Ingeniero Civil / El oleaje offshore puede ser caracterizado por modelos de generación de oleaje a partir de información de viento atmosférico hindcasting. Los resultados obtenidos deben ser calibrados a través de registros de oleaje para brindarles mayor utilidad en ingeniería. La manera más práctica de obtener una base de datos para realizar la calibración es mediante mediciones de olas con altimetría satelital. El mayor desafío consiste en asociar los datos altimétricos de olas con las salidas de modelos de hindcasting globales, ya que la probabilidad de que el satélite pase por el punto exacto y en el mismo instante de un dato simulado, es muy baja. Dado lo anterior, se deben definir ventanas temporales y espaciales en las cuales se puedan asociar pares de datos de ambas fuentes de información. El objetivo general del presente trabajo es generar una serie de metodologías de calibración de oleaje de aguas profundas mediante altimetría satelital, y estudiar el impacto de éstas en proyectos de ingeniería de costas desarrollados en Chile. Para lograr lo anterior se comenzó por desarrollar una herramienta de calibración de oleaje similar a la que realizan las firmas de ingeniería que venden este tipo de información. Luego se desarrolló una variación de lo anterior donde se pudo verificar si el oleaje de tormenta y de operación, y si los oleajes con diferentes direcciones, y de diferentes periodos requiere ajustes distintos. Se estudió el efecto de estas metodologías en proyectos relacionados con oleaje operacional y en el diseño de estructuras expuestas al oleaje. El trabajo comenzó con una revisión bibliográfica sobre calibraciones de oleaje con satélites. Luego se accedió a las fuentes de información de oleaje medida con satélites y modelada para generar bases de datos con las cuales trabajar. Además, se confeccionaron rutinas de programación para generar climas de oleaje mediante los diferentes métodos de calibración. Finalmente, mediante técnicas estadísticas, se generaron familias de climas de oleaje de aguas profundas. Éstas fueron evaluadas en proyectos de ingeniería de costas.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / En el siguiente documento se muestra el proceso de diseño y construcción de un sistema undívago para extracción de energía de las olas del mar. El documento comienza con un acercamiento a esta materia destacando el recurso energético disponible en las olas del mar, las tecnologías que hoy lideran el mercado y su clasificación. Luego se detalla el equipamiento experimental construido e instalado en el laboratorio, previo y necesario para el diseño del sistema undívago. Se construye un generador de olas y se deja instalado en el estanque de agua del laboratorio de Síntesis de Máquinas Inteligentes del DIMEC . El costo del generador de olas es de $54.500. La etapa de diseño está caracterizada por la elaboración de modelos a escala que se prueban en el estanque de agua y el generador de olas. Se selecciona una estructura a construir y se realizan modelos analíticos del comportamiento dinámico que tendría la estructura en el ambiente marino. Luego se diseña la estructura final con todos sus componentes mecánicos, procurando que pueda ser construida en los talleres de la FCFM y el laboratorio de Fabricación Digital (Fab Lab) de la Universidad. Se elaboran los planos de las piezas a fabricar y la lista de materiales a comprar. El capítulo 5 muestra todos los procesos de manufactura utilizados para la construcción de las piezas diseñadas, adjuntando fotos y descripciones detalladas. Se construye el sistema y se nombra Nahuenrew, que en la lengua Mapudungun significa energía de las olas. Se realiza una prueba a Nahuenrew en el ambiente marino, en la playa de Pichidangui. Los resultados fueron más bajos de lo esperado pero satisfactorios pues se cumplen los objetivos propuestos para el trabajo. El costo del sistema Nahuenrew es de $658.000. Finalmente se analiza el comportamiento del sistema Nahuenrew durante la prueba en el ambiente marino y se propone mejoras que pueden ser ejecutadas tanto en el corto plazo como otras más elaboradas que requieren tiempo. Se estima también la potencia que sería posible generar mediante un aerogenerador ideal con la energía extraída durante la prueba. Esta potencia tiene un límite máximo de 50[W].

