Las energías renovables no convencionales (ERNC) auspician la implementación sostenible de una diversificación de la matriz energética. No obstante, los elevados costos fijos de inversión y la indisponibilidad del control de su generación imposibilitan el desarrollo de aquellas tecnologías en el sector eléctrico peruano, en el cual existen otras abundantes fuentes energéticas, como la hidroeléctrica y la térmica. En ese sentido, para superar las evidentes desventajas de este tipo de generación eléctrica, en el Perú se implementó una serie de medidas normativas, entre las cuales se encuentra el Decreto Legislativo N° 1002 y el Decreto Supremo N° 012-2011-EM. Estas normas si bien regularon la subasta de proyectos energéticos con ERNC, los beneficios de ingreso al despacho del Sistema Interconectado Nacional, la prioridad en la conexión de transmisión y distribución, cuotas de peaje en los sistemas de transmisión y la participación de las ERNC en la actividad de distribución; sin embargo, este tipo de regulación distorsionan el normal desenvolviendo del sector eléctrico, generando incluso afectación en las tarifas de los usuarios finales del servicio de electricidad o en los intereses de otros inversionistas energéticos. En este contexto, la interconexión del sistema eléctrico peruano con los de otros países de la región, se concibe –entre otros aspectos– como solución a la falta de competitividad en la generación eléctrica con ERNC en el territorio nacional. A pesar de los evidentes beneficios, la interconexión eléctrica aún se encuentra en una primigenia etapa de perfeccionamiento, por lo que es necesario un instrumento normativo el cual propicie la interconexión eléctrica fomentando principalmente la utilización de las ERNC. / Tesis

Ingeniero Civil / La escasa disponibilidad del agua es un tema de primera importancia a nivel nacional y mundial, es por este motivo que se evalúa el desarrollo de un proyecto de micro central de pasada de generación hidroeléctrica en el Fundo Santa Isidora de Coibungo, Comuna de Villa Alegre, Séptima Región del Maule. El objetivo de este tema a desarrollar, es mejorar la eficiencia del uso al agua, logrando así beneficios en el sector agrícola, con recursos actualmente desaprovechados. Los caudales para la central de pasada corresponden a caudales de los canales Quinilahue o La Finca, Bustamante, Cunaco, Coibungo, Rosas Fabry que son canales de riego y el estero Lun Tornicura. Para poder estimar el caudal disponible se realizaron aforos de los canales existentes, con el propósito de relacionar las acciones de derechos de aguas inscritas en los canales, con los caudales reales que circulan en los distintos canales. Los derechos disponibles para el proyecto suman un máximo de 2,25 m3/s en el mes de Abril y un mínimo de 0,95 m3/s en el mes de Octubre. Además se tiene una caída neta de 4,5 metros. La central tiene un caudal de diseño de 1,35 m3/s y un factor de planta de 0,89. Con estos parámetros se puede instalar una central de potencia máxima de 51,6 kW. La central, genera ingresos por venta de energía, venta de potencia y por venta de certificados de Energía Renovable No Convencional. La inversión necesaria para la realización del proyecto es de USD 334.112. Además el proyecto es viable económicamente y tiene un TIR estimado de 9,46%.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor. / Presenta los resultados del estudio termo-hidráulico de la línea de flujo Kinteroni – Nuevo Mundo (Tramo I – Unidad 200) del diseño de ingeniería efectuada por Repsol Exploración Perú S.A.Verifica los espesores de la tubería para constatar de que se encuentran en conformidad con los requerimientos de la norma ASME 31.4. Realiza una simulación termo – hidráulica de la línea de flujo que conforma la Unidad 200 para verificar que la presión, la temperatura, la velocidad de flujo y el volumen de líquido acumulado (Hold up) se encuentran dentro de los parámetros máximos permisibles para todos los escenarios estudiados. / Trabajo de suficiencia profesional

