La orientación del trabajo es generar una herramienta de apoyo a la realización de estudios de impacto ambiental de sistemas productivos de biodiesel en el país, ya que hasta ahora sólo se ha trabajado en el desarrollo e investigación de la utilización e implementación del biodiesel, y no se han considerado aspectos tan relevantes como las externalidades que genera su producción en el ambiente. El Rap es la materia prima seleccionada para este análisis, debido a que ya existen experiencias de producción de biodiesel a partir del rap, y su cultivo se extiende desde la VII a la X región con un fuerte desarrollo en la IX región. El proceso productivo considerado corresponde a Transesterificación del aceite vegetal (proceso que reduce la viscosidad de los aceites) y Molienda Seca (obtención del aceite vegetal de Rap). Éstos fueron seleccionados debido a que son los procesos productivos predominantes a nivel mundial e involucran tecnologías ya probadas y aprobadas. La metodología seleccionada para el estudio corresponde a una “Lista de Verificación”, ya que mediante este método es posible estructurar las etapas iniciales de una EIA; apoya la definición de impactos significativos del proyecto; asegurar no omitir factores esenciales; y permite comparar fácilmente diversas alternativas del proyecto, todo lo anterior permite determinar si son requeridos análisis adicionales del problema. Estudios complementarios en este trabajo corresponden a la determinación del estado del arte del biodiesel y métodos productivos implementados en Chile; caracterización de los procesos productivos; determinación de los impactos producidos; y finalmente, validación la herramienta propuesta en un sistema productivo real.

El presente trabajo de título tiene como objetivo diseñar una estrategia para promover el uso de colectores solares térmicos para la producción de agua caliente sanitaria en el sector residencial de la Región Metropolitana. Fue realizado para la Corporación de Desarrollo Tecnológico de la Cámara Chilena de la Construcción como parte de las actividades destinadas a complementar los alcances del Proyecto de Ley que subsidia la instalación de estos equipos en viviendas nuevas, impulsado por el gobierno a partir del año 2008. Metodológicamente, el estudio se basó en llevar a cabo una caracterización del mercado solar térmico chileno, una evaluación técnico-económica asociada a la instalación de esta tecnología en un proyecto inmobiliario que busca acogerse al subsidio tributario, y en la determinación de los factores críticos de éxito para masificar su implementación. El proyecto inmobiliario evaluado consiste en dotar de energía solar térmica a un edificio de 32 departamentos, lo cual requiere de una inversión de 1.200 UF. La evaluación privada de esta inversión a un horizonte de 10 años y con una tasa de descuento del 10%, arrojó un VPN de 164 UF, un PRC de 5,4 años y una TIR del 13,4%, generando ahorros en gas licuado por vivienda que alcanzan los $150.000 al año. Todo lo anterior deja de manifiesto que invertir en esta tecnología es rentable para los consumidores. Por otra parte, el análisis interno y externo del mercado permitió identificar 5 factores críticos de éxito para masificar la adopción de esta tecnología. Estos fueron; (i) La desconfianza de los consumidores en la tecnología y la calidad de los equipos, (ii) la falta de personal técnico capacitado, (iii) la ausencia de normas y estándares de construcción que promuevan su instalación, (iv) las complicadas condiciones de operación y financiamiento de los fabricantes nacionales, y (v) la falta de esquemas de financiamiento que faciliten la adquisición de estos equipos en determinados segmentos de viviendas. Actualmente, la situación del mercado solar térmico chileno muestra una oferta y una demanda focalizadas en las comunas del sector oriente de la RM, con una superficie total instalada en el sector residencial que no supera los 8.700 m2 y una tasa de crecimiento promedio anual del 25%. Se estima que al actual ritmo de crecimiento, el año 2014 la superficie total instalada (incluyendo el efecto del subsidio tributario) no superará los 68.000 m2, imposibilitando el acceso generalizado al uso de esta tecnología a nivel residencial. Para revertir esta situación, la meta establecida por la estrategia al año 2014, es tener instalados 200.000 m2 decolectores solares térmicos en viviendas de la RM, lo que representa una superficie un 200% mayor con respecto a la situación sin intervención, y un crecimiento promedio anual del 85%. Para esto, se propuso la implementación de 5 líneas de acción (regulación de los equipos e instalaciones, incentivos económicos a los usuarios, fortalecimiento de la oferta, información y gestión), que incluirán acciones específicas en un plazo de 1 a 5 años e incidirán sobre cada factor crítico de éxito identificado. Finalmente, se concluye que para el éxito de la estrategia propuesta y el cumplimiento de la meta trazada, se requerirá del liderazgo de la Comisión Nacional de Energía para evaluar y supervisar su implementación, y además para promover la participación de todos los actores del mercado solar térmico nacional, tanto del sector público como privado.

