Magíster en Meteorología y Climatología / La Cordillera de Nahuelbuta (CN, 37,7°S-73,0°O) es un macizo de 100 km de ancho y 180 km de largo, en donde la precipitación orográfica realiza una importante contribución durante el paso de sistemas frontales conectados a un flujo húmedo del NO. Las observaciones in-situ del proyecto CCOPE (2015), mostraron que más del 30% de precipitación fue generada por colisión coalescencia (lluvia cálida) y asociada a nubes orográficas someras. El resto, ocurrió en nubes profundas, originadas por ascenso a gran escala y mecanismos de crecimiento de hielo (lluvia iniciada por hielo). Dentro de una tormenta frontal, la precipitación puede transitar entre ambas fases y su incremento en la ladera de barlovento de la CN parece ser más marcado en los casos cálidos. Para verificar si dicha transición ocurre en toda la CN y evaluar la distribución de la precipitación instantánea y acumulada en cada fase para un mismo sistema frontal se simularon 5 eventos ocurridos el 2015 con WRF a alta resolución. Estas simulaciones contemplaron 4 configuraciones del modelo, las cuales consistieron en un aumento de los niveles verticales con respecto a la corrida de control, incorporación de un dominio externo y cambio del esquema de microfísica Thompson al WSM5. En 3 de los 5 eventos simulados WRF logró simular la transición entre ambos regímenes de precipitación en toda la CN. En uno de los eventos precipitó nieve y graupel en las cumbres de la CN, por lo cual no fue posible realizar la clasificación, mientras que en otro el modelo no simuló la fase de lluvia cálida que sí se observó en los datos MRR, posiblemente debido a una deficiencia en los datos de entrada del modelo. Los resultados indican que en ambas fases de lluvia existe un control orográfico, pero este es más marcado en la fase de lluvia cálida. En este régimen la precipitación se concentra sobre la CN organizada en bandas a lo largo del viento distribuidas heterogéneamente, con los montos de lluvia incrementándose hacia su ladera de barlovento y zonas más altas, ausentándose en la costa y mar adentro y sugiriendo el desarrollo de nubes orográficas. Dicho incremento (razón de ~1:3 entre la costa y la montaña) en el acumulado total de precipitación se asocia a una mayor duración efectiva de esta (razón ~1:2). Además, las nubes convectivas en esta fase se estructuran en bandas organizadas a lo largo del flujo húmedo. En la fase de lluvia iniciada por hielo en cambio, la precipitación se distribuye de manera homogénea a lo largo de una banda que cruza la CN con orientación NO-SE (asociada al frente frío). La precipitación tiene mayor simultaneidad en toda la CN y el mayor acumulado en la ladera de barlovento de esta se vincula a una mayor intensidad de la precipitación. Estos resultados son comunes a las diferentes configuraciones utilizadas en el modelo WRF, aun considerando variaciones en el esquema de microfísica, demostrando que los hidrometeoros y procesos considerados por aquellos utilizados en esta tesis, no alteran los rasgos distintivos de cada régimen de lluvia. Dichos procesos podrían ser considerados en el futuro como punto de partida para un nuevo método de clasificación de la precipitación líquida.

El presente trabajo, se realizó en la fábrica de hielo LIMARICE S.A., dedicada a la producción y comercialización de hielo en bloques de 50 kg. La problemática que presenta la empresa son las pérdidas económicas debido a devoluciones por hielo quebradizo, por tamaño pequeño y por desperdicio de materia prima. Frente a esta problemática se plantea la siguiente interrogante ¿Una propuesta de mejora en la etapa de congelación de la empresa de hielo LIMARICE S.A. reducirá pérdidas económicas?, donde se obtuvo como resultados en el diagnóstico que las pérdidas representan el 10,86% de la producción es decir un total de S/134079,8, debido a la falta de métodos de inspección, control, procedimientos y mala distribución de funciones. En la propuesta de mejora se logró aumentar la producción en 140 t/día, reducir el cuello de botella en 4,4h y lograr una utilización de 79% con una eficiencia física de 100%, proponiendo la instalación de un nuevo sistema de llenado, procedimiento de controles, y distribución de funciones, para lograr unas ganancias no percibidas hasta de S/ 367724 mensuales, reflejado en el análisis de costo beneficio de S/5,22, recuperando la inversión en 2 meses con 8,59 días y con una tasa de retorno de 81%.

