Ingeniero Civil Mecánico / El Área de Transporte de la Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE), en su funcionamiento desde el 2010 en adelante ha llevado a cabo diversos proyectos, en los cuales ha buscado reducir el consumo de combustible a través de la implementación de Medidas de Mejora de Eficiencia Energética (MMEE). En estos proyectos, el proceso de cuantificación de resultados se ha llevado a cabo de diversas maneras sin seguir un lineamiento común, lo cual no ha permitido hacer estos resultados comparables entre estudios. Es por esto, que la AChEE ha elaborado un protocolo estándar, basado en el Protocolo Internacional de Medida y Verificación (IPMVP), para aplicarse en los proyectos que se realicen a partir del 2014. Dentro de esta memoria se ha abordado dicha problemática aplicando el protocolo a los proyectos de la AChEE del periodo 2011-2013, para así compararlos con los resultados obtenidos anteriormente. Luego, se evaluó la costo-efectividad de cada proyecto y de dos nuevas herramientas que permiten estimar el impacto de dispositivos aerodinámicos y de conducción eficiente: el análisis de Fluidodinámica Computacional (CFD), y la metodología Potencia Específica Vehicular (VSP), respectivamente. A partir de la cuantificación estandarizada se obtuvo una diferencia con lo reportado originalmente de 79.225 [lt/anuales] menos, producto que este es más estricto. Además se hacen recomendaciones sobre los medidores más adecuados según el tipo de proyecto. Por otro lado, con respecto al análisis CFD se concluye que es aplicable para determinar el impacto de dispositivos aerodinámicos, recomendándose su utilización en las etapas de diseño y puesta a prueba de estas tecnologías. Finalmente, se determina que la Metodología VSP es un buen estimador del consumo de combustible bajo condiciones de conducción normal, que sin embargo adquiere un mayor margen de error en la aplicación de conducción eficiente, estimando una reducción del consumo levemente menor que la real. Todos estos antecedentes impactan en el diseño y futuro desarrollo de la AChEE.

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.

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.

Como herramienta de apoyo a la disminución de los costos energéticos hace varias décadas se vienen desarrollando y mejorando programas computacionales que simulan el desempeño energético y en particular el desempeño térmico de los edificios. En la actualidad existen alrededor de 300 programas desarrollados por distintos países e instituciones cada uno con sus fortalezas y falencias. En este trabajo se caracterizaron los softwares de modelamiento térmico Ecotect, TAS y DesignBuilder, con el fin de entregar una calificación disponible para las universidades y/o los posibles compradores dentro del mercado chileno. El edificio ubicado en Avda. Blanco Encalada 2120 fue modelado en cada uno de ellos, donde se ingresaron las características constructivas de este y los parámetros comunes de uso, que permitieron realizar una comparación de los resultados obtenidos. En algunos casos, estas herramientas poseen altos niveles de complejidad, por lo cual es altamente recomendable que sean utilizadas por un grupo de especialistas, que incluya profesionales de diversas áreas. Esto permitirá obtener resultados validados, confiables, transparentes y acordes con la realidad de nuestro entorno. Los resultados obtenidos indican que los softwares con resultados más consistentes fueron DesignBuilder y TAS. En el caso de Ecotect estos fueron menos convincentes. Las principales recomendaciones del estudio, para reducir el consumo eléctrico del edificio, corresponden a implementar sistemas de iluminación de mayor eficiencia, controlar las temperaturas de climatización y mejorar el rendimiento de los equipos de climatización. Este edificio consume unos 240 kWh/m2/año, valor considerado alto, lo cual indica que existen buenas oportunidades de implementar eficiencia energética. Las medidas recomendadas podrían reducir el consumo eléctrico por sobre el 20%.