El presente trabajo consiste en la modelación de un compensador estático para el control de generación distribuida con energías renovables. El objetivo es que esta modelación represente una microred básica en la cual se pueda observar el comportamiento de un pequeño medio de generación, como por ejemplo una micro turbina hidráulica, en un ambiente de generación distribuida. El modelo debe ser capaz de simular requerimientos violentos de potencia y, también, el control, como por ejemplo un compensador estático, diseñado para mitigar los efectos negativos que esto trae, como por ejemplo problemas de frecuencia y voltaje. Se busca obtener un modelo sencillo e implementarlo con el software Matlab a través de su herramienta de simulación con entorno gráfico Simulink con la ayuda de las herramientas disponibles en el Toolbox SimPowerSystems. Con el fin de contextualizar los conceptos de generación distribuida, energías renovables y equipos de compensación estáticos, se hace una revisión del contexto mundial sobre el problema energético y las medidas que se han adoptado en otros países como la liberalización del mercado energético para la integración de generación distribuida. Se presentan las alternativas comunes que se utilizan hoy en día para el control de generación desde las más sencillas hasta las más elaboradas. También se revisan los distintos tipos de equipos de compensación FACTS, en particular los equipos de compensación de potencia activa y los sistemas de almacenamiento de energía, existentes en el mercado. Para poder introducir el modelo en Matlab-Simulink, se presentan algunos esquemas de control típicos para equipos STATCOM y SVC en los que está basada la modelación y los bloques que conforman el sistema de control simulado. El modelo diseñado, fue ajustado para trabajar en una microred en presencia de una carga resistiva y una carga inductiva que es conectada a la microred mediante un interruptor trifásico. La carga inductiva fue conectada 0.5 segundos después del inicio de la simulación provocando una baja de tensión en la línea hasta los 0.92[pu] que es restablecida hasta su valor unitario en aproximadamente 0.16[s] por la acción del dispositivo modelado. Se concluye que el esquema de STATCOM basado en inversores VSI presentan características operativas atractivas para la generación distribuida dada su rapidez de respuesta y la posibilidad de aportar su capacidad nominal en condiciones severas de funcionamiento.

