En el presente proyecto de tesis se realiza el diseño de un equipo de comunicación empleando las líneas eléctricas domésticas como canal. Se optó por el uso de las líneas eléctricas debido a que reúnen las ventajas de los medios inalámbricos (ausencia de cableado adicional, omnipresencia de la red) y de los medios cableados (seguridad ante intercepción de señales, confiabilidad, no saturación del espectro electromagnético). Para lograr los objetivos de esta tesis, se realizó un análisis del estado de las tecnologías actuales para establecer los criterios de selección de fabricantes. A partir de la selección de los fabricantes, se realizó el diseño de la estructura electrónica del equipo y las posteriores pruebas de funcionamiento. El equipo de bajo costo obtenido y las pruebas realizadas demuestran que esta tecnología es la más adecuada para una solución libre de cables para una red de control y automatización, ya que es inevitable requerir de los cables de energía para los dispositivos a interconectar. / Tesis

Hoy en día la demanda de la energía se ha incrementado por parte del consumo de los hogares, plantas industriales, transporte, entre otros; el COES (Comité de Operaciones Económicas del Sistema Interconectado Nacional), considera que es necesario la expansión de nuevas líneas de transmisión, que tengan la seguridad y confiabilidad para disminuir posibles colapsos por sobrecarga en el Sistema Interconectado Nacional a largo plazos. En la presente tesis, se realizará una metodología para el diseño de una Línea de Transmisión en 220 kV, donde se presenta los principales criterios y consideraciones al momento de evaluar y decidir cuál es la mejor ruta con el menor número de vértices y menores obstáculos, una correcta selección del conductor, estructuras, el sistema de puesta a tierra y la selección de la cimentación y otros. Se extraerá información del Código Nacional de Electricidad – Suministro 2011, Código Nacional de Electricidad – Utilización 2006, las principales Normas Internacionales de la IEC, el Reglamento Nacional de Edificaciones 2006, experiencias de proyectos ejecutados de líneas de transmisión en 220 kV, tesis, catálogos y de páginas webs como OSINERMIN, COES. En la presente investigación se elaborará 1 ejemplo de una línea de transmisión, en base a la metodología que es la misma para todas, lo que cambia en un diseño es el nivel de tensión, las condiciones ambientales y el tipo de terreno por donde recorre la línea de transmisión. / Tesis

La incorporación de sistemas de transmisión de energía en corriente continua en un nivel de tensión de 500 kV, hace indispensable conocer cuáles serán sus posibles efectos en el entorno que circundará las líneas aéreas que transmitirán la energía eléctrica hasta los centros de distribución y consumo de energía. En esta memoria se plantea la creación de un modelo teórico que permita estimar de manera aproximada cuales serán algunos de los efectos que la operación de una línea aérea de cuatro polos de un sistema de transmisión en HVDC (500 kV) puede generar en su entorno. Primero, se recopilan los procedimientos teóricos existentes, en lo relativo al cálculo de los campos eléctricos y magnéticos estáticos que se generan en torno a las líneas y la ocurrencia del fenómeno corona, lo que permite estimar y predecir, con cierto grado de exactitud, el nivel de contaminación electromagnética que introducen en el ambiente. Otro efecto que se estima es el nivel de ruido audible producido en torno a las líneas aéreas en HDCV. Posteriormente, se realiza una adaptación de los modelos matemáticos al caso de una línea aérea de cuatro polos en un sistema HVDC de 500 kV, realizando los cálculos correspondientes para el caso en estudio, y luego, finalmente, poder construir un modelo que permita estimar la magnitud de los efectos que se mencionaron previamente. Finalmente, se comparan los resultados obtenidos con el caso de una línea de transmisión en HVDC bipolar de un circuito, para mostrar, en lo referente al campo eléctrico generado en el entorno de la línea, que, en el caso estudiado en este trabajo, es dos órdenes de magnitud mayor que en el caso de un solo circuito.

