El objetivo general del presente trabajo de título consistió en estudiar métodos de ventilación para lograr condiciones adecuadas de habitabilidad en viviendas y edificios. La ventilación en una vivienda es fundamental para lograr confort térmico, durabilidad de los materiales y ambientes saludables. Se estudiaron metodologías de ventilación natural, forzada e híbrida, como también técnicas y sistemas de ventilación para implementar en viviendas individuales y edificios de departamentos. Se describen también los factores que influyen en el diseño de ventilación tales como ubicación geográfica, orientación del edificio, uso y dimensión de los recintos, y número de puertas, ventanas y ocupantes. Cabe hacer presente que el concepto de ventilación, a pesar de la importancia que presenta, no se aborda en la legislación chilena y no hay normas que rijan este tema. Por ello se analizó la normativa de España y de Estados Unidos para contar con antecedentes concretos. Como parte del trabajo se determinaron caudales de infiltración y de extracción en distintos recintos de un departamento, caudales que fueron analizados y comparados con las exigencias estipuladas en las normas extranjeras. De acuerdo a los resultados obtenidos en el presente estudio, se puede afirmar que en el diseño de todo tipo de edificios es fundamental incluir la variable ventilación. Para su aplicación se propone el estudio de normas técnicas y la inclusión de diversos sistemas de ventilación.

Geólogo / En este trabajo se desarrollan los fundamentos de la geotermia de muy baja entalpía y su uso en la climatización de edificios, se revisan los aspectos conceptuales que motivan el desarrollo de esta tecnología, se explica el funcionamiento de la bomba de calor, se analizan los factores que determinan la demanda de una edificación, y se entregan herramientas para la cuantificación de la misma, explicando los tipos de diseño posibles en sistemas abiertos y cerrados y los equipos que es necesario utilizar. Se analiza en profundidad la teoría y equipamiento asociado al intercambio de calor con acuíferos, esto por la disponibilidad de este recurso en la ciudad de Santiago, la escalabilidad de los proyectos, la mayor dependencia de las variables geológicas y la rentabilidad asociada. Se analiza la importancia de las variables hidrogeológicas, los métodos por medio de los cuales se pueden cuantificar, la probabilidad de generar quiebres hidráulicos y térmicos durante la operación del sistema y las precauciones que se debe tener en consideración para una implementación exitosa. Por ultimo se analizan los aspectos regulatorios en Chile, y se ofrece un ejemplo teórico para implementar esta tecnología en un condominio ubicado en Las Condes, se analizan aspectos técnicos y económicos que conciernen al proyecto. La evaluación de este tipo de sistemas requiere una perspectiva multidisciplinaria, conociendo e interpretando adecuadamente los datos hidrogeológicos, estimando adecuadamente los patrones de consumo y la magnitud y ocurrencia de las máximas demandas. Desde el punto de vista técnico y económico esta tecnología muestra un gran potencial de desarrollo a nivel nacional, no obstante esto se requiere un involucramiento más activo de la autoridad en las políticas públicas, simplificando la regulación y estableciendo incentivos de apoyo concretos.