La matriz energética chilena se caracteriza por la gran importancia de los combustibles fósiles importados. El presente trabajo de título (TT), cuyo objetivo es estudiar en forma exploratoria la producción de biodiesel a partir del cultivo de jatropha curcas (JC), puede contribuir al reemplazó de éstos mediante el estudio de un tipo de energía renovable no convencional (ERNC). El TT consta de una etapa agronómica, una industrial y una económica. La primera arrojó resultados preliminares, basados en estimaciones tentativas, que deben ser comprobadas experimentalmente. El cultivo de JC en la IV Región produciría 5.000 tn/ha de semilla si se usan las cantidades requeridas de fertilizantes y agua. El estudio industrial tiene tres fases, correspondiendo la primera a la extracción de aceite a partir de las semillas de JC. Este proceso es similar al de otros cultivos oleaginosos, obteniendo como subproducto una torta de semillas que puede ser utilizada como fertilizante pero no como alimento para ganado por ser venenosa. A partir del aceite se obtiene biodiesel mediante transesterificación con metanol en un reactor continuo, con un catalizador básico. Este es un proceso comercialmente probado, que produce glicerina impura como subproducto, la que en este caso ocasiona una contribución económica pequeña. El diseño conceptual de la planta industrial se basó en el trabajo de Hervé y otros. La evaluación económica valoró en 14 MM US$ la inversión en la planta industrial. El precio del biodiesel se estimó en 593 US$/m3 y el rendimiento de la JC en 1.500 kg/ha de aceite. La plantación de jatropha requirió 72.000 ha en la IV Región. El valor presente neto (VPN) del proyecto correspondió a -718.000 MM$ Ch, para una tasa de descuento de 15%. La principal causa de este mal resultado fue el elevado valor de la tierra y el costo del riego. Para un VPN igual a 0, el precio del biodiesel debe alcanzar 2.882 US$/m3 (muy por encima de los niveles históricos) o bien el rendimiento de la JC debe ser de 25,5 tn/ha (5 veces mayor que el actual.) En resumen, el retorno es muy negativo, de acuerdo a las estimaciones de los expertos consultados. Se introdujeron cambios para estimar mejorías en el cultivo en una zona con mayor pluviosidad. Según expertos el cambio reduciría la inversión por ha en $4.950.000. Esta alternativa dio un VPN de -244.000 MM$ CH, apreciablemente mejor que el caso base. Aún considerando un aumento simultáneo de 70% en el precio del biodiesel y 60% en el rendimiento de la JC se obtiene un VPN de -34.000 millones de pesos y una TIR de 11,5%. Se concluyó que el proyecto es inviable económicamente en la actualidad. Sin embargo, se encontraron factores que deberían ser estudiados en mayor profundidad. Decidir cultivar JC en una zona con un clima apropiado y menores costos de tierra y riego, reducirá la inversión del proyecto agronómico. La viabilidad del uso de la torta de semillas como alimento animal puede agregar valor importante. Aumentar la pureza de la glicerina obtenida posibilita venderla en el mercado de glicerina pura, incrementando los ingresos. Cambios en estos factores pueden mejorar el resultado del proyecto, influenciando la decisión final del mismo.

El objetivo principal de este trabajo es evaluar la factibilidad técnica y económica de instalar una planta termo solar de colectores parabólicos en el Desierto de Atacama, en el norte de Chile. La ubicación geográfica específica de la planta es en las cercanías de la barra Lagunas, en el Sistema Interconectado del Norte Grande, SING (Lat. 20º58’ S y Long. 69º40’ W). El trabajo dimensiona la energía solar disponible en el lugar, utilizando el modelo de Perrin de Brinchambaut, el cual es implementado en MATLAB. Este modelo es validado con datos reales, con lo que se determina que la energía solar anual, considerando seguimiento solar, es de 3.553 GWh/km2 . Se consideran tamaños de planta de 50, 100, 150 y 200 MW, sin almacenamiento térmico ni medios alternativos de generación de vapor. Se calculan los costos de inversión y operación de cada ítem de la planta para los distintos tamaños, basándose en la tecnología de plantas similares existentes hace más de 20 años en EE.UU. Además, se estudia el modelo de negocios de la central, considerando los ingresos percibidos por venta de energía y potencia firme al sistema. Se realiza la evaluación económica de la planta en función del costo marginal de la energía del sistema y de la venta de bonos de carbono. Se estudia el mecanismo de emisión de bonos de carbono. Se calculan las emisiones medias equivalentes en toneladas de CO2 por unidad de energía eléctrica generada. Este parámetro se denomina Factor de Emisión del SING, y tiene un valor de 0.8226 ton CO2/MWh. Los resultados indican que para un costo mayor a 115 USD/MWh la planta de 200 MW es rentable. A medida que disminuye el tamaño de planta se requiere un costo marginal superior para que ésta sea rentable. Así, para la planta de menor tamaño de 50 MW, se llega a que con un CMg igual o superior a 140 USD/MWh es rentable. El trabajo también estudia la factibilidad de instalar un sistema de almacenamiento térmico en la planta. Al evaluar esta alternativa, se obtiene que todos los tamaños de planta son rentables para un CMg igual o superior a 120 USD/MWh. Se realiza un análisis de sensibilidad del proyecto a los distintos costos, y se obtiene que el parámetro más relevante es la eficiencia de conversión solar a eléctrica. Basándose en proyecciones internacionales se espera que los costos de esta tecnología disminuyan en el futuro, lo que redundaría en un menor riesgo para un proyecto de una planta termo solar de colectores parabólicos. El trabajo concluye que es factible realizar un proyecto de estas características en Chile.