Ingeniero Civil Eléctrico / El efecto corona es un fenómeno asociado a la conductividad del aire circundante a un conductor sometido a alta tensión que conlleva campos eléctricos muy intensos, lográndose la ruptura dieléctrica del aire. El inicio del fenómeno no solo depende de este último valor, sino de diversas condiciones atmosféricas, como temperatura, presión y humedad; condiciones ambientales, como presencia de sales y polución; y fallas en el conductor que originan un efecto punta. En este trabajo se presenta un modelo a escala que permite lograr el efecto corona con una tensión reducida en conductores desnudos de pequeño calibre. La alimentación se realiza a través de un transformador de potencial variable que se opera hasta los 40 [kV] mientras que los conductores se colocan a 0,2 [m] de altura dentro de una caja acrílica de 1,2 [m] de largo, 0,4 [m] de ancho y 0,4 [m] de alto, en la cual yace una placa metálica conectada a tierra y que simula el efecto de ésta. La caja cuenta con una tapa que permite aislar el aire en su interior, pudiéndose alterar la atmósfera que rodea al conductor, logrando seis condiciones: normal, conductor rociado con agua, conductor rociado con agua y sal, atmósfera con vapor de agua, atmósfera cálida y atmósfera con presencia de humo. Para detectar el fenómeno corona, se diseña una simple pero efectiva antena parabólica que se coloca en un costado de la caja. La señal de tensión inducida en ella es mostrada por un osciloscopio y permite deducir el comienzo de la descarga por las alteraciones que se generan en ella. En la situación normal se logra la descarga corona en la situación ideal, es decir, cuando el campo eléctrico entorno al conductor es equivalente a la ruptura dieléctrica del aire en los cinco conductores utilizados. La situación más adversa es la presencia de vapor de agua, que disminuye entre un 50% a un 60% el inicio del fenómeno, mientras que en aire cálido aumenta un 20%. Para las pérdidas, calculadas a través de la conductividad determinada experimentalmente, el caso con vapor aumenta entre 9 a11 veces las pérdidas con respecto a la situación normal, alcanzando los 50 [W/m] a los 25 [kV] y las restantes situaciones presentan pérdidas muy similares a las del caso normal, con valores de 20 [W/m] a 40 [kV]. Así, la condición ambiental más adversa es la humedad y presencia de neblina, lo que implica poner atención en las líneas que yacen en zonas costeras o valles con muy baja altitud geográfica. Las pérdidas, según la teoría, difieren solo en este último caso, mientras que en los demás, se obtiene una aproximación aceptable y comparando con un caso real para una línea de 500 [kV], se obtienen resultados en el mismo rango de valores.

El mantenimiento predictivo en líneas eléctricas es un trabajo necesario pues este garantiza que los usuarios de energía eléctrica tengan un servicio de calidad. Este trabajo se realiza con cámaras termográficas o de efecto corona ya que estas detectan potenciales fallos en las líneas. Las líneas eléctricas recorren todo tipo de terrenos, incluso algunos no accesibles por tierra, por lo que este mantenimiento se lleva a cabo usando helicópteros y vehículos todo terreno, lo que lo hace costoso, lento e ineficiente considerando que las líneas eléctricas se tienden por miles de kilómetros. Actualmente, también se hace uso de vehículos aéreos no tripulados para llevar a cabo este mantenimiento; sin embargo su operario debe volarlo a la vez que reconoce las fallas, por lo que este método también puede resultar lento y a la vez riesgoso para el sistema, pues el operario lo puede llevar cerca de las líneas eléctricas y dañar sus circuitos debido al campo magnético de estas. En el presente trabajo se buscó hacer un mantenimiento predictivo basado en termografía en líneas de alta y media tensión más rápido, sencillo, seguro y menos costoso comparado con los métodos convencionales para las empresas mediante el uso de un hexacóptero autónomo que lo lleve a cabo. Para poder lograr lo propuesto se hizo uso de una cámara termográfica que detecta los posibles fallos en las líneas, además de una cámara de profundidad que le da autonomía al sistema ya que con esta se pueden seguir las líneas, evitar obstáculos, mantenerse a una distancia preestablecida del suelo, entre otras características. Este sistema puede realizar la inspección a 30km/h, no necesita de operarios que lo manejen, se mantiene a una distancia segura de las líneas y a largo plazo resulta ser menos costoso que transportarse en helicóptero o en vehículos todo terreno para realizar la inspección. / Tesis