Ingeniero Civil Mecánico / En este documento se detalla el diseño, la construcción y el estudio de un sistema undimotriz a pequeña escala conformado por módulos dispuestos linealmente el cual flota y describe la forma de las olas, además acumula presión gracias a la presencia de actuadores neumáticos. El trabajo tiene como fin maximizar la acumulación energética bajo ciertas condiciones de oleaje en un laboratorio mediante el bloqueo automatizado de las articulaciones entre módulos. Inicialmente se refiere de forma general la memoria de título Diseño y Construcción de Sistema Undívago para la Conversión de Energía , en él se describe el sistema denominado Nahuenrew, proyecto en el que esta memoria está basada. Luego se describen generalmente otros tipos de tecnologías undimotrices. Se describe la metodología de desarrollo del proyecto el cual involucra el diseño con herramientas de fabricación digital, la construcción e implementación del sistema con marcadores para la captura de datos mediante un OptiTrack el cual graba su movimiento según las variaciones de la frecuencia de un generador de olas. Una fase experimental fue intervenir en los grados de libertad del sistema bloqueando algunas articulaciones para analizar el comportamiento del sistema y comprar su comportamiento al estar con todos sus grados de libertad con el sistema con unos módulos bloqueados. Finalmente se automatiza el sistema y se logra maximizar la carrera total de los actuadores del mecanismo bloqueando los módulos según la frecuencia con la que la ola hace oscilar el prototipo. Y se logra aumentar la carrera de un actuador Los resultados de este proyecto validan que es posible aumentar la captura de aire presurizado al bloquear ciertos módulos.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Las olas son un recurso energético inagotable y de costo nulo. Se estima que Chile tiene un potencial teórico bruto es de 240 GW según un estudio realizado por Baird & Associates S.A., y la actividad del oleaje es lo suficientemente intensa como para producir energía en toda la costa del Pacífico. Se podría decir que Chile es el mejor lugar del mundo para la generación de energía undimotriz, con más de 4.000 km de costa expuesta a constantes oleajes de alta energía. Esto nos muestra que sea interesante comenzar a estudiar la factibilidad de producir energía eléctrica a partir de las olas del mar, con el fin, de aportar a la diversificación del mix de generación y desincentivar el uso de combustibles fósiles para tal propósito en el país. El presente trabajo de título tiene por finalidad evaluar la factibilidad de instalar una central undimotriz con tecnología Pelamis o Wilefko en el puerto de Minera Centinela, perteneciente al grupo Minero Chileno Antofagasta Minerals. Ubicado en la localidad de Michilla, 50 Km al Norte de la Ciudad de Mejillones en la segunda región de Antofagasta Chile, lugar privilegiado, ya que posee olas ideal para esta tecnología por su frecuencia, Amplitud y desplazamiento. Para ello, se propone crear un sistema de energías renovables no convencionales (ERNC), capaz de suministrar 2MW continuos, por medio del sistema undimotriz, inyectándolo al Sistema Interconectado del Norte Grande (SING). Se revisará también el marco legal, tributario y económico que rige a la generación eléctrica a partir de energías renovables no convencionales (ERNC)1 en Chile. Identificando algunas oportunidades y obligaciones para este proyecto, tomando en cuenta el interés que presenta el estado de Chile en realizar proyectos de este tipo y que se consideran en las siguientes leyes e instrumentos de incentivo tributarios vigentes: 1) Ley Corta 1, (ley 19.940) Fecha de publicación 12-2 -2004 2) Ley Corta 2, (ley 20.018) Fecha de publicación 19-05 -2005 3) Ley ERNC, (ley 20.257) Fecha de publicación 01-04-2008 4) Ley 20/25, (ley 20.698) Fecha de publicación 20-10-2013 5) Incentivo Tributario a la Inversión privada en Investigación y Desarrollo: La Ley I+D da el derecho a un crédito tributario equivalente a un 35% de los pagos en virtud de Proyectos certificados por Corfo. Históricamente, Antofagasta Minerals AMSA a través de su división Minera Carolina de Michilla, ha colaborado con la comuna del mismo nombre proporcionándoles energía eléctrica desde su subestación en planta, hoy en día, esta división asumió su cierre definitivo como parte del grupo AMSA y el futuro comprador de la minera no nos asegura que dispondrá el mantener dicho aporte a esta vecina comuna. AMSA tiene un Compromiso Social con nuestros vecinos y este proyecto logra proponer una alternativa de asegurar este compromiso, a través de un proyecto para un puerto sustentable en energía y una alternativa de aporte energético para la comunidad de Michilla. Dado el cambio climático que ha experimentado el planeta en los últimos tiempos, hoy en día urge generar energía a partir de métodos sustentables. Chile, en particular, atraviesa por una seria crisis energética producida principalmente por el aumento de la demanda nacional y este tipo de proyectos innovadores 1 Definido por el Gobierno de Chile como excluyente de proyectos hidroeléctricos mayores a 20 MW de potencia instalada