En el mundo entero existe incertidumbre y preocupación por los altos precios de los combustibles fósiles y por los impactos ambientales negativos que se producen día a día por su uso intensivo principalmente en el sector transporte. Por esta razón, es que los biocombustibles líquidos como el bioetanol y el biodiesel han tomado un rol protagónico gracias a que cuentan con características de producto sustituto y son compatibles para ser mezclados con combustibles fósiles. El desarrollo de los biocombustibles en Chile en relación con otros países como Brasil o Estados Unidos es reciente. Si bien nuestro país cuenta con una normativa de carácter voluntario que regula y autoriza su uso, distribución y comercialización, los biocombustibles aún no están presentes en nuestra matriz energética. El presente estudio de caso buscó determinar cuál es el estado de desarrollo acual de los biocombustibles en Chile y profundizar respecto a las barreras que limitan su incorporación en nuestra matriz. Para esto se sistematizó la información disponible en los diferentes estudios realizados por la Comisión Nacional de Energía y el Ministerio de Energía de Chile y se aplicó una entrevista semi estructurada a los principales actores de este mercado donde se recogió su opinión sobre las acciones que hoy en día y a futuro deben tomarse para que Chile pueda tener biocombustibles en su matriz energética. Sobre el estado actual de desarrollo es posible señalar que estos se encuentran aún en una etapa de I+D, principalmente por el camino que ha tomado nuestro país en cuanto a desarrollar biocombustibles de segunda generación. En relación a las principales barreras que afectan el desarrollo de los biocombustibles podemos destacar entre otras, la baja disponibilidad de terrenos para cultivos agrícolas tradicionales que pueden ser destinados a la producción de biocombustibles, los altos costos de inversión en infraestructura para almacenamiento distribución y comercialización de biocombustibles y la resistencia de la industria petrolera estatal (ENAP) a los cambios que significa introducir biocombustibles en su proceso productivo. Por lo tanto, Chile requiere definir una Política de Biocombustibles que sea capaz de agrupar las diferentes visiones e iniciativas que sectorialmente y de forma aislada se encuentran en curso y que se transforme en una guía para el desarrollo futuro de esta industria a nivel nacional.

El etanol producido desde material lignocelulósico es parte de las conocidas Energías Renovables No Convencionales. Para la producción de bioetanol de segunda generación es necesario realizar un pretratamiento a la madera, cuyo objetivo es romper la pared de lignina para así poder sacarificar la celulosa expuesta a glucosa, que finalmente pueda ser fermentada mediante microorganismos. El objetivo de este trabajo fue estudiar los efectos de tres pretratamientos: ácido diluido, alcalino diluido y líquidos iónicos, bajo sus mejores condiciones, sobre los residuos forestales Lenga (Nothofagus pumilio) y Eucalipto (Eucalyptus globulus). El primero fue elegido por ser un árbol nativo masivo y el segundo por el alto potencial de plantaciones en Chile. Los pretratamientos ácido y alcalino se utilizaron a modo de comparación con el pretratamiento de líquidos iónicos, del cual solo se tienen referencias sobre disolución de celulosa y no de material lignocelulósico. Lenga y Eucalipto fueron pretratadados con los tres métodos anteriormente nombrados, posteriormente se realizó la sacarificación enzimática del material sólido resultante. Luego se analizó la liberación de azúcares totales y monómeros específicos posterior al pretratamiento y después de la hidrólisis enzimática. Para el pretratamiento ácido y alcalino se utilizó ácido sulfúrico al 0,50%, 0,75%, 1,00% y 1,25% (v/v) por 30 y 60 minutos a una temperatura de 121°C. Para el pretratamiento alcalino se uso NaOH al 2% (v/v) por 60 minutos a una temperatura de 121°C. En el pretratamiento de líquidos iónicos se utilizó [emim]+ [Cl]- y [A336]+ [OH]- a 80°C, 121°C y 150°C por 30 y 60 minutos. Por último, para la hidrólisis enzimática se