El objetivo de este trabajo de título, es exponer los criterios y pautas generales para llevar a cabo un proyecto de línea de transmisión de alta tensión y la determinación de los parámetros para el diseño de la misma. Al respecto, en este trabajo de título se ha volcado la experiencia del memorista, obtenida a través de su actividad profesional en empresas de servicios de ingeniería, de reconocido prestigio en el ámbito de sistemas de transmisión de alta tensión. Para cumplir con los objetivos, se ha dividido el trabajo de título en dos partes. La primera parte consiste en la presentación de técnicas para la determinación de los parámetros básicos para el diseño de una línea de transmisión, como son la determinación del conductor y cable de guardia, dimensionamiento de la aislación, las solicitaciones sobre el conductor, parámetros de diseño de estructuras, ubicación de las estructuras, etc. Adicionalmente, se revisan las técnicas de ingeniería y tecnologías que permiten repotenciar una línea de transmisión existente, con el objeto de aumentar su capacidad de transmisión de potencia. Este último tema adquiere gran relevancia si se considera el aumento sostenido de la demanda y las dificultades que se producen para obtener nuevas servidumbres de paso y a la carencia de corredores de líneas o espacio físico para implementarlas sin mayores restricciones. La segunda parte, aborda los aspectos más importantes del Proyecto de Ingeniería de una Línea de Transmisión, necesarios para llegar a concretar físicamente la construcción de la misma. Con este aporte, se pretende aclarar y revisar las etapas señaladas en la normativa técnica y legal, tales como aspectos reglamentarios de proyectos eléctricos en alta tensión (Normativa Eléctrica Chilena), la Concesión Eléctrica y la Servidumbre, el Estudio de Impacto Ambiental, la evaluación de los costos de inversión, el cronograma de actividades típico para este tipo de proyectos y aspectos técnicos a considerar en las especificaciones de materiales, equipos y en los documentos para la licitación de suministros y construcción de la línea. Las etapas aquí planteadas, relacionadas con los aspectos de diseño y de proyecto de una línea de transmisión, permitirán esclarecer y guiar las labores que deba realizar el ingeniero que incursione en un proyecto de línea de transmisión de alta tensión en Chile.

Para la instalación de los cables de alimentación eléctrica de alta tensión, se deben utilizar herramientas especiales que faciliten la tarea y le den seguridad al operador. Estos trabajos se realizan con frecuencia en altura. Se detectó que estas herramientas normalmente son adaptadas usando otras diseñadas para otros efectos, y son generalmente de accionamiento manual. Este trabajo permitió desarrollar el diseño de 3 herramientas específicas para trabajos en líneas eléctricas de alta tensión, con accionamiento hidráulico. Se concluye que disponemos en Chile de la tecnología y capacidad para fabricar dispositivos hidráulicos pequeños de alta complejidad, que puedan ser elaborados con máquinas herramientas convencionales o CNC. También se mostró que los costos de fabricación son razonables y competitivos con productos importados, aún con la desventaja de que el mercado es limitado y que un proyecto de fabricación de estos dispositivos es rentable en el mediano plazo.

Ingeniero Civil Eléctrico / En el marco de una creciente demanda eléctrica global, es inminente la búsqueda de soluciones tecnológicas eficientes para reducir costos y mantener una operación del sistema eléctrico segura y confiable, y de esta forma, satisfacer este aumento de requerimiento energético. Ante esto, el uso de equipos de compensación serie en líneas de transmisión, es una medida óptima, la cual incrementa la capacidad de transferencia de potencia por las líneas a un costo mínimo en comparación con la construcción de nuevas líneas. Pero esta instalación, conlleva ciertos fenómenos transitorios como el alto contenido de frecuencia subsincrónica y elevado contenido de componente de decaimiento DC, afectando directamente a la localización de fallas. Sabida es la importancia de la ubicación de fallas en líneas de transmisión, ya que para fallas con tiempos de retardo mayores en su despeje, disminuye el tiempo de restauración del suministro eléctrico. Adicionalmente, tal como lo establece la ley, para toda falla se deben determinar sus causas, por lo que la localización de fallas aporta en reducir el rango de búsqueda de las brigadas de operación, ahorrando tiempo y recursos. Por lo tanto, este trabajo se enfocará en atenuar la influencia de estos problemas, y así, obtener la localización de falla con un mínimo error. Expuesto lo anterior, la presente memoria se centra en la localización de fallas en líneas de alta tensión con compensación serie, empleando información de las líneas de 500 [kV] de Transelec, las cuales comprenden gran parte del sistema de transmisión troncal chileno debido a sus grandes longitudes (incluso mayores a 200 kilómetros). Primero, se desarrolla un algoritmo que determine la ubicación de falla, que aplicado a ciertos parámetros variables, como la frecuencia de corte de los filtros y el método de resolución, entregará la localización con menor error. Aun así, la búsqueda de un error mínimo, lleva a realizar un problema de optimización estadístico que minimice la distancia a la ubicación real de las fallas. Luego, este algoritmo resolutivo es validado mediante el procesamiento de fallas simuladas en Digsilent, donde los escenarios de simulaciones dinámicas corresponden al tipo de falla y la ubicación de la falla con respecto a la compensación serie, con tal de abarcar la totalidad del largo de la línea. En general, los resultados obtenidos demuestran bajos errores promedio en la ubicación de fallas. Para fallas reales, se obtiene un 8.98% de error promedio para el algoritmo sin optimización, pero una vez minimizado el error, este desciende a 3.74%. En cuanto a las fallas simuladas en Digsilent, los errores corresponden a 8.01% y 3.95% respectivamente, lo que verifica los resultados alcanzados y permite ampliar la estadística para la corrección del error de la localización.