El objetivo principal del presente trabajo de título, es realizar un estudio del comportamiento armónico en el Área Húmeda de minas de cobre, que utilizan el método de lixiviación. Esto, con el fin de analizar la posibilidad de encontrar una nueva alternativa, para la compensación de componentes armónicos eléctricos. En la actualidad, la solución técnica corresponde a compensar en las salas eléctricas, existiendo una fuerte contaminación entre las salas y las respectivas cargas (que generalmente se encuentran bastante separadas). Dentro de los equipos contaminantes, se tienen sistemas transformadores-rectificadores, para el proceso de electro-obtención, que operan en media tensión y sistemas variadores de velocidad, para el control de bombeo de flujo variable, que operan en baja tensión. Luego de definir la estructura del Área Húmeda a considerar, especificando los equipos incluidos y sus respectivos ciclos de trabajo, se procedió a describir la forma en que los dispositivos de electrónica de potencia son dispuestos y organizados en la planta. Posteriormente y en forma complementaria, se hicieron simulaciones en el programa ETAP, con el propósito de determinar la contaminación armónica del proceso, bajo condiciones normales de operación y para corroborar el cumplimiento de los requerimientos de la normativa, en el punto de acople común con el sistema de alimentación eléctrica (PCC). Finalmente, se analizaron distintas posibilidades de filtrado armónico, según el comportamiento de las respectivas cargas. Dentro del análisis efectuado, se pudo apreciar que el comportamiento de los sistemas de rectificación es prácticamente constante, de manera que la metodología actual (filtrado pasivo), es la solución técnico-económica más conveniente. Para el caso de baja tensión, el comportamiento de las cargas es variable, de manera que desde el punto de vista técnico, la implementación de filtros activos podría ser conveniente (no así desde el punto de vista económico). Por otra parte, una solución técnico-económica conveniente para el caso de baja tensión, consiste en la implementación de filtros comunes (ya sean activos o pasivos), junto con la disposición de los variadores de frecuencia fuera de las salas eléctricas (minimizando la distancia entre los variadores y sus respectivas cargas). Como trabajo a futuro, se propone la elaboración de un algoritmo que permita minimizar el costo de instalación de la planta, el cual tome como variables de decisión, algunas de las siguientes opciones: el tipo de filtrado en baja tensión (pasivo, activo o híbrido), la definición de los grupos de variadores para el filtrado en conjunto y la posición de los gabinetes con variadores (fuera de la sala eléctrica), que minimice las distancias a los motores. Además, se propone desarrollar un estudio, que permita determinar la factibilidad de implementar variadores de frecuencia, para operación dentro de áreas clasificadas.

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Ingeniero Civil / El objetivo de este trabajo es generar una metodología que permita al tasador, mediante un procedimiento matemático simple, incorporar al valor de tasación habitual los beneficios que se generan por la implementación de mejoras a la eficiencia energética. El beneficio económico se estima como el valor presente de los ahorros en consumo de energía que se generan respecto a una vivienda convencional. Para determinar dicho valor el costo de los energéticos debe ser proyectado y ponderado por los porcentajes de consumo correspondientes, el periodo de recuperación de los ahorros en consumo debe ser la cantidad de años de vida útil remanente de la mejora y la tasa de descuento debe ser el promedio de las tasas de crédito hipotecario ofrecidos en el mercado a la fecha de tasación. Luego para obtener una tasación verde se suma esta cifra al valor de tasación determinado por el tasador mediante su proceso habitual de valoración. Para estudiar el impacto de la metodología propuesta se analizan 8 casos: viviendas ya tasadas, de tipología pareada y aislada, de albañilería, estructura de madera y estructura metálica, ubicadas en tres zonas térmicas diferentes (1, 3 y 6). Se supone la implementación de mejoras en la envolvente térmica y uso de colector solar, que impactan los consumos calefacción y agua caliente sanitaria (ACS) respectivamente. Para ello se utilizan las herramientas CCTE_v2 (software que permite conocer la demanda de energía para el acondicionamiento térmico del edificio) y f_chart (algoritmo para verificación del cumplimiento de la Contribución Solar Mínima (CSM) de sistemas solares térmicos). Finalmente observando los resultados de todas las viviendas analizadas los porcentajes de aumento en el valor de tasación de las viviendas debido a la aplicación de las distintas mejoras estudiadas varía entre 3,4% y 18,0%.