Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / Ingeniera Civil Electricista / A nivel mundial se aprecia un interés creciente en promover el desarrollo y penetración de energías renovables no convencionales (ERNC) en los sistemas eléctricos, tendencia que implica importantes cambios en la forma en que los sistemas son operados. A medida que la generación en base a energía eólica y solar aumenta, se produce un incremento en los requerimientos de rampa del sistema y de reserva operativa, como también un mayor ciclaje de las unidades térmicas. Consecuentemente, para lograr integrar altos niveles de generación renovable variable de manera eficiente, se necesitaría incluir equipamiento que aumente la flexibilidad del sistema, lo cual debería estar reflejado en los modelos de planificación. Las herramientas actuales de planificación no logran capturar el valor de la flexibilidad ya que ignoran los efectos de la operación de corto plazo, obteniendo resultados sub-óptimos o poco realistas. Por lo tanto, si se quieren lograr sistemas costo-eficientes, seguros y con altos niveles de penetración de renovables, es fundamental reformular los modelos de planificación, lo cual requiere, al menos, representar la operación mediante un predespacho económico de sus unidades de generación. El modelo resultante es un problema con gran cantidad de variables binarias que se vuelve intratable, en términos computacionales, al considerar sistemas reales y horizontes de planificación de varios años. En este contexto, esta tesis propone una herramienta de planificación de largo plazo, denominada CG-GEPUC, que incorpora las restricciones de la operación de corto plazo y utiliza el algoritmo de Generación de Columnas con el objetivo de reducir la complejidad del problema y disminuir los tiempos cómputo versus la formulación directa GEPUC. La herramienta propuesta es validada para 3 casos de estudio de distinto tamaño. Los resultados indican que el algoritmo converge, llegando a una solución objetivo con un gap menor o igual al 0.5\%. Además, cuando el tamaño del problema crece, el modelo desarrollado llega a ser 4 veces más rápido que el modelo GEPUC y utiliza una menor cantidad de memoria RAM. Por otra parte, al considerar los fenómenos de corto plazo se obtienen soluciones con un buen balance entre generación variable y flexibilidad que se traduce en sistemas costo-eficientes y con bajo recorte de generación renovable. Para evaluar el desempeño de la herramienta en un problema de tamaño real, se lleva a cabo la planificación de la expansión del SING para el período 2012-2030. El modelo CG-GEPUC encuentra una solución factible con un gap de 0.49\% en 15 días, en cambio, después de 30 días en ejecución la metodología GEPUC no encuentra una solución óptima. Se concluye que la herramienta desarrollada permite reducir significativamente los tiempos de cómputo y es eficiente en resolver problemas de planificación multi-etapa. Por último, como trabajo futuro, se discuten estrategias para disminuir el tiempo de ejecución y otras extensiones del modelo.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El estudio de las ERNC en nuestro país desde un punto de vista regulatorio, en mi opinión ha sido escaso, razón por la cual recurrí a diversas obras y artículos extranjeros para la elaboración de esta obra. La experiencia de otros países en esta materia no puede ser descartada, para aprender de ella y replicar los casos exitosos. Para fundamentar lo anterior, en los distintos capítulos de este trabajo se analizará la situación de las ERNC. En el Capítulo I se hará un estudio al sistema eléctrico chileno, las ERNC, las energías convencionales (en adelante EC) y las normas que fundamentan adoptar medidas para impulsar las ERNC. En el Capítulo II se hará un análisis de la regulación que recae sobre las ERNC en Chile, poniendo especial énfasis en la Ley 20.257. A continuación, en el Capítulo III se analizarán las barreras de entrada a las cuales se ven enfrentadas las ERNC en Chile. También se estudiarán los distintos instrumentos de apoyo o incentivo a las ERNC adoptadas en otros países, lo que se verá en el Capítulo IV. Finalmente en el Capítulo V y en base al análisis realizado en los capítulos previos, se harán críticas sobre el sistema chileno de incentivo y apoyo a las ERNC, haciéndose inmediatamente a continuación propuestas. Sobre esto último, cabe señalar realizó dichas propuestas con el fin de aportar mi visión sobre esta materia, puesto que considero que la investigación, análisis y tiempo invertido en esta obra, no debe tener un fin exclusivamente personal

