Actualmente no existe una metodología orientada a la industria nacional que entregue herramientas de cálculo para evaluar y estimar el desempeño de plantas industriales. La industria nacional aporta una importante fracción del PIB con manufactura de baja complejidad y poca eficiencia energética. Considerando lo anterior se diseña y aplica una metodología para caracterizar el desempeño energético de una unidad productiva típica, su relación con la producción y costos directos. El trabajo se realizó en los siguientes pasos: I. Se confecciona una pauta para evaluar plantas industriales chilenas. Esta propone un estudio de las subunidades productivas relevantes energéticamente, una clasificación y un balance de energía. II. En base a la pauta mencionada se evalúan las alternativas disponibles para una mejora en eficiencia energética. Se evalúan indicadores por cada medida para clasificar y priorizar soluciones a implementar. III. Para el estudio del caso se realizaron intervenciones en planta para reconocer las instalaciones, la tecnología y la situación de consumos de energía. En las visitas se hizo un levantamiento de información específica de consumos de energía eléctrica y térmica. Con esta información se evaluó la estructura del consumo, prácticas y tecnologías relativas a energía y eficiencia energética en planta. IV. Finalmente se evalúa el escenario con el proyecto integral de eficiencia energética. Para esto se realiza una evaluación de las medidas propuestas basándose en indicadores económicos lo que permite obtener una forma de priorizar la implementación de medidas. Para cerrar se discute con la empresa auditada sobre las medidas factibles de implementar. Otro aporte significativo es el estudio de soluciones poco convencionales como el secado de material, el manejo de material fundido y la interacción entre equipos pertenecientes a un proceso, medidas de especial importancia en la industria chilena y se ejemplifican en el caso estudio. Entre estas destaca el estudio del secado, una de las especialidades de Innovatec que considera el procesar la carga previamente y el diseño de un equipo secador, lo que es interesante ya que interactúa con otras medidas de eficiencia energética, siendo una de las soluciones más completas.

Ingeniero Civil Eléctrico / Los edificios de oficinas representan consumos de creciente importancia para el sistema eléctrico. En la búsqueda de mejorar la eficiencia energética se han desarrollado los sistemas de gestión y control de demanda para edificios. La Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas construyó el complejo Beauchef Poniente, constituido por edificios de alta eficiencia energética y que incorpora un sistema de control centralizado para sus cargas eléctricas. En este trabajo se proponen estrategias para la gestión energética del sistema de control de energía de Beauchef Poniente. La respuesta de la demanda (RD) es una acción de control que se realiza en base a distintas estrategias para gestionar el uso de cargas eléctricas en respuesta a señales, ya sean de seguridad de la red, de precios o del desempeño energético del mismo edificio. Estas pueden ser de eficiencia energética, desplazamiento de demanda, límite de demanda o desprendimiento de carga, siendo los sistemas de climatización y ventilación (HVAC) propicios para aplicar estas estrategias. En este trabajo se aplicaron estrategias de ajuste de temperatura (AT), límite de potencia de generación térmica (LP) y de prevención del rebote (PR). La primera cambia la consigna de temperatura de los espacios, la segunda limita la cantidad de energía térmica que el sistema HVAC es capaz de generar y la tercera es una estrategia para evitar el aumento de demanda eléctrica al finalizar una acción RD. Los objetivos de las estrategias RD sobre los sistemas HVAC son dos: reducir el consumo de energía, y mantener el nivel de confort de los ocupantes. Este último lo constituyen el confort higrotérmico, y la