El presente trabajo tuvo como finalidad proponer un sistema de climatización de aire, con el fin de mejorar las condiciones de trabajo en el Laboratorio CAD-CAE y los espacios contiguos (INACOM y oficina). Para esto se analizaron las condiciones previas a la instalación del sistema, recopilándose información trascendente, como las condiciones climáticas. Posteriormente, se establecieron las condiciones ideales, para luego especificar las condiciones que deseadas en el lugar. En el segundo capítulo se refiere a la evaluación de cargas térmicas. Se obtuvo que el 42% de la carga térmica se debe a la fenestración, el 36% por cargas internas, el 8% de la carga es transferida del exterior por las superficies, el 9% se debe a la carga de ventilación y por último el 5% es por infiltración de aire al ambiente acondicionado. Luego en la segunda parte del capítulo, se determinó que es necesario un equipo que extraiga 22.37kW de carga de enfriamiento del laboratorio, 5.22kW del INACOM y 6.29kW de la oficina. Además este debe renovar el aire con una frecuencia de 1.34m3/s en el laboratorio, 0.4 m3/s y 0.6 m3/s en el INACOM y la oficina respectivamente. En el tercer capítulo se seleccionaron los equipos de acuerdo a lo establecido en el capítulo anterior, empleándose manuales, así como catálogos e información complementaria que permita la adecuada selección del equipamiento. Finalmente detallo una evaluación económica referente al costo del sistema seleccionado (US$14,296.70 inc. IGV) y se estableció una comparación con el equipo actual que funciona en dicho establecimiento el cual está sobredimensionado según la capacidad de sus equipos. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Realiza la comodidad dentro de una nave de producción, son de gran importancia. Día a día la industria alimentaria se ve en la necesidad de implementar sistemas de ventilación para logra un confort deseado (respecto a la sudoración, convección y radiación de los operarios). Dicho sistema está orientado a la mejora continua, utilizando como herramientas principales la investigación de campo; el análisis cualitativo y cuantitativo de los factores de ventilación; la optimización y correcta utilización de equipos modernos y sofisticados para ventilación industrial en las líneas de producción y un análisis socio económico. El propósito de la adecuada distribución de aire, es lograr condiciones confortables en cada recinto, este es un aspecto de los sistemas de control ambiental que con frecuencia se omite porque parece sencillo, sin embargo, la selección del tipo de ventilador (inyectores y extractores) incluye consideraciones aerodinámicas, económicas y adaptabilidad funcional. Vista la ineficiencia de este sistema se detallan los métodos de cálculos para obtener la cantidad de aire requerido necesario para la ventilación de la nave. Posteriormente, luego de los resultados, se identifica el método de cálculo a seguir y se fundamenta el uso del mismo. Seguidamente se selecciona el sistema de ventilación y el equipamiento adecuado, para pasar a plantear la distribución de aire de acuerdo a las operaciones de la nave. Finalmente, por la magnitud del proyecto, se presenta el presupuesto, los alcances del proyecto, exclusiones e inclusiones del proyecto, así como un plan de mantenimiento y su respectivo costo. En la sección anexos, se presenta el dossier de entrega del sistema planteado, el cual contiene en forma detallada la documentación de los resultados obtenidos en campo después del diseño e implementación del sistema en las naves de producción. / Trabajo de suficiencia profesional

In the next pages, an energetic and exergetic analysis of one specific Heat, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) system, using air recirculation, will be detailed. Different operating conditions will be presented and the ones of least exergy destruction will be highlighted and analyzed. Both the first and second law of thermodynamics are used to understand and describe these phenomena through a specific performance criterion called Duty Specific Exergy Consumption1, noted DSExC in the rest. The main results presented in this document have been published in a peer-reviewed French journal dedicated to HVAC systems, see (Chacon Chauca, Quintanilla Munoz, & Vaudrey, 2019).