Seminario para optar al grado de Ingeniero Comercial, Mención Administración / El presente plan de negocio describe el proyecto de energía renovable Parque Eólico Limarí, este parque tiene como propósito la generación eléctrica por medio de la utilización de Energía Eólica, en tanto el objetivo del plan de negocio es evaluar la factibilidad técnica-económica del emplazamiento de un parque eólico en la región de Coquimbo, que conectará la energía generada al Sistema Interconectado Central (SIC) para luego comercializarla al sistema vía mercado spot o a privados vía contratos. La idea del proyecto se origina por varias razones. Primero, existe la necesidad de potenciar la utilización de energías renovables no convencionales, tanto a nivel global, como local, principalmente porque es necesario desarrollar un sistema energético sostenible en el tiempo y disminuir la dependencia de los combustibles fósiles. Segundo, existe una importante oportunidad para este tipo de proyectos, asociado al decreto ley 20.257 que indica que las empresas generadoras de electricidad están obligadas a producir parte de su oferta energética mediante energías renovables no convencionales (ERNC). Tercero, la evolución en la tecnología eólica ha permitido que los parques estén en condiciones de competir con sistemas convencionales de generación. Finalmente, Chile cuenta con la disponibilidad y calidad del recurso eólico para el desarrollo de este tipo de negocios. En la primera parte de este estudio se define el marco teórico, se establecen los tipos de energía y el presente de las energías renovables, también se analiza el escenario energético mundial y nacional. Además se entregan los fundamentos teóricos sobre la energía eólica, se revisan aspectos generales, ventajas, desafíos y la evolución que ha tenido en los últimos años la utilización de este tipo de energía. En la segunda parte, en el capítulo V, se describen las principales características de un parque eólico y se explican los aspectos claves del negocio, como la importancia de la realización de un estudio de viento, la adecuada selección de la localización y la elección óptima de equipos y aerogeneradores. En el capítulo VI, se presenta el análisis de la industria energética, se identifican las fortalezas y oportunidades que se podrían aprovechar, y problemáticas que se deberían abordar. En la tercera parte del estudio, se desarrollan las partes medulares del plan de negocio, en el capítulo VII se realiza el análisis de mercado, se determinan las oportunidades existentes en la industria y se describe el mercado objetivo al cual se dirigirá el negocio. En el capítulo VIII, se presenta el plan de marketing, definiendo el posicionamiento y el mix comercial que le permitirá alcanzar al proyecto los objetivos establecidos. Ahora bien, la idea es posicionar el parque eólico como una opción real de abastecimiento energético para empresas de la industria en general y particularmente del rubro minero, bajo la premisa de ser una empresa competitiva e innovadora respecto empresas que utilizan fuentes convencionales de generación eléctrica, pero con la diferenciación y ventaja de ser una empresa que genera energía verde, ósea energía con menor efecto contaminante y fundamentalmente con la posibilidad de renovación. Además en esta parte del estudio se muestra el plan de implantación necesario para la ejecución del proyecto, éste consta de 2 etapas, la primera etapa son los estudios de factibilidad técnica y la segunda etapa es la ejecución, ósea construcción y puesta en marcha del proyecto. También se explica el modelo de negocio, definiendo los actores que interactúan y las transacciones presentes en él, se presenta directamente el modelo de negocio de los parques eólicos y se muestra un segundo modelo asociado a los servicios de asesoría en este tipo de estudios. La cuarta parte de la investigación es el estudio económico del proyecto, la metodología utilizada corresponde a técnicas financieras de preparación y evaluación de proyectos. El criterio para evaluar la rentabilidad del negocio se basa en la evaluación presente y futura de los costos y beneficios esperados, medidos a través de la construcción del flujo de caja, con éste se determina si el VAN del proyecto es positivo, ósea si el proyecto es rentable. Además se determina la inversión necesaria, se establecen los ingresos que generará el proyecto y los costos que se deben considerar para la operación del parque. Luego se presenta el flujo de caja proyectado para los 20 años, que es el horizonte