calidad del aire. En este trabajo, el confort higrotérmico se caracteriza con el Índice de Valor Medio de Fanger, a partir de condiciones de temperatura, humedad del espacio y vestimenta y nivel de actividad del ocupante. La calidad del aire se mide a partir de la concentración de CO2 en los espacios. Para el desarrollo de este trabajo se hizo un modelo térmico y de calidad del aire del cuarto piso del ala poniente del complejo Beauchef Poniente. Sobre este modelo se realizó simulaciones de un caso base, sin control, y de un caso con la estrategia de control actual, que aplica acciones AT y LP. Luego se propuso una mejora al sistema de control actual incorporando acciones de PR, la cual se contrastó con los dos casos anteriores en términos de costo anual de energía y confort de los ocupantes. Los resultados de las simulaciones muestran que del consumo anual de energía del edificio de 77,54 kWh/m2 en el caso base, se ahorra 1,89 kWh/m2 (2,44%) con la estrategia actual y 2,65 kWh/m2 (3,42%) con la estrategia propuesta. Sin embargo, en cuanto al costo, es mayor el efecto de la reducción de potencia máxima y demanda en hora punta. El costo anual baja $ 21.343.346 (12,86%) con la estrategia actual y $ 24.363.448 (14,68%) con la propuesta, respecto del caso base. En lo referente al confort, se concluye que ambas estrategias reducen el confort de los usuarios, y que la estrategia propuesta tiene un desempeño levemente más bajo que la actual, a ciertas horas del día. Sin embargo, se observa que estas reducciones de confort afectan principalmente a una pequeña proporción de los ocupantes del edificio y principalmente en espacios donde mantener el confort tiene menor relevancia.

Magíster en Gestión para la Globalización / Plan de Negocios para Postgrado en Construcción Sustentable y Eficiencia Energética en Edificaciones La Escuela de Obras Civiles y Construcción de la Universidad Central de Chile (EOCC) ha identificado la oportunidad de lanzar un programa de Magister en sustentabilidad y eficiencia energética en edificación para la Audiencia Sudamericana. Lo anterior sustentado en el aumento de la matrícula de programas de Magister en Chile y en el interés de los profesionales de la construcción por perfeccionarse en estas áreas. Así, el presente documento tiene por objeto presentar un plan de negocios para el programa de posgrado; basado en el estudio del entorno, la industria y el mercado. El estudio del entorno ha evidenciado que las condiciones políticas, sociales y económicas posibilitan la generación del programa en el País. Lo anterior queda confirmado a partir del indicador de competitividad global 2012 2013 que posiciona a Chile en el lugar número 34 a nivel mundial y número 1 en Sudamérica. A través de análisis de las fuerzas de Porter se ha evidenciado que la industria presenta bajo riesgo y una rivalidad media entre competidores. Lo que presenta ventajas competitivas para el proyecto propuesto, pudiendo hacerle sostenible en el tiempo. La evaluación de las necesidades se realizó a partir de un focus group y a través de la ejecución de una encuesta la audiencia objetivo. Esto resultó en la definición de las características del programa. Cuya propuesta de valor radica en un currículo en áreas de formación diferenciadoras, que acredita posgrados de nivel inferior que se articulan al Magister, que se dicta en horario vespertino, que presenta profesores destacados y se sustenta en un sistema de gestión académico basado en el mejoramiento continuo. Finalmente, el estudio concluye que el proyecto es viable desde que el análisis económico muestra una TIR de 48,7% y VAN igual a 1162 UF para los flujos de caja libre del proyecto bajo un escenario esperado, un horizonte de estudio de 5 años y una tasa de descuento igual a 8,42% (WACC de la Universidad). Asimismo, se muestra que la EOCC posee la capacidad y potencial para implementar el programa suponiendo se siguen las recomendaciones para su sostenibilidad.

