Informe de Seminario para optar al grado de Licenciado en Historia / Seminario de grado: Conflictos Ambientales en Chile Contemporáneo / Fondecyt Nº 1160857, “La Vida Social de la Energía: trayectorias territoriales de la energía en tres regiones del sur-austral de Chile”

No description available.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / Para toda operación minera, es de gran importancia el control del material particulado en suspensión, debido a sus efectos negativos en la salud de los operarios, en el medio ambiente, las comunidades cercanas y en el desempeño de la operación misma. Los estudios sobre el material particulado en suspensión generado en faenas mineras declaran la importancia del monitoreo de la presencia en el aire de 3 tamaños distintos de partícula: MP1, MP2.5 y MP10, tamaños que marcan el valor máximo de su medida en [μm]. Estas partículas son muy peligrosas debido a su capacidad de asentarse en los alvéolos pulmonares, pudiendo desencadenar graves enfermedades respiratorias, como la Silicosis. Para medir las concentraciones de material particulado en suspensión en Minera Escondida, se implementó una red de monitoreo ambiental, Esta red es capaz de medir los 3 tamaños más importantes de material particulado, temperatura ambiental y humedad relativa, dentro de otras. Las mediciones se analizaron mediante sistemas de Aprendizaje Automático, capaces de analizar grandes bases de datos con distintas variables y encontrar relaciones en función del tiempo o entre variables. Amazon Machine Learning puede manejar extensos registros sin dificultades, entregando tendencias y comportamientos analizables que ayudaron a completar el estudio, además de simular escenarios deseados considerando las mismas tendencias. Las mediciones arrojaron un notorio aumento de las concentraciones de polvo durante el turno noche, lo que se debe principalmente a la Inversión Térmica a la que está sometida la operación de Minera Escondida. En presencia de este fenómeno, la superficie del rajo se enfría rápidamente al caer la noche, y por ende enfría repentinamente el aire que está en contacto con ella. Esto produce que se encierre una capa de aire caliente entre dos capas frías, imposibilitando la salida del polvo debido a la fuerza de empuje por diferencias de densidades. Esto afecta a los operarios del turno noche, al estar sometidos a ambientes de polución hasta 10 veces mayor al turno día. Esto también afecta a la operación, al ralentizar al circuito de camiones de extracción debido a la baja visibilidad, generando que se realicen menos viajes de transporte de material a destino, bajando así la producción diaria en al menos un 15[%].

Título de Química Ambiental / La contaminación intradomiciliaria en Chile ocurre principalmente por la utilización de estufas y cocinas que utilizan leña. El uso de aparatos antiguos y leña húmeda conlleva a la combustión incompleta de este combustible, lo cual contribuye a la emisión de gases y partículas con efectos nocivos en la salud. El presente seminario de título se basa en la síntesis y caracterización de un grupo de catalizadores sólidos, los cuales contienen cobre y potasio como fases activas, mientras que el soporte es un conjunto tipo núcleo-carcasa de óxidos de titanio y cerio, respectivamente. Estos catalizadores son capaces de convertir varios contaminantes, principalmente naftaleno, CO y NO, en compuestos inertes. Por el método de micela inversa se sintetizaron cuatro soportes utilizando diferentes espesores de la carcasa de CeO2 y estabilizando esta fase por medio de su dopaje con samario. Además, para comprender la actividad catalítica se caracterizaron los catalizadores utilizando diversas técnicas físicas y espectroscópicas (área BET, XRD, TPR, Raman y DRIFTs). De acuerdo con los resultados, el catalizador K/Cu/Sm2O3CeO2@TiO2 con 2.7 nm de espesor de la capa de CeO2, presentó la mejor actividad catalítica para la reducción de NO con CO en presencia de O2. Al adicionar naftaleno a la reacción, el catalizador Cu/Sm2O3CeO2@TiO2 presentó una conversión completa de todos los contaminantes. Por otra parte, el catalizador K/Cu/Sm2O3CeO2@TiO2 mostró conversión completa de CO y NO y un máximo de conversión de naftaleno de 66% a los 350 °C. Estos catalizadores, libres de metales nobles, utilizados