La Fábrica de Hielo San Jorge, se dedica a producir y comercializar barras de hielo de 60 kg. Actualmente, presenta dos problemas principales que es el producto no conforme por volumen y el hielo quebradizo; ocasionado pérdidas económicas para la empresa. El objetivo principal es mejorar el proceso productivo de la fábrica para reducir las pérdidas económicas. Para ello, se realizó como metodología diagnosticar la situación actual del proceso productivo, evaluando los tiempos de cada actividad utilizando herramientas como cronómetro, la aplicación de la metodología 5WH, además se calculó los indicadores de producción. Luego se realizó las propuestas de mejoras y finalmente, se analizó el costo-beneficio de las propuestas para evaluar su viabilidad y rentabilidad. Para esto se propuso implementar tres mejoras, automatizar el llenado de cisterna, elaboración de MOF e instructivos de trabajo y la instalación de un intercambiador de calor el cual redujo el tiempo de congelamiento de 25,28h a 24,28 que viene a ser considerado el cuello de botella. Así mismo, incremento su producción de 55,3 ton/día a 74,24 ton/día, se logró una eficiencia física de 95%, una eficiencia económica de S/3,22 y una utilización de 48,08%. Finalmente se tuvo como resultado la reducción de pérdidas económicas a 0,97% respecto a los productos defectuosos (hielo quebradizo y producto por volumen no conforme), obteniendo un análisis costo – beneficio, que indica que la propuesta es viable, factible y rentable debido a que presenta una relación de B/C de S/ 1,20.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Presenta el diseño de una planta de hielo de capacidad 30 Ton / día y Cámara De 200 Tm de conservación. La planta productora de hielo en bloques consiste en un sistema de refrigeración inundado o por gravedad, la cámara de almacenamiento utiliza un sistema de refrigeración por expansión seca, en ambos caso se utiliza como refrigerante el amoniaco, el cual es un refrigerante ecológico. El sistema de refrigeración consta de un sistema de control el cual está conformado por una serie de válvulas las cuales tienen como función la regulación de la presión y temperatura del refrigerante en diferentes partes del sistema, dicho control es necesario para el debido funcionamiento del sistema de refrigeración. / Trabajo de suficiencia profesional

El desarrollo y promoción de nuevas tecnologías orientadas al ahorro energético y de recursos, principalmente, al sector manufacturero, permite elevar la competitividad empresarial; a través, de una propuesta enfocada en la eficiencia energética de sus procesos productivos e incremento de su productividad. En este contexto, el presente proyecto desarrolla y plantea los requisitos y procedimientos necesarios para el diseño e implementación técnica de una planta procesadora de cubos de hielo de tres tamaños de capacidad, considerando aspectos de eficiencia energética y estudio técnico y de ingeniería. El estudio consta de ocho capítulos, donde se desarrollan los aspectos generales y conceptos básicos relacionados a la refrigeración y eficiencia energética, los atributos del producto y del proceso productivo, las tecnologías disponibles asociadas, estudio de los recursos necesarios para producir hacia diferentes cuotas de mercado; así como la distribución y diseño de la planta, los aspectos legales y organizacionales para su implantación, el análisis económico y financiero del proyecto; y, finalmente, el cronograma de actividades que permiten su puesta en marcha. Los resultados del estudio determinan que es positiva la viabilidad del proyecto para los tres tamaños de planta, con una inversión de la planta de máxima capacidad que asciende al monto de S/.2 301 851 y un periodo de recuperación de 3 años a partir del inicio de las operaciones. Así mismo, el proyecto de dicha planta estima un valor actual neto económico (VANE) de S/.3 692 099 y un valor actual neto financiero (VANF) de S/.3 694 445. Por otro lado, el tiempo para cumplir con el plan de actividades de implantación del proyecto resulta un tiempo estimado de 50 semanas (11.3 meses).

El presente trabajo de investigación tiene como finalidad proponer la mejora del proceso productivo de hielo aplicando el software ProModel en la fábrica de hielo ILASAC para aumentar la productividad. Así mismo, se definieron los objetivos específicos; primero diagnosticar la situación actual del proceso productivo de hielo de la fábrica ILASAC dando como resultado un cuello de botella de 1325,40 minutos, una producción mensual era de 28 lotes y una productividad era de 2,06 tn/mes. Para mitigar dichas problemáticas, se elaboró la propuesta de mejora aplicando el software ProModel para incrementar la productividad de la fábrica donde al implementar un tanque recibidor de amoniaco y la implementación de un llenado automatizado de la cisterna, se obtuvieron los resultados donde la producción mensual aumentó en 25% a 41 lotes y la productividad aumentó en 46,6% a 3,02 tn/mes. Finalmente, se analizó la viabilidad económica de la propuesta de mejora, donde si es viable la adquisición de los equipos mencionados para mejorar el proceso.