Ingeniero Civil Electricista / Reducir costos asociados a un proceso es un tema transversal en la industria. Si bien las razones pueden ser de tipo económica o ambiental, la preocupación por esta materia ha transformado este tema en una directriz a nivel industrial, y gubernamental. En este contexto el concepto de eficiencia energética no es ajeno para nadie y el conocimiento de alternativas para lograr que un proceso sea eficiente energéticamente es cada vez más abundante. Un enfoque global de eficiencia energética involucra, además de los parámetros de análisis de costos, inversiones y utilidades, una mirada exhaustiva al proceso involucrado, a su entorno, a su puesta en marcha, desarrollo y término, pasando por la gestión de compra, transporte, mantención, etc. Es en este último concepto que este trabajo tiene sus fundamentos. Partiendo de la base de que en una planta industrial alrededor del 70% del consumo de energía está asociada a motores, de los cuales el 90% corresponde a un tipo específico de ellos que son los motores de inducción. Se aborda el tema de la mantención de estos equipos desde el punto de vista predictivo y se explica y fundamenta por qué el mantenimiento predictivo es ventajoso con respecto al mantenimiento correctivo. Con estos lineamientos se expone una metodología que utiliza el análisis de respuesta en frecuencia de un registro de corriente de estator de los motores para determinar fallas incipientes o ya avanzadas. Esta metodología es conocida por utilizar la transformada de Fourier para obtener el espectro de frecuencias de la señal de corriente. Paralelamente, se expone una metodología que, también a través del análisis del espectro de frecuencias, esta vez de la envolvente de la señal, mediante la utilización de la transformada de Hilbert, permite una identificación más fácil de las eventuales fallas. Para mostrar ambas metodologías se tomaron muestras mediante un equipo registrador de señales en la planta papelera de la empresa CMPC, Papeles Cordillera S.A. ubicada en Puente Alto, Chile. Luego de seleccionar adecuadamente las muestras y tabular los resultados, se obtiene el espectro de frecuencias de las señales de corriente mediante las metodologías mostradas y se analizan los resultados. Se concluye que la metodología de predicción y monitoreo de falla mediante el análisis del espectro de frecuencias de una señal de corriente es efectiva, y que el esquema de aplicación de la transformada de Hilbert proporciona una herramienta que facilita el trabajo haciéndolo simple y preciso.

Ingeniero Civil Eléctrico / En la actualidad, la preocupación por el impacto de las actividades del hombre sobre el medio ambiente ha impulsado iniciativas orientadas al desarrollo sustentable no sólo en el sector productivo, sino que también en las instituciones de educación superior. En este contexto, la Universidad de Chile se ha embarcado en una iniciativa por mejorar la eficiencia del uso y consumo energético, contribuyendo a mejorar los aspectos ligados a la sustentabilidad, a través de la ejecución del proyecto Instalación de bases para un plan de eficiencia energética integral para el Campus Sur y Campus Beauchef de la Universidad de Chile. Este trabajo memoria se enmarca en la ejecución del proyecto anterior, haciéndose cargo de las tareas de: - análisis de la condición energética actual e identificación de brechas con respecto a los requisitos expuestos en la norma ISO 50.001; - realización de una revisión energética que sirva para caracterizar energéticamente a los campus y detectar oportunidades de mejora; - establecimiento de una línea base de energía que pueda ser utilizada como referencia del consumo energético; - determinación de indicadores de desempeño energético que cuantifiquen y representen el desempeño energético; - y la proposición y evaluación de medidas de eficiencia energética que contribuyan en la mejora del uso y consumo energético. Los resultados obtenidos permiten, en ambos campus, identificar las brechas para establecer un sistema de gestión energética (SGE), conocer y evaluar la situación energética actual, identificar las oportunidades de mejora existentes, y determinar la conveniencia de la aplicación de medidas de eficiencia energética. Con este trabajo se espera aportar en la implementación de un SGE en el Campus Sur y Campus Beauchef de la Universidad de Chile. Se deja propuesto continuar con el trabajo en la implementación de algunas de las medidas aquí presentadas y verificar los ahorros generados.