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / El continuo aumento de demanda energética que se viene desarrollando año tras año en Perú, lleva a implementar nuevos sistemas de energía renovable para poder satisfacer las necesidades de confort climático. Para este caso se utiliza una energía renovable que se encuentra en la corteza terrestre y que a una cierta profundidad la temperatura es constante, un sistema basado en energía geotérmica, utilizando esta energía como una fuente inagotable que puede ser extraída de la tierra por medio del bombeo de fluidos calentados en su interior, aprovechando su gran inercia térmica. Es por ella que el objetivo de la investigación es el diseño de una vivienda familiar con las condiciones de confort óptimas para los residentes durante todo el año. Para esto se diseñara y dimensionara una instalación geotérmica para suministro de calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria (ACS) mediante una bomba de calor geotérmica. Este dimensionamiento se incluye los sondeos geotérmicos y la selección de la bomba de calor. Cumpliendo con las condiciones básicas del CTE y del RITE durante todo el proceso. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / En el presente proyecto de investigación se ha realizado la descripción de dos metodologías matemáticas para el diseño de colectores solares. El primer colector funciona durante el día calentando instantáneamente el aire mediante convección natural entre las 7am y las 5pm del día; el segundo tiene la función de almacenar calor en el transcurso de las 10 horas del día que es puesto. Siendo esta energía calorífica liberada al terminar la función del colector anterior con el fin de evitar el descenso brusco de la temperatura ambiente dentro de la vivienda dejada por el primero. Los datos de temperatura tomados han sido de los meses de febrero y julio del 2013 de la página www.accuweather.com para realizar una comparación de resultados y ver la conveniencia de su utilización en estos meses; pero con especial interés en los resultados del mes de julio que se producen con el descenso de las temperaturas hasta un grado que hace difícil la vida humana, animal y vegetal. Dentro de los dos diseños se han obtenido como resultado en el mes de febrero para el colector de placa plana una temperatura de salida de flujo promedio de 26℃ y de 21℃ para el mes de Julio, y para el almacenador de lecho de rocas se obtuvo una temperatura de salida de flujo promedio de 21℃ para febrero y de 15℃ para julio. Ambos resultados con un rendimiento promedio cercano al 80% y con un factor estadístico de determinación cercano a la unidad lo cual confirma la confiabilidad de los datos. Con la obtención de estos resultados se puede valorar la importancia de esta investigación puesto que se generan temperaturas adecuadas para la vida humana y así se pueda frenar en algo las numerosas muertes que se producen en las épocas de las heladas durante el mes de julio. / Tesis

Ingeniera Civil Industrial / En el presente trabajo se realiza una evaluación técnico-económica de tres alternativas al actual sistema de calefacción residencial a leña en tres ciudades de la zona centro-sur de Chile. El trabajo se enmarca en el plan de acción llevado a cabo por el Ministerio del Medio Ambiente para disminuir las actuales concentraciones de material particulado en ciudades que presentan elevados índices de contaminación producto de la combustión residencial de leña. Las alternativas evaluadas corresponden a un Recambio de Calefactores a Pellet, un Recambio de Calefactores a Leña y un Reacondicionamiento Térmico de las Viviendas, las cuales con aplicadas en las ciudades de Talca (VII Región), Temuco Padre Las Casas (IX Región) y Coyhaique (XI Región). Los resultados obtenidos permiten concluir que la conveniencia de cada alternativa depende de las características propias de las ciudades, siendo relevante parámetros como la cantidad de habitantes, el precio de los combustibles y la tasa natural de recambio de calefactores. En el caso de las ciudades de Talca y Coyhaique, la alternativa más conveniente corresponde a un Recambio de Calefactores a Leña debido a que se presenta como la única opción rentable. No obstante, la alternativa de Reacondicionamiento Térmico podría convertirse en la mejor opción en Talca si existieran pequeñas variaciones en el precio de la tecnología, el precio de la leña o el valor de la vida humana. Por otra parte, en el caso de la localidad de Temuco Padre Las Casas, el Recambio de Calefactores a Pellets resulta ser lo más conveniente debido a que, además de ser rentable, es la alternativa que logra la mayor disminución de las concentraciones de MP2,5. La implementación de estas alternativas debiese estar complementada con otras medidas necesarias, como por ejemplo la declaración de leña y sus derivados como combustible, la asignación de un valor a la pérdida de la vida humana, el desarrollo de campañas de educación y sensibilización y la mejora de los montos y coberturas del actual subsidio de reacondicionamiento térmico, entre otras.