utilizaron enzimas celulasas comerciales, Celluclast 1.5 L (Novo Co., Denmark) y Novozyme 188 (Novo Co., Denmark), con cargas enzimáticas de 102 FPU/g y 147 CBU/g respectivamente. Los resultados obtenidos indican que todos los pretratamientos utilizados mejoran la eficiencia en términos de rendimientos y tasas de reacción de la hidrólisis enzimática en la obtención de azúcares reductores frente al material no tratado. Además, se obtuvo que un pretratamiento ácido posee bajos rendimientos en comparación a los otros pretratamientos, donde el mejor caso de Lenga es T=121°C, t=30 min, 1,00 % (v/v) H2SO4 y Eucalipto es T=121°C, t=30 min, 1,00 % (v/v) H2SO4 con un rendimiento de un 30% y 27% respectivamente, con una relación glucosa/xilosa de un 7/93%. Por otro lado, si el objetivo es una fermentación de pentosas y hexosas, el pretratamiento alcalino es el indicado con un rendimiento de 49% para Lenga y un 45% para Eucalipto. Las condiciones en la hidrólisis ácida para Lenga en este caso son T=121°C, t=60 min, 0,75% (v/v) H2SO4 y para Ecualipto son T=121°C, t=60 min, 1,00% (v/v) H2SO4. Si, por el contrario, si la fermentación es de glucosa, el pretratamiento con líquidos iónicos es el más efectivo, donde las condiciones de operación encontradas para Lenga son T=150°C, t=30min, IL [emim+ ][Cl- ] y para Eucalipto son T=150°C, t=60min, IL [emim+ ][Cl- ] con una conversión con respecto a los azúcares teóricos del 40% y 29% respectivamente y una relación xilosa/glucosa del 25/75%. Otro punto interesante viene dado por los perfiles cinéticos durante 72 horas en la sacarificación, donde se concluyó que con pretratamiento alcalino y con líquidos iónicos el máximo de los azúcares se obtiene en un tiempo menor a las 24 horas. Finalmente, se recomienda continuar el trabajo de pretratamiento con líquidos iónicos, probando otros aniones y/o cationes, técnicas de separación y tamaños de partícula para la obtención de azúcares.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2007 / Bibliografia: f. 86-91 / Em vista da atual situação ambiental, o estudo de combustíveis de origem renovável toma grande importância, em vista do potencial destes combustíveis para reduzir a emissão de gases indutores do efeito estufa. Neste cenário o biodiesel se apresenta como u / Nowadays, the study of fuels originated from renewable sources takes great importance due to the current environmental scenario. This occurs because of the enormous potential of these fuels to reduce the global emission of greenhouse gases. Biodiesel repr

Tese (doutorado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2012 / Bibliografia: f. 150-158 / O mundo ao nosso redor é repleto de energia proveniente de fontes limpas. Assim, utilizar eficientemente esta energia que está ao nosso redor é um dos desafios da área de engenharia. Dentre as energias naturais, em especial a energia solar, um novo concei / The world around us is full of energy from natural sources. Efficient use of natural energy that surrounds us is a challenge for the engineering. Among the natural energies, especially solar energy, a new concept of energy conversion is in debate: the sol

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-10T15:18:58Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 702601 bytes, checksum: 8ca0cbe384f9a335577b24f5253d8cd5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-10T15:18:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 702601 bytes, checksum: 8ca0cbe384f9a335577b24f5253d8cd5 (MD5) Previous issue date: 2015-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A cachaça é uma bebida tipicamente brasileira e sua produção é uma atividade em expansão, com crescente apoio governamental. Muitos produtores de cachaça transformam os resíduos de produção, cabeça e cauda, em álcool combustível. Vários estudos mostraram que a produção de álcool combustível em pequena escala é economicamente viável e apresenta benefícios ambientais. Apesar destas vantagens, existem poucos estudos sobre os custos energéticos e as emissões de gases de efeito estufa na produção de álcool combustível em pequenas escalas em fazendas