La Eficiencia Energética es el conjunto de acciones que permiten optimizar la relación entre la cantidad de energía consumida y los productos obtenidos. Dado que en el último tiempo ha existido un aumento sostenido en el precio de la energía eléctrica, así como de los combustibles, se hace necesario estudiar medidas que permitan disminuir los costos operacionales del sector industrial, y en especial, que generen ahorros de energía sustentables en el tiempo, y de manera responsable con el medio ambiente. En este contexto se enmarca el presente trabajo de título. En él se desarrolla una guía que permite diseñar, operar y mantener de manera eficiente una planta industrial, realizando evaluaciones técnicas y económicas para la incorporación de medidas de uso eficiente de la energía. En este sentido cabe señalar que la industria minera es un sector propicio para implementar alternativas que permitan generar ahorros de energía, dado el trabajo intensivo que realizan los diferentes procesos que actúan en la cadena productiva, y que participan de manera permanente en el consumo de electricidad y combustible. De esta manera, y conociendo las ventajas que posee la industria minera para el uso eficiente de la energía, es que la empresa Anglo American Quellaveco S.A se ha interesado en desarrollar una planta concentradora de cobre con altos índices de eficiencia energética, por lo que este proyecto minero será la base de partida para el presente estudio. Sin pérdida de generalidad, las opciones de uso eficiente de la energía descritas en este documento pueden ser replicadas en todo el sector industrial. La metodología desarrollada contempla llevar a cabo una caracterización completa de los diferentes procesos y equipos que interactuarán en la planta concentradora Quellaveco, con el objetivo de conocer las condiciones de operación de cada equipo. Luego se desarrolla una explicación técnica, y un análisis económico, de cómo se pueden implementar las alternativas de uso eficiente de la energía y se evaluarán los resultados en la planta. Se concluye que el uso eficiente de la energía en Quellaveco permitirá ahorrar anualmente 108,7 [GWh] de energía, lo que significa el 8,66% de la demanda global de la planta. Se observa además que, al inscribir Quellaveco como un mecanismo de desarrollo limpio, se podrán obtener ganancias anuales superiores a los US$ 230.000, lo que corresponderá a disminuir las emisiones de CO2 en 68.000 toneladas por año.

Ingeniero Civil Eléctrico / Este trabajo de memoria de título tiene como objetivo identificar y evaluar proyectos de eficiencia energética en el Puerto Patache de la Compañía Doña Inés de Collahuasi. Este objetivo se alinea con los esfuerzos de Collahuasi por ser una compañía sustentable con el medio ambiente y comprometida con la reducción de sus emisiones de gases de efecto invernadero. Para identificar proyectos de eficiencia energética se caracteriza el consumo de Puerto Patache de acuerdo a los motores eléctricos utilizados en el puerto. Los motores se agrupan de acuerdo a su aplicación, horas de uso, potencia, energía, entre otros parámetros para determinar las aplicaciones en las que se deben concentrar los esfuerzos. Este análisis muestra que los sistemas de bombeo, compresores de aire, correas transportadoras, agitadores y la iluminación son los consumos más demandantes en Puerto Patache. Conociendo aquellas aplicaciones más importantes se proponen proyectos de eficiencia energética según las medidas más eficaces para disminuir el consumo energético. En el caso de sistemas de bombeo, compresores de aire y correas transportadoras el uso de sistemas de control de velocidad con un variador de frecuencia demuestra tener un gran impacto en la reducción del consumo. En tanto, para motores en general se aborda el cambio del motor por motores más eficientes y compensación individual de reactivos. Además, se estudia el reemplazo de luminarias por luminarias eficientes. Los resultados muestran que existen grandes oportunidades de eficiencia energética, principalmente asociados a proyectos de instalación de variador de frecuencia en los sistemas de bombeo y al cambio de luminarias. En tanto, no es recomendable realizar cambio de motores ni invertir en compensación individual reactiva puesto que los motores existentes no presentan problemas de eficiencia y se estima que las pérdidas en los conductores del puerto no justifican que se compense el factor de potencia para reducir las pérdidas de potencia activa. Con respecto a las correas transportadoras, un análisis teórico de la reducción de potencia por reducción de velocidad muestra que es posible reducir el consumo eléctrico en este tipo de carga sin afectar la producción de la planta.