Ingeniero Civil Mecánico / Las centrales hidroeléctricas en Chile se consideran energía renovable no convencional (ERNC) cuando la potencia instalada no supera los 20 MW, en tal caso se denominan central mini hidráulica (CMH). En proyectos CMH es importante contar con estudios de pre inversión sólidos que permitan evaluar las opciones de aprovechamiento del recurso y las formas de comercialización de la energía, para que la decisión de inversión sea de bajo riesgo y las iniciativas tengan una amplia acogida en el país. El trabajo desarrolla un modelo para el análisis y evaluación de proyectos CMH a nivel de perfil, incluyendo aspectos técnicos y económicos. Sus objetivos específicos son: i. Desarrollar y documentar un modelo para evaluar el recurso hídrico de manera sencilla, donde se incluya la potencia máxima turbinable y la energía anualizada, ii. Desarrollar un modelo que permita definir los estudios iniciales necesarios para el dimensionamiento de las principales obras y equipamiento de la central, iii. Desarrollar un modelo de evaluación económica para las opciones de negocio disponibles en el mercado chileno y aplicarlo a un caso conocido, y iv. Revisar críticamente la metodología planteada y desarrollar estrategias para resolver las principales incertidumbres. La metodología para alcanzar los objetivos incluyó la documentación detallada de los distintos componentes y obras que conforman una CMH y el método de selección/cálculo de éstos. Además, se identificaron en terreno distintas CMH existentes en Chile y se organizó un esquema metódico para la evaluación de las distintas áreas que conforman los proyectos. Los principales resultados del proyecto muestran que: i. El Modelo para Estudios de Ingeniería de Perfil de CMH permite efectuar una caracterización muy completa de las mismas y el desarrollo detallado de la evaluación económica de los proyectos, de hecho el modelo predice que las CMH de baja potencia (inferior a 10 MW) son onerosas y de baja rentabilidad, en tanto que aquellas con potencias sobre 10 MW generan economías de escala de construcción y poseen rentabilidad creciente, ii. El conocimiento del recurso hídrico y del emplazamiento de la CMH, en conjunto con el itemizado detallado de inversiones, influyen de manera significativa en la evaluación económica de una CMH. Por otro lado, la tipología de las CMH es fundamental para la identificación de los aspectos más influyentes en los proyectos, iii. La calidad de los estudios y mediciones del recurso hídrico y del entorno del proyecto (hidrogramas y tipología) permite obtener una alta precisión en el cálculo de la potencia máxima turbinable, además del detalle del trazado de la tubería de presión, iii. Las curvas de eficiencia de las distintas turbinas son una herramienta valiosa para la determinación rápida y precisa del caudal de diseño de la CMH en base a los datos del recurso hídrico, iv. Para la selección de turbinas es recomendable la utilización de los gráficos envolventes del fabricante de los equipos, para verificar la factibilidad técnica del tipo de turbina en la evaluación del proyecto, v. La producción de energía de las CMH es ser el factor de mayor sensibilidad en la operación económica de las mismas, y vi. El financiamiento bancario (monto, tasa y plazo) ejerce una gran influencia en el periodo de retorno de la inversión y en la rentabilidad de los proyectos.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor. / Realiza el cálculo de la pérdidas ocasionadas a lo largo de todo el recorrido del fluido por las tomas (rejillas, compuertas, canales, tubería forzada, conductos) y por los diferentes accesorios de accionamiento y control que se puede encontrar en la central hidroeléctrica Cañón del Pato perteneciente a la empresa Duke Energy Peru como por ejemplo: codos, reducciones, válvulas mariposas, conexiones en T, etc. Para ello utilizó la metodología aplicando las ecuaciones de DARCY - WEISSBACH para el cálculo de las pérdidas, la ecuación de NIKURADSE para el cálculo del factor de fricción, la ecuación general de potencia en turbinas hidráulicas y también las ecuaciones de las pérdidas locales para cada tipo de accesorios y sus respectivos factores de fricción. / Trabajo de suficiencia profesional

Este proyecto presenta una alternativa económica, versátil y de bajo impacto ambiental para la generación de electricidad. Se trata de un grupo hidroenergético de 40 kW de potencia empleando una turbina Michell Banki el cual forma parte del proyecto de Desarrollo de Grupos Hidroenergéticos de hasta 500 kW promovido por el Área de Energía de la Pontificia Unversidad Católica del Perú. Se realizó el diseño hidráulico de la turbina de acuerdo a las formulaciones planteadas por Donat Banki y la a teoría de Turbomáquinas. Las características nominales de la turbina diseñada son las siguientes: 40kW de potencia eléctrica, velocidad de rotación de 600 rpm, 70% de eficiencia, velocidad específica de la turbina de Ns de 