Tesis (magister en derecho ambiental) / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El objetivo del trabajo realizado ha sido profundizar en el análisis de las características de las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) y de las regulaciones ambientales asociadas a estas fuentes, con la finalidad de detectar por una parte, si la explotación de estas fuentes de energía efectivamente es de un bajo impacto ambiental y, siendo así, si su tratamiento en el Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA), acoge esta característica en el tratamiento de los proyectos correspondientes.

La eficiencia energética y la búsqueda de nuevas fuentes de energía han llevado a investigar aplicaciones de la energía solar para generación de energía Eléctrica. Un colector solar parabólico, junto con un ciclo de vapor para generación o un motor Stirling, pueden ser alternativas válidas de implementación para generación distribuida (GD), sobre todo en regiones de Chile donde existe una alta radiación solar. Los objetivos generales de este trabajo son mostrar que la energía necesaria para desarrollar el seguimiento solar del colector parabólico es mínima en comparación a la capacidad de generación de éste y determinar experimentalmente la radiación incidente y la temperatura en el foco del colector a lo largo del día. Tomando en consideración los requerimientos de flexibilidad, robustez y economía, se selecciona un sistema de seguimiento altitud-azimut de tipo ecuatorial. Este sistema se diseña, se simula y se construye para seguir de forma autónoma al sol. La radiación incidente sobre un foco de concentración de una superficie es calculada a través de un modelo genérico de reflexión de rayos en forma de conos provenientes desde el sol, los cuales forman una zona focal de diámetro dependiente de la calidad del material reflectante. Con este diámetro es posible calcular la capacidad de concentración del colector y la radiación incidente en él. Se construye un receptor para el foco, en el cual se puede medir la temperatura y estimar la radiación incidente, permitiendo su contraste con los valores teóricos. Se encuentra que la energía necesaria para realizar el seguimiento solar no es superior a 20 [Wh] por día, lo cual no supera el 1% de los 2500 [Wh-día] que un generador de 500 [W] nominales es capaz de generar. Las curvas de temperatura y radiación determinadas experimentalmente en el receptor se ajustan a lo esperado teóricamente, por lo cual se cuenta con un modelo que puede predecir bajo cualquier condición el valor de estos parámetros. De esta forma, los resultados de este trabajo sirven de base para la propuesta de sistemas de concentradores solares para aplicaciones en GD. Como trabajo futuro está la construcción en el colector de algún tipo de generación, ya sea un ciclo de vapor o un motor Stirling. También se recomienda implementar un control y monitoreo de tipo remoto, con el cual se pueda tener acceso a información del sistema a tiempo real y dar acciones de mando desde cualquier lugar con acceso a Internet.

El presente trabajo de título tuvo como objetivo el diseño de un modelo de negocio para el servicio de asesoría creado por la Gerencia Técnica de la Asociación de Oficinas de Arquitectos (AOA), entidad gremial con más de 150 oficinas afiliadas. Gracias al estudio “Caracterización de mercado frente a la eficiencia energética y certificación verde” de la Corporación de Fomento de la Producción y el Programa País Eficiencia Energética (Agosto 2007), se logró determinar que los atributos asociados a la eficiencia energética son valorados por el consumidor y que, además, para los agentes inmobiliarios resulta atractivo incorporar aspectos innovadores en sus productos. Sin embargo, se observó que existe falta de comunicación entre los agentes que manejan el conocimiento técnico y los gestores inmobiliarios. En base a esto, se desprende el diseño de un modelo de negocio que brinda una nueva herramienta de gestión a los desarrolladores de proyectos asociados a la eficiencia energética y construcción sustentable. Contempla el apoyo en tres aspectos fundamentales de la génesis de un negocio inmobiliario, el diseño de las viviendas, la selección de proveedores y el plan de difusión. Además, este servicio contempla como alternativa el apoyo en la inclusión al Mecanismo de Desarrollo Limpio y la certificación del proyecto bajo los estándares LEED (Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental), un potencial nicho, que comienza a crecer gracias a las medidas de fomento incentivadas por entidades públicas y privadas. Respaldado por la AOA y su Gerencia Técnica, gracias al servicio de asesoría integral se lograría producir mejoras tecnológicas, cambios de patrones de comportamiento en el uso de la energía y un mejoramiento de la eficiencia económica de los procesos productivos, obteniendo como resultado final un producto inmobiliario diferenciado y de calidad. Junto con esto, se potencia el “mercado verde” y se posiciona a la AOA como plataforma de transferencia tecnológica, permitiéndole fortalecer su posicionamiento en el mercado inmobiliario sustentable. Finalizado el diseño, se realizó una evaluación económica de la implementación del servicio, obteniéndose un valor presente neto de veintitrés millones doscientos mil pesos y una TIR de 37%, descontando los flujos proyectados a una tasa de descuento de 10%, en un horizonte de evaluación de 10 años. La inversión, evaluada en aproximadamente cinco millones doscientos cincuenta mil pesos, se estimó será recuperada en un periodo de 4 años.