La fábrica de hielo Sarita Colonia SAC registró altos costos eléctricos en los últimos años, ello debido a problemáticas relacionadas con su proceso productivo, pues, existe un exceso de almacenamiento, un cuello de botella de 1427,8 min y un alto consumo eléctrico por parte de los compresores. Frente a ello, se tuvo como objetivo mejorar el proceso productivo de la empresa Sarita Colonia SAC para reducir sus costos eléctricos. La metodología utilizada consistió en un diagnóstico inicial del proceso productivo, posteriormente, se seleccionó la herramienta de ingeniería a utilizar, se plantearon las propuestas de mejora y se realizó un análisis beneficio costo. Los resultados obtenidos arrojaron que los costos eléctricos de la fábrica representan el 57% de sus costos de producción. Las herramientas de ingeniería a utilizar fueron la simulación de Montecarlo y el modelo de asignación. La simulación permitió encontrar una producción óptima que reduce el inventario en un 70,33% y el cuello de botella en 53,4 minutos; mientras que la reasignación de compresores reduce los costos eléctricos en un 21,63%. Combinando ambas propuestas se logra una reducción del 51,22% de dichos costos. Finalmente, el análisis beneficio costo arrojó un valor de 3,23 lo que indica que la implementación de ambas propuestas es rentable.

En el presente proyecto se diseñó un sistema de producción de hielo fluido para pequeñas embarcaciones pesqueras. El sistema propuesto está compuesto por varios subsistemas. El proceso se inicia con el ingreso de agua a un tanque elevado de almacenamiento y luego desciende hasta al productor a través de tuberías. Luego el agua es rociada por medio de orificios sobre la superficie interna de un cilindro refrigerado externamente. Posteriormente, conforme va descendiendo se forma la capa de hielo que es raspada continuamente empleando una cuchilla. Finalmente el hielo raspado sale del productor hacia la cámara para enfriar el producto de la pesca. Como fuente de potencia del sistema se seleccionó un motor estacionario de pequeña capacidad ya que en las embarcaciones no se cuenta con flujo eléctrico. El motor se encargará de accionar al compresor y a la cuchilla de raspado. En el caso del sistema de refrigeración empleado se seleccionó como refrigerante al propano (R-290) debido a sus adecuadas propiedades físicas y que es de fácil adquisición en el mercado nacional. El presente proyecto abarcó el diseño térmico y mecánico del productor de hielo, el diseño del dispositivo de expansión, la selección de componentes del sistema de refrigeración y del sistema de transmisión.

Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias, Mención Geología / La variabilidad del clima durante el último milenio (A.D 1000 - 2000), permitió que diversos glaciares de montaña a escala global hayan experimentado su máximo crecimiento en térmi- nos de su masa, respecto a actuales condiciones. Las causas climáticas de este crecimiento glaciar se relacionan con La Pequeña Edad de Hielo (PEH; A.D 1500 - 1850). Este periodo de interés paleoclimático global ha sido bien documentado en el hemisferio Norte, contrario al hemisferio Sur.. Más aún, existe un desconocimiento profundo acerca de cómo, mecanismos climáticos que actualmente afectan el clima de regiones como los Andes Mediterráneos de Chile y Argentina (AM; 30-37 S), como El Niño Oscilación del Sur, hayan afectado el balance de masa glaciar y las variaciones temporales de la línea de equilibrio altitudinal (ELA) duran- te dicho intervalo. La PEH es un antónimo a lo que acontece actualmente con los glaciares de montaña, donde en regiones como los AM diversos estudios han identificado un severo retroceso. El balance de masa glaciar (MB) y su ELA está influenciado por los cambios en la temperatura del aire, elevación de la Isoterma de 0C y las precipitaciones. La presente tesis doctoral consta de dos capítulos y un capítulo introductorio. Un primer capítulo exhibe las tendencias de las variables climáticas que actúan directamente sobre el MB, y mencionadas anteriormente. Un segundo capítulo, presenta una modelación de la ELA durante A.D 1500 - 1848 mediante un modelo forzado por tres modelos climáticos globales (GCMs). Se estudió las relaciones entre las variaciones temporales en la Temperatura Superficial del Mar (SST) del Océano Pacífico y la variabilidad temporal de la ELA. La temperatura media se ha in- crementado significativamente durante enero, febrero, marzo, y desde agosto a noviembre, considerando 1969 - 2016. La temperatura mínima, por su parte, se ha incrementado signifi- cativamente durante enero y mayo, mientras que la temperatura máxima, excepto en mayo, julio y septiembre, se ha incrementado significativamente durante 1969 - 2015. La isoterma de 0oC (ISO0) registró un incremento significativo en enero, marzo y anual durante 1858 - 2015. Tendencias en la ISO0 (años 2000 - 2015) exhiben un incremento significativo durante enero, mayo, junio y agosto. La precipitación (pp) de abril a septiembre registró una ne- gativa y significativa tendencia desde 1876, con reducciones significativas durante los meses de mayo, junio y julio. Entre 1981 - 2015, una significativa reducción ha sido registrada en la pp de abril a agosto. La ELA anual durante la PEH registró una elevación de 3775 m. Una menor elevación de la ELA fue identificada durante A.D 1640 - 1670 y 1800 - 1948. Contrariamente, una mayor elevación de la ELA fue identificada durante A.D 1550 - 1575. Propiedades espectrales de la ELA modelada indican significativas señales de entre 2 - 7 años de periodicidad, y también señales decadales a multi decadales. Significativas señales espec- trales fueron también obtenidas con el primer modo de variabilidad de la SST región Niño 3.4. Además, correlaciones significativas fueron obtenidas entre la ELA anual y la SST en la región Pacífico. Se propone que la variabilidad de la SST del océano Pacífico fue el principal modulador de los cambios temporales de la ELA en los AM durante A.D 1500 - 1848.