en condiciones adecuadas, constituyen una alternativa para utilizarlos en estufas y así reducir los contaminantes en el interior de hogares. / Indoors pollution in Chile mainly occurs by the use of stoves based on the use of firewood. The use of old stoves and humid firewood lead to the incomplete combustion of this fuel, which contributes to the emission of gases and particle matter with harmful effects on health. The present thesis is based on the synthesis and characterization of a set of solid catalysts, which have copper and potassium as active phases, whereas the support is a core-shell ensemble of oxides of titanium and cerium, respectively. These catalysts are able to convert several pollutants, mainly naphthalene, CO and NO, into inert compounds. By means of the reverse micelle method, four supports were synthesized using different thicknesses of the CeO2 shell and stabilizing this phase by doping it with samarium. Additionally, in order to understand the catalytic activity, the catalysts were characterized using physical and spectroscopic techniques (BET, XRD, TPR, Raman and DRIFTs). According to the results, the K/Cu/Sm2O3CeO2@TiO2 catalyst with 2.7 nm thickness of the CeO2 layer, presented the best catalytic activity for the reduction of NO with CO in the presence of O2. When adding naphthalene to the reaction, the Cu/Sm2O3CeO2@TiO2 catalyst showed a complete conversion of all the pollutants. On the other hands, the K/Cu/Sm2O3CeO2@TiO2 catalyst showed complete conversion of CO and NO, as well as a maximum conversion of naphthalene of 66% at 350 °C. These catalysts, free of noble metals and used in suitable conditions, constitute a viable alternative for using them in stoves and thus, being able to reduce pollutants from home indoors. 1 1.1 Antecedentes

Ingeniera Civil Industrial / El calentamiento global se ha posicionado como uno de los mayores desafíos que ha tenido que enfrentar la humanidad. Frente a esto, varios países se han comprometido a disminuir sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Chile no se ha quedado al margen de todo esto, comprometiéndose a reducir un 30% de la intensidad de emisiones de GEI para el año 2030, respecto del año 2007. Para esto, han sido evaluadas una serie de medidas u opciones de mitigación para cada sector relevante y elaborar una política de cambio climático nacional. Ya se han realizado diversos estudios sobre las posibles políticas, pero aún falta definir cuándo se implementará cada medida para alcanzar la meta comprometida. Tradicionalmente, dentro de las herramientas utilizadas para responder las preguntas antes planteadas, se encuentran las curvas de abatimiento de GEI, implementando primero las medidas más económicas y siguiendo así hasta la más costosa. Pero esta solución no es la óptima y trae graves consecuencias, como hacer más caro de alcanzar los objetivos de mitigación de largo plazo o, incluso, volver inalcanzable un objetivo más ambicioso. Dado lo anterior, esta memoria aplica un modelo de optimización lineal basado en el planteado por A. Vogt-Schilb, en el documento Marginal abatement cost curves and the optimal timing of mitigation measures , con el fin de determinar la secuenciación óptima de opciones de mitigación de GEI. Esto permite contrastar las curvas en su versión tradicional y la implementación de un modelo de optimización, determinando la utilidad que tiene este último. Cabe destacar que el desarrollo de esta memoria se acota al sector residencial de Chile, dejando propuesto para trabajos futuros la implementación del modelo en los otros sectores y subsectores del país. Primero, se realiza la construcción de la curva de abatimiento tradicional para el sector antes mencionado. Luego, se desarrolla el modelo de optimización lineal y se presentan los resultados obtenidos. Por último, se realiza una sensibilización del modelo de optimización respecto a las variables relevantes. A partir del desarrollo del modelo de optimización se puede concluir que, dependiendo de la meta de mitigación fijada, existe una combinación óptima de medidas de mitigación, con su correspondiente año de ingreso, que entrega el mínimo costo. Esta secuenciación difiere de la que se podría interpretar a partir de las curvas de abatimiento. Además, se concluye la importancia que tiene considerar el largo plazo al momento de pensar en la política de cambio climático, debido a que se podría volver imposible de alcanzar si no se toman acciones tempranas. Finalmente, se corrobora la hipótesis de que la implementación de un modelo de optimización como el planteado, es una herramienta útil y que podría ayudar en la toma en el diseño de la política de cambio climático de Chile, pero sin dejar de prestar atención a que existen limitantes propias de las curvas las cuales, en trabajos futuros, hay que resolver.