de evaluación del proyecto, se calculan los indicadores económicos VAN, TIR, PAYBACK y análisis de sensibilidad, éstos determinarán con cierto grado de certeza si el proyecto resulta ser viable y rentable económicamente. En la parte final del estudio, se realiza el análisis legal, en esta etapa se indaga en los aspectos legales vinculados a las ERNC, el propósito es revisar las disposiciones, obligaciones y beneficios que podrían afectar o favorecer el proyecto. Además se presenta una sección en donde se revisa de manera acuciosa el reglamento del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental, ya que la adecuada comprensión y cumplimiento de las disposiciones del reglamento determinará la posterior aprobación o rechazo del estudio o declaración de impacto ambiental.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / El objetivo general del presente trabajo de título es cuantificar los costos y beneficios que se obtienen al implementar el uso de energías renovables no convencionales en calefacción y calentamiento de agua sanitaria, además de una optimización térmica de la envolvente de las viviendas. Actualmente existen diversas tecnologías que permiten reducir el consumo energético en calefacción y calentamiento de aguas sanitarias, sin embargo, las inmobiliarias que generan los proyectos de viviendas aún no las implementan ya que éstas conllevan una inversión mayor a la habitual. En este sentido, las inmobiliarias se enfocan en generar sus proyectos con la menor inversión posible y necesaria para cumplir con los requisitos mínimos de la reglamentación vigente. El estudio se realizó en un condominio de casas de la Inmobiliaria y Constructora SAE que tiene casas 250 m2 y 235 m2 construidos, y se hizo en dos fases. En la primera, las viviendas fueron analizadas térmicamente para proponer mejoras constructivas que permitan reducir la demanda energética en calefacción y paralelamente se cuantificó la demanda energética en agua caliente sanitaria. En la segunda fase, se realizaron diferentes propuestas para reducir las demandas relacionados con el calentamiento de agua sanitaria, servicios y calefacción. Como resultado final se concluye que para reducir la demanda energética en calefacción mediante mejoras constructivas es conveniente aislar interiormente los muros perimetrales sin intervenir el sistema actual de acristalamiento, lo que se traduce a un ahorro anual del 25% en la demanda energética de calefacción. Por otra parte, para reducir la demanda energética en calefacción mediante el uso de otros equipos se concluye que es conveniente el uso de calderas de condensación con lo que se consiguen ahorros anuales cercanos al 27%. Por último, para reducir la demanda energética de calentamiento de agua sanitaria se concluye que es conviene el uso de bombas de calor lográndose un ahorro anual del 45%.

Ingeniero Civil en Biotecnología / Actualmente, el etanol es considerado una alternativa para cubrir parte de la creciente demanda de la gasolina y para sustituir al combustible fósil por uno más amigable con el medio ambiente. Su relativamente alto poder calorífico, gran octanaje y contenido de oxígeno avalan esta tendencia. Así, los últimos estudios han apuntado a la obtención de etanol a partir de diversas fuentes y a mejorar los procedimientos para una producción más eficiente. El objetivo del presente trabajo es evaluar la factibilidad técnica y prefactibilidad económica para producir bioetanol a partir de residuos de Chusquea culeou por medio del estudio de dos estrategias de pretratamiento: ácido diluido y fraccionamiento celulósico a través de solvente orgánico y de celulosa (COSLIF). La materia prima seleccionada, Chusquea culeou, es una especie más conocida como colihue, abunda en la zona sur del país, tiene un rápido crecimiento y su riqueza no ha sido bien aprovechada. El pretratamiento con ácido sulfúrico diluido comprende la disolución de la hemicelulosa utilizando ácido sulfúrico a una baja concentración y a altas temperaturas. Por su parte, el pretratamiento COSLIF comprende el uso de ácido fosfórico como solvente de celulosa y el uso de etanol como solvente orgánico para precipitar la celulosa y la hemicelulosa con el fin de separar parcialmente la lignina. Para estudiar ambos pretratamientos se desarrollaron dos experimentos. En el primero, se ensayó el pretratamiento de colihue con ácido diluido, utilizando como variable la concentración de ácido sulfúrico y la concentración de celulasa en la hidrólisis. Las muestras se pretrataron a 121°C, por 30 minutos y fueron sumergidas