de las edificaciones. Luego, se diseñan sistemas de calefacción con calderas a gas y con bombas de calor geotérmicas con apoyo solar. Finalmente, se comparan financieramente los proyectos con bombas de calor geotérmicas, con y sin apoyo solar, respecto a los proyectos de calefacción con calderas a gas. Para el diseño de sistemas se utiliza: losa radiante como sistema de distribución, bombas de calor con colectores verticales cerrados, colectores solares planos y calderas a gas licuado de petróleo (GLP). Los proyectos de calefacción con bombas de calor geotérmicas sin apoyo solar tienen inversiones iniciales 5 veces más grandes que las inversiones iniciales de los proyectos con caldera a gas. Sin embargo, los costos operacionales de los proyectos con caldera a gas son 2,7 veces más altos que los costos operacionales de los proyectos con bombas de calor geotérmicas. En el largo plazo, los menores costos operacionales de los sistemas con bombas de calor geotérmicas permiten recuperar la inversión diferencial respecto al sistema con caldera a gas. Por otro lado, los sistemas geotérmicos con apoyo solar disminuyen la inversión inicial en un 2,7 \% y sus costos operacionales en un 2,5 \%, respecto al caso con solo geotermia. Al contrastar los proyectos con bombas de calor geotérmicas y apoyo solar con los proyectos de calderas a gas en la ciudad de Coyhaique se obtienen tasas internas de retorno del orden del 5,7 \% y períodos de recuperación de 25 a 26 años. En Santiago y Osorno las tasas internas de retorno van desde el 3,9 \% al 4,5 \% y períodos de recuperación entre 35 y 45 años. Por último, en La Serena los períodos de recuperación superan los 50 años. De esta manera, los proyectos con bombas de calor geotérmicas presentan mayores rentabilidades en las localidades ubicadas más al sur de Chile. / Este trabajo forma parte de la investigación FONDAP CONICYT N° 15090013 titulada: Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA)

Ingeniero Civil / En el ámbito de la construcción, las medidas de eficiencia energética se orientan principalmente a la etapa de operación de los proyectos, dejando de lado las etapas de diseño y construcción. Considerando además que este sector económico en Chile es uno de los con más bajo crecimiento de la productividad, resulta interesante evaluar estos dos ámbitos, y cómo impacta el uso de medidas de eficiencia energética en la construcción desde la perspectiva de la productividad. El presente trabajo tiene por finalidad la evaluación de la productividad en una obra de construcción al implementar medidas de eficiencia energética, desde el punto de vista de ahorro de energía, en dos actividades particulares. Para alcanzar este objetivo, se realiza en una primera instancia una revisión bibliográfica para entender el concepto de productividad y eficiencia energética en la construcción. Luego de esta revisión se escogieron dos actividades de una obra de edificación en altura, denominada edificio EL LLANO, en donde se implementan medidas de eficiencia energética para luego evaluar cómo afecta la productividad en ellas. Se escoge la actividad de descarachado de muros, perteneciente a la etapa de terminación gruesa, y la tarea de vaciado de hormigón, perteneciente a la etapa de obra gruesa de la obra. Estas actividades se escogieron utilizando como criterio los recursos entregados por la empresa constructora. Para la tarea de descarachado de muros se utiliza como medida de eficiencia energética bajar el número de herramientas eléctricas que se utilizan, pasando de dos martillos demoledores a tan sólo uno y subcontratando la mano de obra. Para el caso del vaciado de hormigón se pasa de hormigonar con capacho y grúa torre a hormigonar utilizando una bomba estacionaria y una torre de distribución de hormigón TDH. Si bien la evaluación de la productividad se realizó acotando el estudio en dos actividades en particular de la construcción, se obtuvieron indicadores en donde mostraban que implementar medidas de eficiencia energética producen una mejora en la productividad, por lo que ampliar este estudio e implementar medidas de eficiencia energética más sofisticadas podría traer aún mejores resultados.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Química / 08/05/2024

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / El presente trabajo se desarrolla en una de las empresas del holding de CMPC, Papeles Cordillera S.A. cuyas instalaciones se ubican en Puente Alto. La compañía comercializa, aproximadamente, 320.000 toneladas al año de productos para la industria de papel corrugado. Para este proceso, se encuentra la máquina papelera MP20 que consume el 70% del vapor en los procesos de secado y hasta el 87% de energía eléctrica de la planta durante el periodo escogido para la Línea Base de la Energía. El objetivo general del proyecto es realizar una auditoría de eficiencia energética en la planta productiva de Papeles Cordillera S.A, enfocada en las instalaciones de planta térmica. Para lograr este objetivo, se plantean los siguientes objetivos específicos: reconocer y evaluar el perfil de demanda y la matriz energética, identificar los sistemas energéticamente relevantes y los usos energéticos de la compañía, identificar principales consumidores y determinar: potenciales mejoras, reducción de costos, obtener el diseño general de las MEE y generar un listado priorizado, evaluar la factibilidad técnica y económica de las MEE de acuerdo a los criterios de diseño y al plan de inversiones de la compañía. La metodología de trabajo empleada para el desarrollo del proyecto se fundamenta en lo sugerido por el pack de la norma ISO 50.00x. Lo anterior busca, principalmente, encontrar medidas de eficiencia energética que no requieren grandes inversiones. La matriz energética de Papeles Cordillera S.A. está compuesta por energía eléctrica que suministra la Planta de Cogeneración mediante una turbina a gas, además, de