80, salto neto de 22,5 m y caudal de diseño de 0,28 m3/s. La zona de trabajo que abarca es: salto de 10 a 55 metros, caudal de 0,07 a 0,28 m3/s. Se propone la posibilidad de emplazar el grupo hidroenergético en la P.C.H. Porotongo en el departamento de San Martín. Se seleccionó un motor/generador síncrono de 45 kW de potencia y 1775 rpm. Se optó por un sistema de transmisión indirecta por medio de poleas y fajas debido a la diferencia en las velocidades de rotación entre los ejes del generador y el motor. Se implementó el algoritmo para el dimensionamiento de los principales componentes de la turbina Michell Banki en el programa Matlab cuyos datos de entrada deberán ser el número de álabes y la potencia mecánica. Se obtienen las dimensiones del rotor, el inyector, las velocidades del chorro y las características nominales de la turbina como caudal, salto y velocidad de rotación. El costo de fabricación del grupo hidroenergético de 40 kW de potencia empleando una turbina Michell Banki es de aproximadamente S/. 21 950. / Tesis

El presente trabajo busca ser una buena alternativa en la instalación de grupos hidroenergéticos en las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas que se construyen en el Perú y de este modo cubrir el déficit de electrificación en zonas rurales. Para ello, se ha planteado el diseño de un grupo hidroenergético que opere con una turbina estandarizada Michell- Banki debido a que esta turbina tiene una buena eficiencia dentro de un amplio rango de caudal, bajo costo y es de fácil fabricación local. La función principal del grupo hidroenergético es aprovechar la energía cinética de una caída de agua y transformar el trabajo técnico en el eje de la turbina en energía eléctrica para su uso en zonas rurales, de manera que se pueda mejorar la calidad de vida de los habitantes de estas localidades. Para el desarrollo de este trabajo se ha realizado el diseño hidráulico del rodete y del inyector, que son los principales componentes de la turbina. Esto se ha realizado mediante una metodología en la cual los únicos parámetros de entrada son la potencia de 120 kW generada en el eje de la turbina y el rango de variación de la velocidad específica de la turbina Michell-Banki. Las características nominales de la turbina son las siguientes: 120 kW generados en el eje de la turbina Michell-Banki, velocidad de giro igual a 1800 rpm, 82% de eficiencia hidráulica a plena carga, velocidad específica de la turbina igual a 100, caudal de diseño igual a 0.19 m3/s y salto neto igual a 75.4 m. Debido a las características de las turbinas Michell-Banki el grupo hidroenergético puede trabajar conservando una buena eficiencia en un rango de potencias desde 63.8 kW hasta 120 kW, en un rango de salto neto desde 50.8 m hasta 113.8 m y en un rango de caudal desde 0.11 m3/s hasta 0.22 m3/s. Una vez finalizado el diseño hidráulico se ha realizado el diseño mecánico de todos los componentes del grupo hidroenergético como eje del rodete, apoyos del eje del rodete, carcasa, bastidor, además de la verificación por resistencia del rodete y del inyector. Por otro lado, se ha diseñado la pieza de transición entre la salida de la tubería de presión de sección circular y la entrada del inyector de sección rectangular. Además, se ha seleccionado el generador eléctrico y se ha diseñado el sistema de transmisión de potencia entre la turbina y el generador, de tal manera que este gire a su velocidad de sincronismo. El costo del grupo hidroenergético de 120 kW utilizando una turbina Michell-Bank es aproximadamente S/. 40,391.97 considerando costos ingeniería, costos de fabricación y costos de equipos de compra directa. / Tesis

Ingeniero Civil / En el contexto del debate respecto de la matriz energética chilena, diversos sectores plantean que debería existir una participación de las ERNCs mayor al 3.56% actual. La Ley 20.257 (de Energías Renovables No Convencionales) del año 2008, obliga a las empresas eléctricas que efectúen retiros de energía desde los sistemas eléctricos con capacidad instalada superior a 200 MW para comercializarla con distribuidoras o clientes finales a acreditar al año 2024 que el 10% de esta energía provenga de ERNC. Una de las tecnologías que más ha penetrado en la última década son las pequeñas centrales hidráulicas (PCHs), definidas como aquellas con potencia instalada inferior a 20 MW. Dado el tamaño de estos proyectos, comúnmente se considera que sus impactos ambientales son poco significativos. Sin embargo, la proliferación