en soluciones con ácido cuya concentración varió entre 0,5% y 2% v/v. En el segundo experimento se utilizaron las condiciones óptimas reportadas en la literatura para el pretratamiento COSLIF, es decir, ácido fosfórico al 85% v/v, a 50°C y por 1 hora. La variable medida en este caso fue la carga enzimática durante la sacarificación del material, la cual varió entre 15, 30 y 40 FPU/gr. De los resultados obtenidos se observó que tanto el aumento en la concentración de ácido sulfúrico como en la carga enzimática tienen como consecuencia un incremento en los niveles de sacarificación del material pretratado con ácido diluido. No se puede decir lo mismo del pretratamiento COSLIF ya que los niveles de glucosa alcanzados con una rápida cinética de reacción, no se correlacionaron con los de carga enzimática en el rango estudiado, por lo que se puede pensar que se deben ensayar menores concentraciones de enzima para observar el efecto de la carga enzimática en el rendimiento de la sacarificación. De todas formas, a partir de los resultados se desprende que el pretratamiento es una etapa necesaria para incrementar la liberación de azúcares durante la hidrólisis enzimática. El pretratamiento que reportó un mayor rendimiento en la sacarificación fue el COSLIF, alcanzándose un 51% de conversión de celulosa en glucosa con 30 FPU/gr, mientras que la mayor conversión obtenida con ácido sulfúrico diluido fue sólo de un 10,4% usando 2% v/v, 30 FPU/gr y 30 CBU/gr. Posteriormente se estudió la rentabilidad económica del proceso. Se definió un índice para señalar si la utilización de las metodologías estudiadas es rentable. Para eso, se restaron los costos de los insumos principales de los pretratamientos a los ingresos por concepto de venta del producto. Así, se determinó que a partir del colihue disponible en Chile, la mayor cantidad de etanol que se puede obtener con los resultados recabados es de 720.814 [m3] a partir de la condición 85% v/v de ácido fosfórico y 30 FPU/gr. Además se estimó que ninguna de las condiciones estudiadas es rentable pero que un proceso que utiliza el pretratamiento COSLIF podría ser rentable si se disminuye la carga enzimática y se incrementa el rendimiento de la etapa de sacarificación.

Ingeniero Civil Mecánico / Un ciclo de refrigeración por absorción aprovecha la capacidad que presentan ciertas sustancias, de absorber a otra en fase de vapor, así el refrigerante evaporado es absorbido por otra sustancia que permanece en estado líquido, con lo cual para pasar a la etapa de alta presión se requiere bombear la mezcla y no comprimir el refrigerante en forma de vapor, lo cual conlleva un considerable ahorro de energía. Para desabsorber el refrigerante se requiere de un flujo de calor, el cual en este caso está dado por energía solar térmica. Para determinar la factibilidad técnica y económica, se considera un caso de estudio, el cual consiste en un galpón ubicado en la comuna de Antofagasta. A dicha construcción se le determina la carga de enfriamiento, sujeta a diferentes condiciones de uso, además de estudiar cómo influye la geometría y la orientación espacial del galpón en su carga de enfriamiento. El caso de estudio presenta una carga de enfriamiento de diseño de 25,6 [KW]. En cuanto a los ciclos termodinámicos por absorción, se estudian las parejas de fluido de agua-bromuro de litio y amoniaco-agua, en ciclos termodinámicos por absorción que satisfacen los requerimientos de la carga de enfriamiento del galpón. Se determina cómo influyen las diferentes combinaciones de fracciones másicas en ambas parejas de fluidos. Una vez determinados los ciclos termodinámicos, se tiene que para las temperaturas y cargas de enfriamientos del galpón, la pareja de fluidos que mejor se adapta a la situación corresponde a bromuro de litio-agua. De esta manera, se busca un chiller que sirve para dichas pareja de sustancia, encontrándose en el mercado dicho equipo. Los demás equipos requeridos para el sistema de climatización del caso de estudio, se encuentran en el mercado, con lo cual el proyecto es factible desde el punto de vista técnico. En cuanto a la evaluación económica, se determina que el ahorro de energía eléctrica que trae como beneficio la implementación de un sistema basado en absorción, no compensa la inversión inicial de los equipos adicionales que se requieren, así tampoco compensan los gastos asociados a la mantención y operación del sistema que provee energía solar térmica. Así, el caso de estudio no es factible desde el punto de visto económico, puesto que se obtiene un VPN de -$ 55.522.718.