gas natural para la misma turbina junto a las 3 calderas de Planta térmica y agua suministrada desde el canal Eyzaguirre. Como Medidas de Eficiencia Energética (MEE) se establece la incorporación de un control dinámico eficiente de las cargas de las calderas para aumentar en hasta un 11% el rendimiento de estas, lo que anualmente equivale a USD$760.000 en costo de gas natural. También se recomienda el cambio de una de las calderas por una caldera marca Babcock & Wilcox de 30 ton/h con un costo de USD$1.953.100 junto a la actualización del P&ID del sistema de distribución de vapor y la incorporación de un control dinámico eficiente. Este proyecto genera indicadores que, para el caso del VAN, están entre $USD39.921 y USD$5.022.473, con una TIR que varía entre un 13% hasta un 71%. Junto a lo anterior, el periodo de retorno de inversión para el mejor caso es de 2 años 7 meses y 2 días. A pesar de que la evaluación económica arroja que el proyecto es factible económicamente, este no cumple con los criterios entregados por Papeles Cordillera que requieren un periodo de inversión menor o igual a 2 años.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / A lo largo de los años la minería ha incrementado sus costos en energía eléctrica, por lo que ha sido necesario trabajar con energías renovables para amenizar este impacto, por esta razón la implementación de paneles fotovoltaicos a la molienda SAG es un proyecto atractivo y proyectado a la futura minería. A partir del párrafo anterior, este estudio busca evaluar la implementación de la gestión de demanda en el molino SAG considerando aplicar el mismo sistema en el transporte de mineral desde la mina hasta la zona de stockpiles, el que será diferenciado en dos stockpiles por la dureza diferenciada de mineral y así comprobar si el proceso de DSM es factible, disminuyendo los costos asociados a la operación. Con los resultados se tiene que al aplicar la gestión de demanda que diferencia el mineral por su característica de dureza, genera una disminución en los costos operacionales para la simulación. A medida que aumenta el plan de producción de la mina, esta entrega un valor de hasta un 13% menor que el caso base (un funcionamiento sin gestión de demanda) para un procesamiento de 9000 tph. Además, el costo operacional es menor en las simulaciones de los casos DSM que presentan una cantidad de mineral diferenciado (alta o baja dureza) que es un 20% de la cantidad total de mineral, generando una diferencia en el costo operacional de hasta un 5%. Por último, el costo capital del Caso DSM es mayor que para el Caso Base, esto se debe a la incorporación de todo el circuito complementario para la instalación del segundo stockpile que alimenta el mineral diferenciado por la gestión de demanda al molino SAG. Por la información recopilada va a corresponder al 2% aproximadamente. El costo operacional de la mina es un 90% mayor que el costo del Molino SAG, por lo tanto, al aplicar la gestión de demanda es recomendable ajustar un plan minero que cumpla con la extracción de mineral e incorpore la nueva condición. De esta manera se logre utilizar la gestión de demanda energética y hacer una minería más sustentable con el medio ambiente.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Mecánica / En las últimas décadas ha aumentado drásticamente el consumo energético mundial, los precios de los combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero. Ante este escenario, las bombas de calor geotérmicas pueden ser una solución de menor consumo energético, de menor costo operacional y menos contaminante que otros sistemas convencionales de calefacción. En este estudio se analiza la factibilidad técnico-económica de la utilización de las bombas de calor geotérmicas combinadas con un sistema solar para calefaccionar edificios en Chile. Los casos de estudio corresponden a edificios de 3, 7 y 11 pisos, ubicados en las localidades de: La Serena, Santiago, Osorno y Coyhaique. En primer lugar, se recopila información de las localidades de estudio y los edificios a nivel nacional. Posteriormente, se estima la demanda térmica de las edificaciones. Luego, se diseñan sistemas de calefacción con calderas a gas y con bombas de calor geotérmicas con apoyo solar. Finalmente, se comparan financieramente los proyectos con bombas de calor geotérmicas, con y sin apoyo solar, respecto a los proyectos de calefacción con calderas a gas. Para el diseño de sistemas se utiliza: losa radiante como sistema de distribución, bombas de calor con colectores verticales cerrados, colectores solares planos y calderas a gas licuado de petróleo (GLP). Los proyectos de calefacción con bombas de calor geotérmicas sin apoyo solar tienen inversiones iniciales 5 veces más grandes que las inversiones iniciales de los proyectos con caldera a gas. Sin embargo, los costos operacionales de los proyectos con caldera a gas son 2,7 veces más altos que los costos operacionales de los proyectos con bombas de calor geotérmicas. En el largo plazo, los menores costos operacionales de los sistemas con bombas de calor geotérmicas permiten recuperar la inversión diferencial respecto al sistema con caldera a gas. Por otro lado, los sistemas geotérmicos con apoyo solar disminuyen la inversión inicial en un 2,7% y sus costos operacionales en un 2,5 %, respecto al caso con solo geotermia. Al contrastar los proyectos con bombas de calor geotérmicas y apoyo solar con los proyectos de calderas a gas en la ciudad de Coyhaique se obtienen tasas internas de retorno del orden del 5,7% y períodos de recuperación de 25 a 26 años. En Santiago y Osorno las tasas internas de retorno van desde el 3,9% al 4,5% y períodos de recuperación entre 35 y 45 años. Por último, en La Serena los períodos de recuperación superan los 50 años. De esta manera, los proyectos con bombas de calor geotérmicas presentan mayores rentabilidades en las localidades ubicadas más al sur de Chile.