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Química / La producción y consumo de energía constituyen hoy la mayor fuente de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) en Chile, debido a que la matriz de generación eléctrica actual se compone en más de un 50% por fuentes de combustibles fósiles. La creciente demanda energética nacional profundizará esta situación, salvo que se desarrolle una nueva matriz energética que aporte a la solución de este problema. El siguiente trabajo busca evaluar ambiental y socioeconómicamente escenarios de generación de energía eléctrica al año 2050 en Chile, prestando especial atención a su potencial de calentamiento global, para proponer qué tecnologías de generación eléctrica renovable son más atractivas para el país y que ayudan a combatir el cambio climático y los compromisos internacionales que tiene Chile con la reducción de GEI. Se divide a Chile en macrozonas, identificando su potencial energético disponible para cada uno de sus recursos renovables (residuos, biomasa, solar, eólico, hídrico, marino y geotérmico). Se estima que el potencial bruto y técnico ERNC de Chile es de, respectivamente, 25.000 y 60 veces mayor a la capacidad instalada de generación actual. Se seleccionan 8 tecnologías ERNC y se realiza un análisis multicriterio considerando la disponibilidad del recurso, el costo nivelado de la energía, la aceptabilidad social, y el potencial de calentamiento global. Se obtiene que las más preferibles para Chile corresponden a la solar PV, eólica y solar CSP, y que entre las últimas se encuentran las tecnologías de biogás, biomasa y WTE. Los escenarios de generación eléctrica que se evalúan son dos. El escenario A corresponde al escenario base, sostenido por las proyecciones realizadas por el Ministerio de Energía y que se compone principalmente de plantas nuevas a gas natural, solar PV, solar CSP, hidroeléctrica convencional y eólica. El escenario B se define como una alternativa más ambiciosa al escenario A, alcanzando una matriz 100% renovable al 2050, más diversa y con mejor distribución territorial, y, utilizando residuos como fuente energética. Además, el ingreso de nuevas centrales se compone únicamente por tecnologías ERNC. La evaluación ambiental arroja que ambos escenarios reducen las emisiones de GEI en el sector energía. Al año 2050 el escenario A emite 26 millones [tCO_2eq ] menos que el año 2024. Incorporando las emisiones evitadas en el sector residuos, el escenario B logra evitar 52 millones [tCO_2eq ] en total. Considerando la meta del 30% de reducción de GEI al 2030 adquirida por Chile, el escenario B logra la meta con un 32% de reducción al 2030; el escenario A no, pues alcanza una reducción de un 27%. En la evaluación socioeconómica se cuantificaron los costos y beneficios sociales de ambos escenarios y se concluye que ambos escenarios son rentables. El escenario A presenta un VAN Social de 3.694 [MUSD] y el escenario B un VAN Social de 8.865 [MUSD], siendo este último el más atractivo económicamente debido a los beneficios sociales obtenidos por una mayor reducción de emisiones de GEI. Del análisis de sensibilidad se obtiene que el VAN Social es altamente sensible al costo de venta de la energía. Finalmente se concluye que el escenario B es la alternativa que genera un mayor bienestar para el país. Por lo tanto, una matriz energética 100% renovable y con preferencia por las ERNC, diversificada y con buena distribución territorial es a lo que debe apostar Chile. Como desafío a futuro queda mejorar las estimaciones de los costos y beneficios sociales junto con agregar los que no han sido cuantificados en este trabajo, lo que en general, ayudaría a realizar una mejor evaluación de los proyectos e incluso hacer al escenario B más atractivo aún.