Ingeniero Civil Industrial / Las energías renovables no convencionales (ERNC) han adquirido renombre y relevancia en el medio nacional debido principalmente a la promesa de generación eléctrica con un menor impacto ambiental, en comparación a la generación mediante combustible fósil. Es en este contexto donde la instalación de plantas generadoras de energía eléctrica a partir de la radiación solar, aprovechada por los módulos fotovoltaicos, cobra importancia en un mercado incipiente y con grandes proyecciones de crecimiento, donde se estima que los 450 MW instalados en la actualidad puedan aumentar hasta en 20 veces su valor al año 2020. El objetivo general de la memoria es diseñar un plan de negocio para una empresa de servicios eléctricos dedicada a la instalación de plantas fotovoltaicas, con la idea de participar en un mercado en crecimiento, en el cual se estima un tamaño de mercado objetivo cercano a los US$ 300 millones anuales. El plan de negocios se desarrollará en función de la determinación de las cualidades propias y valiosas de la organización, donde el respaldo de la Ingeniería y componentes de la industria Alemana, podrán ser reconocidos y valorados por los potenciales clientes. Dichos clientes son los grandes desarrolladores solares, quienes buscan en la industria nacional, asociaciones del tipo Bussines to Bussines (B2B) con instaladores locales que conozcan el mercado chileno y sus características particulares. De esta forma la hipótesis de investigación consiste en que el aumento del número de proyectos fotovoltaicos que se instalan en Chile abrirá un espacio de mercado que los instaladores de plantas solares podrán aprovechar. Esta hipótesis se contrastará con el modus operandi de los potenciales clientes y la valoración que estos tengan de los atributos de la empresa. Luego de un estudio del mercado solar fotovoltaico en Chile, se presenta el plan de empresa, donde se detalla el modelo de negocios y propuesta de valor que el negocio seguirá, junto con la proyección de costos e ingresos que se generarán a partir del mismo. La evaluación financiera de este negocio entrega una VAN de $MM 358 y una TIR del 26% cumpliendo en ambos casos los criterios necesarios para afirmar que el negocio resulta rentable y atractivo económicamente. La recomendación es implementar el negocio, buscar alianzas estratégicas en terreno nacional que permita la disminución de costos y revisar de manera periódica las dinámicas condiciones de este mercado.