no Brasil. Com este trabalho objetivou-se o balanço de emissões e a análise energética do sistema de produção integrada, em fazendas, de cachaça de qualidade e álcool combustível de fazenda a partir de resíduos da produção de cachaça. A pesquisa de campo foi realizada em uma microdestilaria e lavouras pertencentes a um produtor localizado na Zona da Mata Mineira. O dispêndio de energia referente à etapa agrícola foi apresentado pelo consumo energético foi de 245,14 MJ TC -1 (tonelada de cana), sendo que deste total 80% foram destinados para produção de cachaça e 20% para obtenção do álcool combustível de fazenda a partir dos subprodutos cabeça e cauda. O consumo de energia na fase industrial foi de 30,44 MJ TC -1 , sendo 24,35 MJ TC -1 para a cachaça e 6,09 MJ TC -1 para o álcool combustível de fazenda. A relação de output/input foi 4,61 e o indicador de renovabilidade 0,27, mostrando que o álcool combustível produzido na fazenda a partir de subprodutos da cachaça é um combustível renovável. O total das emissões na fase agrícola foi 1.798,46 kg CO 2 eq./ha ano. Os gases de efeito estufa emitidos na fase industrial foi de 457,25 kg CO 2 eq./ha ano, emissões estas devidas ao uso de energia elétrica e da queima do bagaço para geração de energia térmica. A fase agrícola foi responsável por 79,73% das emissões totais e a fase industrial por apenas 20,27%. As emissões diretas de N 2 O, devido aplicação de fertilizantes nitrogenados e ao N contido nos resíduos da colheita, foi a categoria mais impactante na fase agrícola, seguida pelas emissões na produção de fertilizantes. Finalmente, o conhecimento dos impactos à qualidade do meio ambiente das atividades da produção da cachaça e do álcool combustível de fazenda poderá contribuir para a proposição de soluções mitigadoras que garantam a sustentabilidade destas atividades. / Cachaça is a typical Brazilian drink and its production is an activity expanding with growing government support. Many cachaça producers transform the head and tail wastes produced into fuel ethanol. Several studies have shown that the biofuel ethanol production on a small scale is economically viable and provide environmental benefits. Despite these advantages, there are few studies on the energy costs and the emissions of greenhouse gases for the production of ethanol in small scale in farms in Brazil. The objectives of this study were the emissions balance and the energy analysis of the integrated farm production system of quality cachaça, and of fuel ethanol from the waste of the cachaça production. The field research was carried out in a micro distillery and crops belonging to a producer located in the Zona da Mata Mineira (Minas Gerais, Brazil). The energy consumption related to the agricultural stage was 206,76 MJ TC -1 (TC = metric tons of sugar cane), and of this total 80% was due to the production of cachaça, and 20% for obtaining farm fuel ethanol from the head and tail by products. Energy consumption in the industrial phase was 30,44 MJ TC -1 ,with 24,35 MJ TC -1 for the production of cachaça, and 6,09 MJ TC -1 to obtain the farm fuel ethanol. The output/input ratio was 4,61 and the renewability indicator was 0,27, thus showing that the fuel ethanol produced on the farm from the cachaça by-products is a renewable fuel. The total emissions in the agricultural phase was 1.798,46 kg CO 2 eq./ ha year. Greenhouse gases emissions from the industrial phase were 457,25 kg CO 2 eq./ ha year and they were due to the use of electric power and the burning of sugar cane bagasse for thermal energy generation. The agricultural phase accounted for 79,73% of the total emissions, and the industrial phase only 20,27%. Direct N 2 O emissions due application of nitrogen fertilizer and the N contained in crop residues, was the most impressive category in the agricultural phase, followed by emissions in fertilizer. The knowledge of the impacts on the quality of the environment of the activities of the farm production of cachaça and fuel ethanol could contribute for the proposition of mitigation solutions that ensure the sustainability of these activities.