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / El presente trabajo aborda la eficiencia energética desde la cogeneración o generación simultánea de electricidad y calor a partir de una única fuente energética (CHP). Al aplicar CHP, se reduce el consumo de combustible y las emisiones contaminantes. El objetivo general del proyecto es evaluar técnica-económicamente la implementación de tecnologías CHP en sectores residenciales comparando tres distintos tipos de tecnologías: celdas de combustibles, Stirling y combustión interna. Los objetivos específicos son: realizar un estudio bibliográfico del estado del arte de la cogeneración a pequeña escala, establecer configuraciones de diseño para su implementación en consumidores tipo, determinar el perfil de consumo requerido en cada caso, diseñar instalaciones a nivel de perfil para la implementación de las tecnologías y efectuar la evaluación técnico-económica de las mismas. La metodología para desarrollar el proyecto incluye revisión bibliográfica, sus ventajas con respecto a la generación convencional y de las tecnologías disponibles para su aplicación. Para el análisis de casos y tecnologías se seleccionan tres establecimientos de pequeña escala definiendo su emplazamiento, demanda térmica, eléctrica y arquitectura. El diseño de los sistemas CHP considera conexión a la red mediante generación distribuida. Se establece la disposición y control de los equipos en layout y P&ID, se ejecuta análisis de eficiencia energética, se calcula la reducción de emisiones y se determina la viabilidad técnico-económica por medio de análisis marginal de sistemas CHP vs sistema de suministro convencional. Los resultados obtenidos muestran que los cogeneradores impulsados por motores a combustión interna, Stirling y celdas combustibles son técnicamente factibles para aplicaciones a pequeña escala; siendo la tecnología de celdas combustible la más onerosa y la que menos impacto en el medio ambiente genera. El proyecto se encarga de analizar sistemas CHP en una vivienda, un hostal y en un distrito logrando soluciones de suministro energético técnicamente factibles. Como los casos analizados se caracterizan por una alta variabilidad en las demandas térmica y eléctrica, no es posible balancear per se el suministro CHP por lo que es necesario suplir la demanda a través de generación distribuida, almacenamiento térmico y caldera auxiliar en stand-by. La factibilidad económica no se logra con celdas combustibles por su alta inversión inicial, en Stirling se obtienen ganancias marginales para la magnitud de la inversión y en cogeneradores a combustión interna se observa una rentabilidad aceptable. Con todas las tecnologías se observan reducciones considerables de las emisiones contaminantes, además se consigue una alta confiabilidad en el suministro de energía. Estos beneficios sociales sumados a la factibilidad técnica y, según el caso, económica de sistemas de cogeneración hacen concluir que su inversión en proyectos de eficiencia energética, en el sector residencial, son una opción limpia y fiable para el desarrollo sostenible del país.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / Los sistemas de aire comprimido (CAS) son un conjunto de equipos que trabajan de forma solidaria para la generación de aire a una presión determinada requeridos para una aplicación en particular. En la actualidad no existe un documento formal que integre tanto los pasos de una auditoría energética orientada a CAS como una recopilación completa de las medidas de eficiencia energéticas (MEE) aplicables. El objetivo general de la memoria es desarrollar una metodología de análisis de las MEE que sean aplicables a diferentes CAS comúnmente utilizados en la industria, mientras que los objetivos específicos son: i) evaluar el estado del arte a fin de conocer los CAS utilizados en la actualidad, ii) Desarrollar una metodología que permita evaluar energéticamente un CAS y que identifique medidas de eficiencia energética aplicables, y iii) aplicar la metodología señalada a un ejemplo de CAS de una industria chilena. La metodología para desarrollar el proyecto incluye la revisión bibliográfica de manuales de proveedores, guías de fabricantes, documentos emitidos por organizaciones, entre otros, a continuación, se redacta un manual de auditorías de eficiencia energética orientadas a los CAS´s, que cuenta con todos los pasos necesarios para la evaluación de las MEE y, finalmente, empleando la metodología se analiza un caso de estudio de la realidad chilena. Los principales resultados y conclusiones son: (i) los CAS en la actualidad consisten en un conjunto de equipos en los que se incluyen compresores, estanques y equipos de tratamiento de aire, entre otros, (ii) en la actualidad el control maestro es una tecnología con poca presencia, pero se espera que su uso sea indispensable en el futuro, (iii) La metodología desarrollada permite evaluar el consumo energético de un CAS, así como también las principales MEE incidentes, esto se realiza mediante 6 pasos: recopilación de la información; análisis del proceso productivo; medición de datos; contabilidad energética; análisis de las MEE y redacción del informe final, (iv) La metodología incluye pasos a seguir para un total de 6 MEE, siendo la más utilizadas actualmente la reducción de fugas, (v) Se seleccionó un caso de estudio representativo de la realidad nacional donde el aire se utiliza principalmente en válvulas de control y automatización de equipos, (vi) se aplicó la metodología desarrollada identificando oportunidades de mejora en las fugas de aire comprimido y en una pobre distribución de la red (reducción de presión) desarrollando para esta última 3 propuestas de rediseño de red, (vii) los resultados muestran que la reducción de fugas aumenta la eficiencia el CAS en un 16% con un PRI de 2 años y VAN positivo, las propuestas 1, 2 de reducción de presión lo hacen en un 6,2%, 5,3% respectivamente ambas con un PRI de 1 semestre y la propuesta 3 lo hace en un 7,1%; pero con un PRI alto cercano a los 4 años, (viii) Para el caso de estudio se recomienda la implementación de la medida de reducción de fugas y la propuesta 1 de la medida de reducción de la presión.