Ice rinks are highly energy-intensive commercial buildings with an average annual energy consumption of 1,000 MWh, most of it being used to cover the simultaneous heating and cooling demands. The aim of this thesis is to find the most energy efficient energy system for ice rinks by evaluating different system modifications and refrigerants. A comparative analysis of ammonia, CO2 and propane energy systems based on a representative ice rink for northern climates has been conducted. A traditional integrated ammonia ice rink consumes about 340 MWh per year to cover the thermal demands. The most promising energy efficiency measures for ammonia are using aqua ammonia as the secondary fluid and using an auxiliary heat pump to aid with covering heating demands. Thanks to these measures, energy savings of 12.9% can be achieved. A state-of-the-art trans-critical CO2 system using parallel compression consumes approximately 42.6% less energy than a conventional ammonia system, making it the most energy efficient solution for ice rinks with an SPF of 7.5. The good performance is largely linked to the possibility of operating CO2systems as direct systems, eliminating the need for indirect heat transfer and minimizing auxiliary equipment energy consumption. Propane, which has not been investigated as a refrigerant in ice rinks yet, was evaluated and compared against ammonia and CO2. A modern integrated propane system using parallel compression and an auxiliary heat pump is more energy efficient than a traditional ammonia system but requires more energy than modern ammonia or CO2 systems. Propane proved to be feasible and represents a potential alternative solution in ice rinks. Waste heat recovery is beneficial in every system and should be a key feature in ice rink energy systems. All systems use environmentally friendly refrigerants and their environmental impact is almost exclusively indirect and caused by electricity consumption. / Las pistas de hielo son edificios comerciales que consumen mucha energía, con un consumo medio anual de 1,000 MWh, la mayor parte de la cual se utiliza para cubrir las demandas simultáneas de calefacción y refrigeración. El objetivo de esta tesis es encontrar el sistema energético más eficiente para las pistas de hielo evaluando diferentes modificaciones del sistema y refrigerantes. Se ha realizado un análisis comparativo de los sistemas energéticos de amoníaco, CO2 y propano basado en una pista de hielo representativa de los climas nórdicos. Una pista de hielo de amoníaco integrada tradicional consume unos 340 MWh al año para cubrir las demandas térmicas. Las medidas de eficiencia energética más prometedoras para el amoníaco son el uso de aqua amoníaco como fluido secundario y la utilización de una bomba de calor auxiliar para ayudar a cubrir las demandas de calefacción. Gracias a estas medidas, se puede conseguir un ahorro energético del 12.9%. Un sistema de CO2 transcrítico de última generación que utiliza compresión paralela consume aproximadamente un 42.6% menos de energía que un sistema de amoníaco convencional, lo que lo convierte en la solución más eficiente desde el punto de vista energético para pistas de hielo con un SPF de 7.5. El buen rendimiento está ligado en gran medida a la posibilidad de operar los sistemas de CO2 como sistemas directos, eliminando la necesidad de transferencia indirecta de calor y minimizando el consumo de energía de los equipos auxiliares. El propano, que aún no se ha investigado como refrigerante en pistas de hielo, se evaluó y comparó con el amoníaco y el CO2. Un sistema moderno integrado de propano que utiliza compresión paralela y una bomba de calor auxiliar es más eficiente energéticamente que un sistema tradicional de amoníaco, pero requiere más energía que los sistemas modernos de amoníaco o CO2. El propano demostró ser viable y representa una posible solución alternativa en las pistas de hielo. La recuperación del calor residual es beneficiosa en todos los sistemas y debería ser una característica clave en los sistemas energéticos de las pistas de hielo. Todos los sistemas utilizan refrigerantes respetuosos con el medio ambiente y su impacto ambiental es casi exclusivamente indirecto y causado por el consumo de electricidad.