Las olas son un recurso energético inagotable y de costo nulo. Se ha estimado que Chile posee un potencial eléctrico de 240 GW a lo largo de toda la costa. Esto hace que sea interesante comenzar a estudiar la factibilidad de producir energía eléctrica a partir de las olas del mar, con el fin, de aportar a la diversificación del mix de generación y desincentivar el uso de combustibles fósiles para tal propósito en el país. El presente trabajo de título tiene por finalidad evaluar técnica y económicamente una central undimotriz (o del oleaje) con tecnología Pelamis en Chile. Para ello, se obtuvo las potencias de salida teóricas de un dispositivo Pelamis (con potencia nominal 1 MW), cada 3 horas durante 20 años (1985-2004) en seis sitios a lo largo del Sistema Interconectado del Norte Grande (SING) y del Sistema Interconectado Central (SIC), próximos a importantes centros de consumo (Arica, Antofagasta, Huasco, Valparaíso, Lebu y Chiloé). Además se consideraron dos posibles tamaños para la central del oleaje; una con una potencia instalada de 3 MW y a otra de 30 MW. La evaluación se enfocó principalmente en obtener dos indicadores; valor actual neto (VAN) y costo de energía (COE), los cuales fueron sensibilizados para determinar qué variables dependen sus rendimientos. Se revisó también el marco legal que rige a la generación eléctrica a partir de energías renovables no convencionales (ERNC) en Chile. Los resultados de la evaluación indican que actualmente la explotación comercial de la energía del oleaje es inviable. Las probabilidades que en el corto plazo un proyecto como el anteriormente descrito sea rentable en el norte de Chile son nulas. A su vez, desde Valparaíso a Chiloé, las probabilidades fluctúan entre un 4% y un 12%, alcanzando su máximo en último sitio nombrado. Esto se produce ya que, al igual que otras energías renovables no convencionales, la undimotriz depende críticamente del precio de la energía. En un caso optimista, si el costo marginal de energía promediara US$135/MW en 20 años, una central undimotriz Pelamis con una potencia instalada de 30 MW podría ser rentable en Chiloé. El precio promedio de energía en los dos últimos años (marzo 2006 - marzo 2008) sobrepasa los US$138/MWH en promedio. Por otra parte, los altos costos de capital son otra característica negativa de las ERNC, y en particular, de la energía del oleaje. En un caso optimista, la inversión por MW instalado asciende a US$ 2,7 millones, esto equivale aproximadamente a 1,6 veces de lo que se invirtió por MW en el Parque Eólico Canela. Sin embargo, priorizar los costos de energía (COE) de un proyecto de este tipo sobre el valor actual neto (VAN) podría significar más posibilidades de inversión, puesto que el COE no depende del precio energía (ni de otros supuestos), sino de variables que pueden ser mejoradas producto de avances en tecnología (reducción de costos y mayor generación de energía) y porque la ley chilena estipula una obligación a los distribuidores a obtener un porcentaje de su energía a partir de fuentes renovables no convencionales. Chiloé es el único lugar donde la energía del oleaje podría competir en costos de energía con respecto a otras fuentes no convencionales en el corto plazo. Bajo supuestos razonables, para una planta con potencia instalada de 30 MW se podrían alcanzar costos de energía casi tan competitivos como los de una planta geotérmica de similar tamaño. No se descarta que pueda ocurrir lo mismo en Valparaíso y Lebu en un mediano plazo. Esto dependerá que tan rápido el avance de la tecnología repercuta en la disminución de costos y en la mayor capacidad de los convertidores al capturar la energía disponible en las olas.

Arquitecto / El Parque Undimotriz de La Chimba es un parque duro, proyectado sobre las rocas costeras del sector de La Chimba al norte de la ciudad de Antofagasta, que genera energía eléctrica a partir de la tecnología undimotriz, es decir, a partir del movimiento de las olas del mar. Considerando entonces, el carácter experimental de este proyecto en términos de su implementación en las costas de nuestro país, este proyecto en ningún caso pretende satisfacer la demanda energética que requerirá la minera en los próximos años, sino más bien, la idea es sentar un precedente de generación de energía eléctrica a partir del movimiento de las olas; utilizando e integrando esta fuente energética a la red de distribución local de la ciudad. - Chile debe duplicar su suministro de energía en los próximos diez años, y debe hacerlo de forma correcta. La diversificación de la matriz es necesaria estratégicamente para el país, en cuanto pueda paulatinamente, reducir el uso de combustibles fósiles, que, además del daño medioambiental que genera, nos hace dependientes de precios y políticas externas que están fuera de nuestra soberanía. - Es aquí donde se necesita la energía. Las grandes mineras consumen 1/5 de la energía total producida por el país, lo que explica de manera concreta que pueblos del sur del país, sientan vulnerados sus derechos en cuanto a la instalación de grandes represas que abastecerán, finalmente el consumo de estas faenas. - Existen recursos económicos para poder invertir en prototipos que lleven adelante a Chile en la investigación del potencial energético del mar. Si bien el carácter experimental del proyecto, obliga a pensar en una rentabilidad económica que no es inmediata, estudios revelan que los precios de la energía undimotriz podrían ser competitivos con el diesel al año 2020. - El desafío entonces, consistirá en identificar primero el dispositivo correcto a implementarse tomando en cuenta las variables analizadas.