de una gran cantidad de PCHs puede producir impactos acumulativos sobre los sistemas ambientales acuáticos. El presente estudio tiene por objetivo analizar preliminarmente los impactos ambientales acumulativos asociados a un conjunto PCHs sobre los sistemas acuáticos en Chile. Como antecedente preliminar, en el presente trabajo se caracterizó el conjunto de proyectos de PCHs ingresados al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA) en la última década. En base a la información disponible, se determinó que los proyectos de PCHs analizados involucran una inversión de US$540 millones, totalizando una capacidad instalada de 288 MW. Además, se concluyó que los proyectos en estudio son de alta caída ya que aproximadamente el 86% tienen caída neta sobre los 35 m. Respecto a los caudales de diseño, el 65% de los proyectos presenta caudal de captación inferior a 6 m3/s. Las cuencas que concentran la mayor cantidad de proyectos son Río Bueno, Tolten y Maule. Estas cuencas también concentran las mayores capacidades instaladas totales. Como parte central del trabajo, se propone un grupo de indicadores de impactos ambientales acumulativos de PCHs, que principalmente se relacionan con la distancia reducida a caudal ecológico que presentan estos proyectos. Los indicadores propuestos incluyen la distancia unitaria reducida a caudal ecológico y la fragmentación unitaria (ambas por MW de capacidad instalada), la fragmentación ponderada por el caudal ecológico, y un indicador global que combina el caudal ecológico y la distancia reducida a caudal ecológico. Cada uno de los indicadores acumulativos propuestos se calcularon a nivel de cuenca. A partir del análisis, se determinó que el conjunto de PCHs consideradas en el presente estudio reduce a caudal ecológico una distancia de río de 605 m/MW y una distancia acumulada de 142 km de cauces en distintas cuencas hidrográficas. Este resultado contrasta con los 135 m/MW reducidos a caudal ecológico y de 89 km de distancia acumulada por el conjunto de proyectos de centrales hidroeléctricas con capacidad mayor a 20 MW ingresados al SEIA durante el mismo período. En general, la cuenca del río Imperial concentra los valores más altos para los indicadores de impacto acumulativo, a pesar de incluir solamente dos proyectos de PCHs. Se propone como trabajo futuro validar los indicadores propuestos, así como también proponer nuevos indicadores ambientales acumulativos que no sólo consideren el medio físico, sino que además consideren otros factores como sociales, económicos y biológicos a fin de realizar una comparación de los impactos ambientales acumulativos de un conjunto de proyectos de PCHs con un conjunto de proyectos hidroeléctricos con capacidad instalada mayor a 20 MW.

Las energías renovables no convencionales (ERNC) auspician la implementación sostenible de una diversificación de la matriz energética. No obstante, los elevados costos fijos de inversión y la indisponibilidad del control de su generación imposibilitan el desarrollo de aquellas tecnologías en el sector eléctrico peruano, en el cual existen otras abundantes fuentes energéticas, como la hidroeléctrica y la térmica. En ese sentido, para superar las evidentes desventajas de este tipo de generación eléctrica, en el Perú se implementó una serie de medidas normativas, entre las cuales se encuentra el Decreto Legislativo N° 1002 y el Decreto Supremo N° 012-2011-EM. Estas normas si bien regularon la subasta de proyectos energéticos con ERNC, los beneficios de ingreso al despacho del Sistema Interconectado Nacional, la prioridad en la conexión de transmisión y distribución, cuotas de peaje en los sistemas de transmisión y la participación de las ERNC en la actividad de distribución; sin embargo, este tipo de regulación distorsionan el normal desenvolviendo del sector eléctrico, generando incluso afectación en las tarifas de los usuarios finales del servicio de electricidad o en los intereses de otros inversionistas energéticos. En este contexto, la interconexión del sistema eléctrico peruano con los de otros países de la región, se concibe –entre otros aspectos– como solución a la falta de competitividad en la generación eléctrica con ERNC en el territorio nacional. A pesar de los evidentes beneficios, la interconexión eléctrica aún se encuentra en una primigenia etapa de perfeccionamiento, por lo que es necesario un instrumento normativo el cual propicie la interconexión eléctrica fomentando principalmente la utilización de las ERNC.