Memoria Diseñador industrial / Desde tiempos remotos el hombre ha resguardado su existencia en espacios que han protegido sus anhelos, sus sueños y su permanencia, es así como el diseño cobra sentido y significancia al permitir conectarnos con el entor no a través del cuerpo, mejorando nuestra calidad de vida mediante el uso de los objetos. El espacio público es un lugar de relación e identificación, de manifestaciones colectivas y de comunicación entre gente diferente. La participación ciudadana es el componente central de los espacios públicos así entendidos. Desde esta perspectiva, dichos espacios son lugares que pretenden involucrar a la ciudadanía como protagonista; pues es en éstos donde se propicia la sociabilización y el encuentro entre diferentes entes culturales. Sin embargo, muchas veces, la configuración del espacio público a través del equipamiento, no responde de manera adecuada a propiciar el encuentro intercultural, ya que son concebidos con patrones distintos (proceso de globalización) a los nuestros. La necesidad de generar espacios de encuentro intercultural más justos y dignos, en donde las culturas que entran en contacto lo hagan dentro de un marco de respeto, igualdad de condiciones y en un ambiente de calma se concreta a través del desarrollo del proyecto "Parque Isla Cautín"(1), en la ciudad de Temuco, proyecto enmarcado en el contexto del bicentenario de la República(2); encargo realizado por el Departamento de Obras Urbanas del Ministerio de Vivienda y Urbanismo.

La norma técnica eléctrica chilena menciona que dentro del sistema eléctrico no se debe propagar falla, en particular del sistema de subtransmisión enmallado de una distribuidora hacia el sistema de transmisión troncal. Normalmente las protecciones eléctricas son las encargadas de despejar las zonas que poseen fallas, siendo exitosas en esto, existiendo excepciones donde la operación de estas lleva a una operación en cadena por motivos de sobrecarga. El objetivo del presente trabajo de título es proponer y evaluar la problemática antes mencionada, al producirse una operación de protecciones en cadena por sobrecargas en el sistema de subtransmisión enmallado, ante una falla de un punto de aporte al sistema de subtransmisión. Esto con el fin de cumplir con la norma técnica chilena de no propagar falla al sistema de subtransmisión troncal. Se plantea solucionar esta problemática en base a desprendimientos de carga que alivian las posibles sobrecargas; siendo éstas en líneas críticas y/o otras subestaciones que aportan al sistema de subtransmisión. Para realizar estos desprendimientos, previamente estudiados para ser óptimos, se consideró dividir por sectores de desprendimiento el sistema de subtransmisión enmallado y al momento de cumplirse las condiciones de operación del automatismo ir desprendiendo carga de forma ordenada y pausada. Las condiciones que se consideraron para la operación del automatismo son dos: la operación de al menos un punto de aporte; la generación de alguna sobrecarga en los puntos de aporte restantes o líneas críticas. Se concluye que es factible controlar las problemáticas de sobrecargas en los puntos de aporte y líneas criticas ante fallas en uno de estos puntos. Adicionalmente un beneficio de este sistema es la gran flexibilidad que posee, logrando fácilmente adaptarlo a posibles cambios que se generasen en las redes. A modo de comparación con otras opciones para lograr el mismo objetivo, como es el sobredimensionamiento de las redes, esta posee un costo reducido. Considerando las mejoras planteadas se puede obtener un producto muy completo, de mayor exactitud y más independiente.