La radiación solar puede ser aprovechada en forma de calor o de electricidad. El calor se aprovecha mediante paneles solares térmicos y la electricidad a través de paneles fotovoltaicos. Chile es un país privilegiado gracias a su ubicación geográfica, ya que tiene altos índices de radiación solar, la que puede ser aprovechada en un gran porcentaje de su superficie. Por otra parte, el país depende fuertemente de la importación de insumos energéticos cuyos precios presentan una fuerte tendencia al alza. Lo anterior hace que surjan atractivas diferentes alternativas de energías no convencionales, como lo es el caso de la energía solar. Dada la falta de información de este mercado en Chile es que el presente trabajo tiene por objetivo analizar y caracterizar el mercado de los paneles solares en el país para conocer las oportunidades de negocio y proyectar el mercado a mediano plazo. Para cumplir con este objetivo, se realiza un listado de las empresas chilenas vinculadas al rubro de los paneles solares, para luego, mediante encuestas, obtener información relevante para analizar este mercado. Posteriormente, se realiza un estudio de viabilidad económica para conocer la rentabilidad de la utilización de paneles solares en el sector residencial. Finalmente, se realiza una proyección de la demanda a través de métodos cuantitativos y cualitativos, como son regresiones matemáticas y el método Delphi, ajustando los valores obtenidos de acuerdo a conceptos del ciclo de vida del producto. El panel solar térmico ha alcanzado valores competitivos desde la XI región del país al norte, amortizándose en un período inferior a 5 años en la RM si se compara con la utilización de gas licuado, obteniendo un VAN de $1.000.000 en 20 años con una tasa de descuento del 12%. No así para el panel fotovoltaico, que tiene un retorno negativo en todas las regiones del país para el sector residencial. En cuanto a la oferta, se tiene que el 83% de las empresas son micro o pequeñas, en un mercado que se encuentra bastante concentrado. La mayor demanda existe en la zona central (63%) seguida del Norte Grande (23%) en el año 2007, año en el cual se instalaron 6.300 m² en Chile; un 60% de aumento en comparación al año 2006, sumando una superficie total de 11.100 m². Se espera un aumento de un 40% anual para los próximos 5 años, pronosticando que la demanda aumente a 70.000 m²/año en el 2020. Se puede concluir que el mercado de los paneles solares en Chile tiene un gran potencial de crecimiento y existen numerosos sectores de alta rentabilidad que aún no han sido explotados. Es necesario realizar mejores esfuerzos de marketing, tales que permitan aprovechar mejor el negocio de la energía solar en todas las zonas del país donde es rentable su utilización.