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Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica / Ingeniero Civil Mecánico / La generación de energía eléctrica se está convirtiendo en un problema como consecuencia de la contaminación producida por las centrales termoeléctricas. Las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero (GEI) aumentan cada año debido a las crecientes necesidades energéticas de los países, lo cual contribuye al calentamiento global. Para disminuir estas emisiones es posible realizar programas de eficiencia energética en conjunto con el desarrollo de sistemas de generación eléctrica mediante fuentes de energías renovables no convencionales (ERNC). Chile, debido a sus características geográficas, tiene un enorme potencial para desarrollar ERNC en el corto plazo. Dentro de los lugares con mayor potencial se encuentra el norte de Chile, donde se tiene una de los mayores niveles de radiación solar en el mundo. Este trabajo tiene como objetivo principal el dimensionamiento de una central solar termoeléctrica cilindro parabólico con sistema de almacenamiento térmico (SAT) para la generación de energía eléctrica en el norte de Chile. Junto con esto, se dimensiona la central con distintos tamaños de SAT, con lo que junto a un análisis económico se intenta obtener el tamaño de SAT óptimo que minimice el costo normalizado de generación eléctrica (LEC). Para lograr el objetivo del estudio se genera una plataforma de simulación en el software TRNSYS, donde se obtienen los parámetros de funcionamiento de la central para los distintos tamaños de SAT a lo largo de un año de operación. Dentro de los resultados de la simulación obtenidos se encuentran: energía térmica producida por el campo de colectores, energía térmica en el SAT, energía eléctrica neta producida por el bloque de potencia y factor de planta de la central. Los casos en estudio fueron tamaños de SAT de: 0, 1, 3, 6, 7,5, 9, 12 y 15 horas; donde se obtiene que el rango de menor LEC se encuentra entre las 9 y 12 horas de capacidad. Además, para este rango se logran factores de planta de 63 a 72%, llegando a incluso un 79% para un SAT de 15 horas; valor muy cercano al factor de planta de centrales térmicas convencionales. Finalmente, se estima que el costo de generación eléctrica de la central solar con SAT ronda los 80$/kWh. Con lo que, junto a estimaciones futuras de costos en el SING y de la tecnología cilindro parabólico, se proyecta que este tipo de centrales solares se tornarían completamente competitivas entre los años 2016-2018 en el norte de Chile.

Magíster en Gestión y Políticas Públicas / El presente estudio analiza el proceso de inclusión en la agenda de gobierno, formulación e implementación de una política pública en Chile, basado en el caso de la política pública de fomento a la energía solar térmica (Ley 20.365/2008). El trabajo se estructura según el modelo analítico propuesto por Subirats et al. (2008) que permite analizar cada una de las etapas de una política pública, así como caracterizar a los actores involucrados, y los elementos constitutivos y estratégicos que definen el proceso. A partir de la información recopilada, mediante entrevistas semi- estructuradas aplicadas a 14 actores clave (tanto públicos como privados), análisis de documentos oficiales e información de prensa, el estudio explica por qué este incentivo tributario se incluyó en la agenda de gobierno, cómo fue diseñado, cuáles fueron los principales resultados y logros obtenidos a partir de su implementación, por qué se toma la decisión de extender la franquicia y, por último, cuál fue el rol que desempeñaron los diferentes actores sociales. La política de incentivo a la energía solar térmica es una iniciativa que surge en el año 2004, luego de una importante crisis energética que se experimenta en el país. Esta iniciativa se expresa finalmente en una política pública con la Ley 20.365 sobre la franquicia tributaria a los sistemas solares térmicos. El objetivo de esta política es dar un impulso al desarrollo del mercado de la energía solar térmica, y sentar las bases técnicas y legales para el buen funcionamiento del mismo. Lo interesante de este incentivo tributario, es que constituye la primera política energética formulada para una fuente de energía renovable no convencional, con efectos positivos tantos para el usuario final como para el Estado. Según se pudo observar, existe un significativo déficit de implementación que se relaciona con algunas inexactitudes generadas durante la formulación de la Ley. El perímetro temporal establecido (2009 2013) y el grupo objeto de intervención seleccionado, no permitieron una fluidez en la en la puesta en marcha de la política y, en consecuencia, el incumplimiento del objetivo propuesto. No obstante lo anterior, la percepción generalizada de los actores vinculados no está relacionado con el fracaso de la política sino más bien en que los resultados obtenidos, generaron un logro importante en el aumento del parque instalado de colectores solares, y productos reglamentarios y técnicos que sin la existencia de ésta nunca se hubiesen desarrollado; todavía existen desafíos, ya que el mercado se encuentra en una etapa muy incipiente de desarrollo. Por lo anterior, se encuentra en etapa de aprobación en el Congreso Nacional, un proyecto modificatorio que sustenta la necesidad de prorrogar esta política, de manera de dar una segunda oportunidad al desarrollo del mercado solar térmico en Chile. El ciclo de la política vuelve a comenzar y se refuerza la idea de que las políticas públicas son incrementales, es decir, van cambiando sobre experiencias pasadas.