La producción de energía es uno de los objetivos principales de las sociedades y países. El Perú ocupa una posición geográfica inmejorable además cuenta con diversidad medioambiental y recursos energéticos. En los últimos cinco años la demanda de energía en el Perú se ha incrementado de tal forma que las proyecciones del año 2010 indican un posible desabastecimiento de energía en la región norte si no se implementan y desarrollan los proyectos de energías renovables como el hidroeléctrico. Las empresas privadas, de capitales extranjeros, del sector de generación de energía del Perú, tienen una participación mayoritaria en el mismo y centran su operación en las regiones donde se encuentran disponibles los recursos gasíferos, sin embargo aquellas regiones con potencial hidroeléctrico como el departamento de Piura no cuentan con inversiones en este sector. En ese contexto, y sumado a las perspectivas positivas de crecimiento económico del país y a la anunciada presencia de nuevas inversiones en el sector; surge la necesidad de aumentar la competitividad por parte de capitales nacionales que equilibren el sector y a la vez permitan ganar experiencia para competir en mercados extranjeros. El objetivo del presente trabajo de investigación es elaborar un plan estratégico de generación hidroeléctrica en el departamento de Piura, que sea ejecutado por inversiones privadas en beneficio de sus propietarios, los usuarios consumidores y las comunidades ocupantes de los territorios que albergan los recursos hídricos. El estudio se realizó en base al modelo secuencial del proceso estratégico del profesor Fernando D´Alessio, a estudios de pre factibilidad de generación hidroeléctrica en el departamento de Piura realizados en la década de los 80, a entrevistas con expertos del sector electricidad, a documentación relacionada con estudios de mercado y del sector, publicaciones especializadas privadas y gubernamentales e investigaciones similares. La investigación determinó que existe oportunidad de inversión para la generación hidroeléctrica en el departamento de Piura. Se establecieron la misión y visión así como tres objetivos de largo plazo para un periodo de 9 años: (1) El año 2020 se generará 140 Mega Watts (MW) de energía hidroeléctrica en el departamento de Piura, hoy se produce 37.9 MW, preservando el medio ambiente siendo socialmente responsables; (2) integrar al sistema interconectado nacional las provincias fronterizas de Huancabamba y Ayabaca; y (3) la generación de energía hidroeléctrica en el departamento de Piura aportará 20 MW para el proceso de exportar energía eléctrica a Ecuador. Para el cumplimiento de los objetivos de largo plazo, se formularon estrategias de integración y de penetración para integrar el mercado con representatividad. / The production of energy is one of the main goals of the societies and countries. Peru has an excellent geographic position also has environmental diversity and energy resources. In the last five years the demand for energy in Peru has increased, so that the projections for 2010 indicate a possible energy shortages in the northern region are not implemented and develop renewable energy projects such as hydropower. The foreign-owned private sector power generation in Peru, have a stake in it and focus its operations in regions where gas resources are available, however those regions where hydropower potential as the department of Piura, not have investments in this sector. In this context and in addition to positive economic growth prospects of the country and announced the presence of new investments in the sector, there is a need to increase competitiveness by domestic capital that balance while allowing industry to gain experience to compete in foreign markets. The objective of this research is to develop a strategic plan for hydropower generation in the department of Piura, which is run by private investments for the benefit of its owners, consumers and communities users occupying the territories that harbor water resources. The study was performed based on the sequential model of the strategic process of Professor Fernando D'Alessio, a prefeasibility studies of hydropower in the department of Piura made in the 80's, interviews with industry experts electricity, related documentation with market research and industry, government and private publications and related research. The investigation determined that there is opportunity for hydroelectric generation investment in the department of Piura. It established the mission and vision as well as three long-term goals for a period of 9 years: (1) The year 2020 will generate 140 MW of hydroelectric power in the department of Piura, now produces 37.9 MW, while preserving the environment being socially responsible, (2) integrated into the national electricity network the border provinces Ayabaca and Huancabamba, and (3) the generation of hydroelectric power in the department of Piura will provide 20 MW to the process of exporting electricity to Ecuador. To fulfill the objectives of long-term, integration and market penetration strategies were developed to integrate it with representation. / Tesis