Ingeniero Civil Eléctrico / En el presente documento se detalla el trabajo de título Análisis Del Impacto De Un Sistema Cap And Trade En El Sector Generación Eléctrica Considerando Escenarios De Bajos Costos De Desarrollo De Las Energías Renovables No Convencionales . El objetivo general consiste en modelar la aplicación de un sistema Cap and Trade (Sistema de Emisiones Transables) que permita analizar el impacto en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en el sector generación eléctrica, en un escenario de bajos costos de inversiones de las tecnologías renovables no convencionales. Un sistema Cap and Trade es una herramienta de mercado utilizada para el control de emisiones de gases de efecto invernadero. Una autoridad central establece un límite sobre la cantidad de gases contaminantes que pueden ser emitidos. Las empresas son obligadas a gestionar un número de permisos de emisiones (también conocidos como derechos o créditos), que representan el derecho a emitir una cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero. Las compañías que necesiten aumentar las emisiones por encima de su límite deberán comprar créditos a otras compañías que contaminen por debajo de su límite o que pueden implementar medidas de mitigación. De esta forma se consigue, en teoría, que las compañías que hagan efectiva la reducción de emisiones son las que lo hagan de forma más eficiente (a menor costo), minimizando el costo agregado que la industria paga por conseguir la reducción. En esta memoria se trabajó con un modelo de optimización de la planificación de la generación eléctrica al cual se le realizaron las siguientes modificaciones. Se agrega una variable de holgura a la ecuación de emisiones máximas del sector generación eléctrica para representar la capacidad que tiene el sector generación de energía eléctrica de comprar permisos de emisiones a otros sectores. Asimismo, se incorporó una restricción para modelar el Cap de emisiones totales del sector energía. A la función objetivo se le agrega un costo asociado a las compras de derechos de emisiones del sector generación eléctrica a los otros sectores. Se propuso una metodología para definir los Cap sectoriales basada en las trayectorias para cumplir los compromisos internacionales de mitigación de gases de efecto invernadero. El modelo se evaluó para dos escenarios de precios de los permisos de emisiones transables y para tres escenarios de Cap de emisiones. Los resultados muestran que para un escenario de precios bajos de los permisos de emisiones, el sector generación eléctrica privilegia comprar permisos de emisiones en los otros sectores, en vez de invertir en tecnologías bajas en emisiones de su sector. Al contrario, para el escenario precios medios de permisos de emisiones transables, el modelo prefiere invertir en tecnología renovable y desplazar a la generación térmica tanto en inversión como en el despacho.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / La regulación del cambio climático es bastante reciente, y más aún su judicialización. Si bien en un principio no era visto como un fenómeno de efecto antrópico, esto cambia con los avances e informes científicos, que cada vez van confirmando más esta teoría. A medida que este va siendo aceptado como un problema real, se comienza a regular en el derecho internacional, a través de progresivos acuerdos que establecen límites a la generación de emisiones. El problema aparece cuando muchos de estos países que ratifican instrumentos internacionales y adquieren el compromiso de disminuir sus emisiones, finalmente terminan instaurando políticas públicas que no se condicen con los compromisos internacionales adquiridos constituyendo una razón de judicialización.

Título de Química Ambiental / Al considerar la matriz energética de Chile, la combustión de biomasa es especialmente relevante al sur del país, específicamente entre las regiones de O`Higgins y Aysén, donde se estima que el 74% de los hogares utilizan esta fuente de energía para calefacción y cocción de alimentos. Sin embargo, la combustión de leña húmeda y de sistemas de calefacción ineficientes, han llevado a altos índices de contaminación atmosférica producto del uso no regulado de este recurso. De acuerdo a esta problemática, el presente seminario de título consiste en transformar productos nocivos comunes de la combustión como el NO y CO en compuestos inertes. Para ello, se plantea la síntesis y posterior estudio de un catalizador sólido en base a cobre y potasio soportado en partículas de CeO2/TiO2-SiO2. Este catalizador fue impregnado en un monolito cerámico tipo cordierita por el método washcoat o de impregnación húmeda. Adicionalmente, para comprender los fenómenos fisicoquímicos en la superficie del catalizador bajo condiciones de reacción, éstos fueron caracterizados mediante técnicas físicas y espectroscópicas, entre las que se incluyen TPR, XRD, área