Submitted by Deise Carla Marques Tejas Serpa (deisecarlaserpa@hotmail.com) on 2017-09-04T16:24:37Z No. of bitstreams: 1 Dissertação HUGO 2017 Versão Final-Protegida.pdf: 1643613 bytes, checksum: 45e1f3e733d0abecdeed9da0b028d3a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Vania Magalhaes (magal@ufba.br) on 2017-09-06T12:28:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação HUGO 2017 Versão Final-Protegida.pdf: 1643613 bytes, checksum: 45e1f3e733d0abecdeed9da0b028d3a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T12:28:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação HUGO 2017 Versão Final-Protegida.pdf: 1643613 bytes, checksum: 45e1f3e733d0abecdeed9da0b028d3a0 (MD5) / Fapesb / As fontes energéticas são fundamentais em qualquer sociedade. Por isso, estão diretamente ligadas aos diferentes estágios de desenvolvimento. A energia está sendo estudada pela economia por mais de um século, contudo foi a partir dos choques de petróleo nos anos 1970 que o ramo ganhou notoriedade, os primeiros estudos relacionavam o consumo de energia com a variação do PIB. Por sua vez, a obtenção de energia é uma das atividades que mais impactam o meio ambiente, nas últimas décadas o debate sobre os recursos naturais ganha cada vez mais relevância, uma vez que o meio ambiente provém os recursos para a atividade econômica e também é o depositário dos resíduos resultantes desse processo. Muitos alertas dados por diversas instituições têm mostrado que o planeta está chegando a uma fase onde as modificações realizadas pelos seres humanos serão irreversíveis. A pesquisa tem por objetivo, em termos gerais, discutir o trade off entre crescimento econômico, consumo energético e impactos ambientais. O estudo baseou-se em trabalhos que analisam a energia do ponto de vista físico e econômico, assim como, bibliografias de ramos da economia que tratam do meio ambiente. Os aspectos abordados incluem uma visão geral sobre energia, a matriz energética mundial e brasileira, estudos sobre energia e meio ambiente por parte da economia e projeção de consumo energético e emissões de gases do efeito estufa estimados para o país na variação do produto dos setores minerais não-metálicos e da metalurgia. O Brasil, como qualquer outro país no mundo, enfrenta o dilema entre crescimento econômico e intensidade do consumo dos recursos naturais e geração de resíduos. Para ilustrar esse dilema foram destacados dois setores de grande consumo energético e emissão de CO2, os resultados obtidos mostraram que a variação do produto impactaria de forma mais direta os montantes de consumo de recursos energéticos e na emissão de poluentes, enquanto teria pouca diferença no número de empregos gerados. / Energy sources are fundamental in any society. Therefore, they are directly linked to the different stages of development. Energy has been studied by the economy for more than a century, yet it was from the oil shocks of the 1970s that the industry gained notoriety, the earliest studies related energy consumption to GDP variation. In turn, obtaining energy is one of the activities that most impact the environment, in the last decades the debate on natural resources is becoming more relevant, since the environment provides the resources for economic activity and is also The depositary of the waste resulting from that process. Many warnings given by various institutions have shown that the planet is reaching a stage where the modifications made by humans will be irreversible. The research aims to, in general terms, discuss the tradeoff between economic growth, energy consumption and environmental impacts. The study was based on works that analyze energy from a physical and economic point of view, as well as bibliographies of branches of the economy that deal with the environment. The aspects covered include an overview of energy, the world and Brazilian energy matrix, studies on energy and environment by the economy and projection of energy consumption and greenhouse gas emissions estimated for the country in the variation of the product of the mineral sectors Nonmetals and metallurgy. Brazil, like any other country in the world, faces the dilemma between economic growth and the intensity of consumption of natural resources and generation of waste. To illustrate this dilemma were highlighted two sectors of high energy consumption and CO2 emissions, the results obtained showed that the variation of the product would impact more directly the amounts of energy resources consumption and the emission of pollutants, while it would have little difference in the number generated jobs.