En Argentina las políticas de eficiencia energética son relativamente recientes. En efecto, comenzó a promoverse en 1999 a través de un programa de etiquetado de electrodomésticos y definición de estándares mínimos de eficiencia energética. Desde ese momento, ha habido diversas medidas de eficiencia energética para los distintos sectores, incluyendo el residencial. No obstante, dichas iniciativas no han tenido un impacto significativo. Esto puede explicarse por la existencia de problemas en el diseño e implementación de las políticas o por las condiciones, de borde y habilitantes, en las cuales son aplicadas las políticas. En este contexto, se plantea el objetivo de realizar un análisis comparativo de la evolución de las condiciones de borde y habilitantes para la promoción de la eficiencia energética en el sector residencial argentino y de los resultados alcanzados por las políticas implementadas en la materia en dicho sector entre los periodos 2002-2015 y 2015-2018. La hipótesis que se plantea es que, a pesar de que han existido y existen políticas de eficiencia energética destinadas al sector residencial en Argentina en el periodo bajo análisis (2002-2018), hasta el momento no ha habido grandes avances en eficiencia, porque no se ha contado con las condiciones de borde y habilitantes que permitan una adecuada implementación de las medidas y resultados exitosos. Para abordar el objetivo planteado se propone un marco teórico heterodoxo compuesto por aportes del enfoque de los Servicios Energéticos a Escala Humana (HUSES), la Economía Ecológica y los autores Post-Keynesianos, debido a la importancia del abordaje sistémico y multidimensional que toman estas teorías. A nivel metodológico se recurre a tres herramientas: análisis de densidad e intensidad de las políticas de eficiencia energética de acuerdo al Índice de Actividad Política (IPA por sus siglas en inglés); Análisis de Descomposición basado en Índices (IDA por sus siglas en ingles), en particular el método Índice de la Media-logarítmica Divisia (LMDI por sus siglas en inglés); y análisis de multicriterio (MCA por sus siglas en inglés). A partir del Análisis de Descomposición del consumo energético se encuentra que el sector residencial no mejora la eficiencia energética en el periodo 2004-2015 pero si lo hace en el 2015-2018. Este resultado se puede explicar a partir del análisis de multicriterio, donde se demostró que las condiciones de borde y habilitantes para la eficiencia energética también mejoraron, principalmente en lo vinculado con: la existencia de una subsecretaría dedicada especialmente a la promoción de la eficiencia, la determinación de compromisos de reducción de emisiones de GEI a nivel internacional, la determinación de metas de eficiencia energética, el lanzamiento de campañas de concientización y guías de buenas prácticas y de apoyo para los docentes y la relativa escasez de fuentes energéticas que genera incentivos para optimizar su uso. Adicionalmente, en el periodo bajo estudio aumenta notablemente la densidad de las medidas de eficiencia energética de acuerdo al Índice de Actividad Política, aunque poseen un bajo nivel de intensidad, por no incluir objetivos cuantificables, tener un alcance limitado, no prever partidas presupuestarias para su implementación, entre otros. / In Argentina, energy efficiency policies are relatively recent. Indeed, it began to be promoted in 1999 through a program of appliance efficiency standards and labeling. Since then, there have been several energy efficiency measures for the different sectors, including the residential. However, these initiatives have not had a significant impact. This can be explained by the existence of problems in the design and implementation of the policies or by the boundary and enabling conditions in which the policies are applied. In this context, the objective is to perform a comparative analysis of the evolution of the boundary and enabling conditions for the promotion of energy efficiency in the residential sector of Argentina and the evolution of the results achieved by these policies between the periods 2002-2015 and 2015-2018. The hypothesis that arises is that, despite the fact that there are and there has been energy efficiency policies addressed to the residential sector in Argentina in the period under analysis (2002-2018), so far there has been no major energy efficiency improvements, due to the absence of the necessary boundary and enabling conditions to assure successful results of energy efficiency policies. To address the objective, a heterodox theoretical framework is proposed, which is composed of contributions from Human Scale Energy Services (HUSES), Ecological Economy and Post-Keynesian theories, due to the importance of the systemic and multidimensional approach in these theories. Three methodological tools are used: the analysis of the density and intensity of energy efficiency polices according to the Policy Activity Index; the Index Decomposition Analysis (IDA), in particular the Logarithmic Mean Divisia Index (LMDI); and the Multicriteria Analysis (MCA). From the Decomposition Analysis of energy consumption it is found that the residential sector does not improve energy efficiency in the period 2004-2015 but it does in 2015-2018. This is explained by the Multicriteria Analysis, where it was shown that the boundary and enabling conditions for energy efficiency have also improved, mainly related to: the existence of an undersecretariat dedicated to promoting efficiency, the establishment of commitments to reduce GHG emissions at the international level, the determination of energy efficiency targets, the promotion of awareness campaigns and good practice guides and support guide for teachers in relation to energy efficiency, and the relative shortage of energy sources that generates incentives to optimize their use. In addition, in the period under study, the density of energy efficiency measures increases significantly according to the Policy Activity Index, although they have a low level of intensity, as they do not include quantifiable objectives, have a limited scope, and do not mentioned specific amount of budget for their implementation, among others.