BET, Raman, DRIFTS y SEM. Los resultados de actividad catalítica en condiciones controladas mostraron que el catalizador K/Cu/CeO2/(5)TiO2-SiO2, previamente reducido con H2/Ar a 500°C, presenta una alta actividad para la reducción selectiva de NO con CO. Para catalizadores de lecho empacado se alcanzó el 100% de conversión de CO y 92% de NO, mientras que para monolitos impregnados se logró 95% y 77% de conversión de CO y NO respectivamente. RESUMEN / Considering the energy grid of Chile, the combustion of biomass is especially relevant in the southern part of the country, specifically between the Regions of O'Higgins and Aysen, where 74% of households use this source of energy for cooking and heating. However, the combustion of firewood with high levels of humidity together with inefficient heating appliances, have led to high levels of atmospheric pollution due to the unregulated use of this resource. According to these problems, the present thesis work consists of transforming common harmful products of combustion, such as NO and CO into inert compounds. For this purpose, the synthesis and further study of a solid catalyst based on copper and potassium supported on particles of CeO2/TiO2-SiO2 is here proposed. This catalyst was impregnated onto a cordierite ceramic monolith using a washcoat method or wet impregnation. Additionally, in order to understand the physicochemical phenomena on the surface of the catalyst under reaction conditions, they were characterized through physical and spectroscopic techniques, among which TPR, XRD, BET area, Raman, DRIFTS, and SEM were included. The catalytic activity results under controlled conditions showed that the K/Cu/CeO2/(5)TiO2-SiO2 catalyst, previously reduced with H2/Ar at 500 oC, presents a high activity on the reduction of NO with CO. For bed-packed catalysts, a 100% conversion of CO and 92% conversion of NO, where achieved, whereas the impregnated monoliths gave 95% and 77% conversion of CO and NO, respectively. ABSTRACT

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Transporte. Ingeniero Civil / La exposición a contaminantes atmosféricos es un tema relevante producto de los impactos que genera, tanto en la salud humana como el medioambiente, especialmente en los períodos invernales. Esta investigación tiene como finalidad estimar la exposición a material particulado de diámetro 2,5 o menor (MP2,5) de los usuarios frecuentes de transporte público combinando bases de datos de movilidad y de contaminación atmosférica. La movilidad de la población se estima con datos de la operación del sistema de transporte público de Santiago de Chile para la semana laboral del 20 al 24 de julio de 2015. Esta información proviene de la ubicación de los buses en ruta por pulsos GPS y las transacciones de pago de los usuarios con tarjetas inteligentes. Con información del viaje sobre el paradero de bajada, propósito (hogar, trabajo, estudio, otros) y comuna de residencia, se construye la trayectoria de 105.588 usuarios, equivalente al 1,7% de la población de Santiago. La metodología se basa en asignar la posición de los usuarios a la posición de los paraderos de transporte público visitados durante sus viajes y en estimar el tiempo de exposición como el tiempo que gasta el usuario en actividades. El análisis de la exposición se realiza comparando los resultados de la aplicación del método a dos bases de datos distintas: las mediciones de las once estaciones de monitoreo de Santiago y las salidas del modelo CHIMERE cada 2 [km]. Los resultados muestran que la exposición promedio diaria en el período es de 44, 75, 73, 73 y 67 [µg/m3] con estaciones de monitoreo y de 45, 72, 69, 89 y 82 [µg/m3] con CHIMERE. El 91% de la exposición se concentra en las actividades trabajo/estudio y hogar en trabajadores/estudiantes para ambas bases de datos. CHIMERE muestra una mayor concentración de MP2,5 en los lugares de trabajo/estudio y menor en los hogares que lo observado por las estaciones. Los resultados con estaciones muestran una baja variabilidad de la exposición que no es realista para residentes de comunas de gran superficie, por lo que la distribución actual de la red de monitoreo es insuficiente para estimar la variabilidad espacial de la exposición. El método presentado tiene la capacidad de estimar la cantidad de personas afectadas por los niveles de MP2,5 establecidos por la norma primaria de calidad del aire y tiene el potencial de evaluar políticas medioambientales. Se sugiere la inclusión de factores para capturar la variabilidad de las concentraciones a nivel de sub-grilla en CHIMERE (Valari et al., 2010) para mejorar la estimación de la exposición. A modo de perspectiva futura, se puede extender el análisis vinculando los resultados con mortalidad y consultas hospitalarias por comuna, incorporando otros tipos de usuarios más vulnerables y ampliando el método a otros contaminantes y horizontes temporales.