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-03-09T14:51:19Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10545658 bytes, checksum: db0be3df0cf2627b4c88b900a074bff1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-09T14:51:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10545658 bytes, checksum: db0be3df0cf2627b4c88b900a074bff1 (MD5) Previous issue date: 2015-10-29 / O estado da arte da hibridação fotovoltaica com concentradores de baixa concentração da radiação solar foi avaliado sob os seguintes aspectos: o trabalho consistiu inicialmente, em realizar uma revisão bibliográfica sobre as tecnologias fotovoltaicas e seu processo de fabricação, os elementos que influenciam no seu ciclo de vida ou sua mortalidade precoce, assim como as possibilidades atuais para a implementação e controle de sistemas híbridos. Foram realizados estudos sobre a concentração da radiação solar e modelos de concentradores. O objetivo neste trabalho foi estudar a hibridação fotovoltaica, observando a relação custo/benefício da geração de energia elétrica a partir da complementaridade entre mais de uma fonte energética: solar e diésel, e, os elementos de degradação fotovoltaica com o uso de concentradores. Foram construídos protótipos para o estudo do processo de degradação de sistemas fotovoltaicos com concentradores, para baixa concentração, com fator de concentração próximo de dois. Foram utilizados dois modelos, tipo V e, outro modelo de observação, tipo W. Foram fixados em campo, sob iluminação natural durante 6 meses e em laboratório, sob radiação UV, para processo de envelhecimento precoce, durante cerca de 562 dias. Verificou-se que a tecnologia monocristalina sofreu uma degradação de 16%, 14% e 15% para os protótipos, tipo “V’; tipo “W” e SC, protótipo sem concentrador, respectivamente. Para a tecnologia policristalina foram 15%, 19% e 18% seguindo a mesma ordem, durante este período. Foi realizada análise econômica para sistemas híbridos com e sem concentradores, com e sem baterias para armazenamento de energia para sistemas isolados ou estações de ecoturismo para regiões equatorial, tropical e temperada do Brasil. Embora o sistema híbrido com concentradores e baterias exija um capital inicial maior do que o sistema fotovoltaico sem baterias e sem concentradores eles permitem a complementaridade energética para estas regiões em períodos do dia de energia faltante para o fornecimento feito apenas com o sistema fotovoltaico. / The state-of-the-art of photovoltaic concentrators with hybridization of low concentration of solar radiation was evaluated under the following aspects: the work initially consisted in conducting a literature review on photovoltaic technologies and their manufacturing process, the factors that influence in their life cycle or your premature mortality, as well as the possibilities for the implementation and control of hybrid systems. Studies on concentration and models of concentrators were carried out. This work deemed at the study of photovoltaic hybridization, observing the cost/benefit ratio of electric power generation from the complementarity between more than one energy source: solar and diesel and, the elements of the photovoltaic degradation using concentrators. Prototypes were built for the study of the degradation process of photovoltaic systems with concentrators, for low concentration, with concentration factor around two. Two models were used, V-trough type and another for observation, like W-trough type, were fixed in the field under natural lighting during 6 months and in the laboratory, under UV radiation, to process of premature aging, for about 562 days. The monocrystalline technology suffered a degradation of 16%, 14% and 15% for the prototypes, type “V”; “W” and type SC, prototype without concentrator, respectively. Polycrystalline technology was 15%, 19% and 18% following the same order during this period. Economic analysis was performed for hybrid systems with and without concentrators, with and without batteries to store energy for isolated systems or stations of ecotourism for equatorial regions, tropical and temperate of Brazil. It was found that the hybrid system with concentrators and batteries requires an initial capital greater than the photovoltaic system without batteries and without concentrators, however, allow the energy for these regions are complementary in periods of the day missing energy to supply just done with the photovoltaic system.