Geólogo / El siguiente trabajo muestra el resultado de una estimación a escala regional del potencial geotermal de muy baja entalpía, enfocado a calefacción domiciliaria, para la cuenca de Maipo (33,5°S), ubicada entre la Cordillera de la Costa y Cordillera Principal. Para realizar la estimación se generaron Sistemas de Decisión Geoespacial (GDDS) con la información geológica y económica necesaria para evaluar un intercambiador de calor con el suelo acoplado a una bomba de calor geotérmica (GSHP). Los tipos de GSHP considerados en este trabajo fueron sistemas abiertos que utilizan agua subterránea (GWHP) y sistemas cerrados verticales que intercambian calor con el suelo (BHE). Para generar el GDSS, en el caso del intercambiador GWHP se consideró la profundidad necesaria para instalar bombas que extraigan agua del acuífero y un pozo de reinyección, para esto se estimó la profundidad del nivel estático utilizando los registros máximos de este, en las últimas 5 décadas y el abatimiento esperable en cada sector de acuerdo a la geología del relleno. Además se utilizaron las cotas piezométricas para reconocer las direcciones de flujo del agua subterránea la cuenca y así evitar el quiebre térmico de los sistema GWHP. Para generar el GDSS de potencial de BHE, se consideraron los registros estratigráficos disponibles de los pozos construidos en el área de estudio y cada unidad estratigráfica se le asignó un valor de extracción de calor específica (sHE) según litología, estado de saturación y velocidad real del agua subterránea. Una vez asignados los sHE a las unidades de cada pozo, se obtuvo un valor de sHE ponderado en cada pozo. Para obtener las profundidades necesarias de perforación de dividió los sHE ponderados por la potencia necesaria para la calefacción para una casa tipo en Santiago. Los resultados muestran que las zonas con niveles estáticos someros serán las más convenientes para ambos tipos de bomba, y, en general, se va preferir la instalación de GWHP dobles por sobre BHE. Finalmente se generó un mapa que muestra las zonas donde sería recomendable instalar las bombas de calor evaluadas (BHE vs GWHP).

Ingeniero Civil Mecánico / Esta memoria surgió como un trabajo anexo a la investigación de la profesora Dra. Beatriz Maturana Cossio del Instituto de la Vivienda de la Facultad de Arquitectura de la Universidad de Chile, a través del proyecto Fondecyt Nº11130636: "Viviendas de Integración Social y la Sustentabilidad Medio Ambiental: una Investigación de Proyectos Claves en Chile". Esta investigación le permitió al estudiante ubicarse en un contexto real para aplicar una solución de ingeniería y eficiencia energética, la cual consiste en el diseño y estudio de pre-factibilidad de un sistema de bombas de calor geotérmicas para ser utilizado en la climatización de 2.088 viviendas de integración social que componen el proyecto San Alberto de Casas Viejas en Puente Alto, Santiago. El informe aborda los antecedentes necesarios para identificar la tecnología de interés. Se describe qué se entiende por geotermia de baja entalpía y su aprovechamiento por medio de bombas de calor. Con respecto a la metodología, se calcula la demanda energética para la climatización de las viviendas, y se determina el caudal de agua necesario que se debe bombear desde la fuente geotermal para suministrar de energía los sistemas de bombas calor. Luego, se modela el efecto que tiene en el acuífero la reinyección de agua más fría en invierno y más caliente en verano, y finalmente se dimensionan y caracterizan los principales componentes del sistema para estimar el costo de inversión, costo de operación y ahorro que determinarán la factibilidad económica de la propuesta. Se obtiene que el costo de inversión para el sistema de calefacción es en promedio de 15 millones de dólares y que el ahorro en el gasto de operación anual es de al menos 58% con respecto al gasto anual en climatización por medios convencionales alternativos. Se concluye que, tanto en un escenario favorable como uno promedio, la inversión se paga en un horizonte de entre 4 y 20 años. Además, es necesario considerar los beneficios sociales en medioambiente, salud y equidad social para justificar la inversión del proyecto, si se quiere, por parte del Estado. Finalmente, se discuten y proponen tres alternativas que lograrían reducir considerablemente el costo de inversión y los gastos de operación.