La preocupación por el cambio climático y el medio ambiente, el aumento del nivel de electrificación en las comunidades aisladas, permite aprovechar los recursos naturales de la zona para el suministro de energía con fuentes renovables. Asimismo, el desarrollo de las redes inteligentes, contribuyen a la gestión y operación de los sistemas de generación de energía. El objetivo de esta tesis es integrar a la comunidad con el sistema de suministro de energía eléctrica con el propósito de mejorar la sustentabilidad del proyecto. Para lograrlo se extraen las características sociales de la población: estructura organizacional, proceso de toma de decisiones, nivel socioeconómico, nivel cultural y mapa de sueños. De la misma forma, es necesario conocer las características técnicas del sistema eléctrico de generación y la factibilidad de instalar sistemas de comunicación para establecer un enlace entre la localidad y los equipos que suministran la energía. Una vez conocidas las características sociales y técnicas, se desarrolla un concepto innovador denominado “Social SCADA” (del inglés Supervisory Control and Data Acquisition), que se fundamenta en el nivel de sociabilidad existente entre los miembros de la comunidad. El Social SCADA es una herramienta de software modular expandible formada por: 1) optimizador, 2) herramienta para la toma de decisiones y 3) herramienta para la supervisión y mantenimiento. Este trabajo de tesis desarrolla en detalle el punto tres, proponiendo interfaces intuitivas de fácil manejo y entendimiento para los miembros de la comunidad. La aplicación cuenta con: interfaz para establecer un canal de comunicación entre la comunidad y la universidad, interfaz para monitorear las fuentes de generación del proyecto, indicadores de sustentabilidad y se indican las tareas de mantenimiento pendientes para que la población las ejecute. El sistema se encuentra implementado en la localidad de Huatacondo, en un proyecto de una Micro-red inteligente llevado a cabo por el grupo de investigación de la Universidad de Chile. Para su desarrollo se utiliza la plataforma LabVIEW y el servidor OPC de Matrikon. Al culminar este trabajo se logra una validación técnica y social, mejorando la percepción de los habitantes sobre el proyecto. La herramienta propuesta extiende el concepto de los sistemas SCADA tradicionales, ya que la comunidad gestiona, mantiene, controla y supervisa el sistema de generación de energía, lo que proyecta su permanencia en el tiempo. Como trabajo futuro se plantea el desarrollo de aplicaciones móviles, la herramienta de toma de decisiones y aumentar indicadores sociales que sean de interés para la comunidad.

Ingeniero Civil Eléctrico / El presente trabajo de memoria se centra en los beneficios económicos asociado al control topológico de la red de transmisión nacional. Para esto se propone un modelo de programación matemática que co-optimiza el despacho de generación con la topología del sistema (conocido en inglés como el problema de Transmission Switching) mediante una representación lineal entera mixto (MILP por su nombre en ingles de Mixed Integer Lineal Program). Además, se propone un algoritmo de solución mediante una técnica de descomposición que separa el sistema en una cantidad determinada de zonas, que se optimizan por separado y de forma iterativa. La metodología propuesta se aplica en el sistema eléctrico chileno proyectado para el año 2025. El objetivo es analizar las mejoras producidas por los cambios topológicos en la operación del sistema, en especial en términos de costos, vertimiento de generación renovable (solar y eólico) y emisión de CO2. Para esto se comparan soluciones de dos corridas: con y sin control topológico (donde el resto de los parámetros y restricciones se mantienen sin alterar). Los resultados de este trabajo demuestran que el control topológico presenta grandes ahorros en términos de costos (hasta un 7%) y en términos de vertimiento (hasta casi un 100%) para los ejemplos estudiados. Una conclusión de particular interés para operadores y reguladores es que varios tramos de transmisión local/subtransmisión (especialmente en la zona de la Región Metropolitana) podrían operar abiertos para algunas condiciones de operación con el fin de: (i) aumentar la transferencia de energía por el sistema nacional/troncal y (ii) permitir un despacho más económico de la generación hidráulica dentro de la Región Metropolitana.

Ingeniero Civil Mecánico / Dado que los combustibles son hoy los recursos energéticos más contaminantes y utilizados a nivel global, surge la necesidad de buscar nuevas fuentes renovables que sean limpias y amigables con el medioambiente. Al moverse hacia un sistema energético basado en energías renovables, aumentará la participación de la generación eléctrica intermitente y se promoverá el crecimiento de las infraestructuras de almacenamiento y generación de energía no contaminantes. Una de estas infraestructuras son las celdas de óxido sólido reversibles, dispositivos capaces de generar energía eléctrica y térmica mediante un proceso electroquímico, y además almacenar energía química mediante electrólisis. A pesar ser una alternativa viable de generación, existen algunas desventajas que les impiden sobresalir y competir contra el resto. Estas desventajas se deben a sus altas temperaturas de operación y a la relación entre los materiales a utilizar en cada uno de sus componentes. El objetivo general del tema de memoria es fabricar y caracterizar muestras de La2NiO4+δ (LNO) en base a polvos sintetizados mediante el método sonoquímico. Específicamente, se desarrollará una metodología teórico-experimental la cual se inicia con el proceso de síntesis y caracterización estructural de los nanopolvos para luego pasar a la fabricación de muestras para caracterización mecánica y eléctrica. Los alcances del trabajo contemplan el sintetizar nanopolvos de La2NiO4+δ variando las cantidades de reactivos y combinaciones de tiempo-temperatura, y el estudio de ciertas propiedades estructurales, mecánicas y eléctricas mediante análisis y ensayos a nanopolvos y muestras sinterizadas. Dentro de los resultados destacables se encuentra el módulo elástico E= 137,9 [GPa],el tamaño promedio de partícula de los polvos calcinados es 103[nm], el tamaño de grano promedio es de 4,2 [μm], la microdureza HV= 8,83 [GPa]y la tenacidad a la fractura KIC= 1,83 [MPam^0,5]. Finalmente, se logra obtener los parámetros de síntesis, obteniéndose un material nanocristalino y muestras fabricadas en base a los nanopolvos puramente de LNO con propiedades mecánicas y eléctricas comparables con la literatura.

Ingeniero Civil Eléctrico / Este trabajo examina la situación del mercado de residuos en países desarrollados para concluir que Chile enfrenta un desafío importante en el manejo de residuos toda vez que el costo de disposición final es sustancialmente menor que el promedio de los países desarrollados, al mismo tiempo que la tasa de generación de residuos sólidos municipales (RSM) es creciente. En particular, la región Metropolitana presenta la mayor generación de RSM del país con 7.690 [ton/día]. Al considerar que a mediano plazo se espera el cierre de dos rellenos sanitarios en la región, se vislumbra la necesidad de implementar nuevas formas de tratamiento y valorización de los residuos. En este sentido, la valorización térmica de residuos sólidos municipales con recuperación de energía se presenta como una opción de tratamiento interesante debido a sus ventajas frente a la disposición final. Estas tecnologías forman parte de las estrategias de manejo de residuos en los países desarrollados para disminuir el volumen de desechos eliminados y frenar el crecimiento de sitios de disposición final. Además, estas se alinean con una visión sustentable de tratamiento de residuos ya que generan energía renovable compensando las emisiones desde combustibles fósiles a la vez que aminoran la generación de gases de efecto invernadero en rellenos sanitarios. Una amplia revisión bibliográfica permite definir supuestos sobre los factores relevantes a considerar en el diseño y evaluación de plantas de valorización térmica. Se definen dos casos de estudio; el Caso 1 corresponde a una planta de gasificación por antorcha de plasma DC con arco no transferido de capacidad 200 [ton/día] y potencia firme 5,3 [MW] ubicada junto a la actual central Renca. El Caso 2 estudia una planta de incineración de lecho fluidizado con capacidad de 1100 [ton/día] y potencia firme 31,9 [MW] construida junto al relleno sanitario Santa Marta. En el capítulo cuatro se realiza una evaluación económica de los casos antes definidos, con una tasa de descuento de flujos privada de 10% anual y periodo de evaluación de 20 años. Se obtiene que la planta del Caso 1 posee un VAN privado negativo igual a -$23.064.243 [USD] mientras que el Caso 2 es rentable con un VAN de $90.878.309[USD]. Posteriormente, la evaluación social determina que tanto el Caso 1 como el Caso 2 son socialmente rentables para luego comentar sobre los beneficios y costos sociales de ambas tecnologías.