Ingeniero Civil Eléctrico / Los sistemas de almacenamiento de energía, en particular en baterías, son un conjunto de tecnologías que gracias a sus diversas características técnicas generan una variedad de aplicaciones que permiten mejorar el funcionamiento de los sistemas eléctricos. El objetivo principal del presente trabajo de título es el de estudiar, proponer y evaluar casos de estudio de problemas existentes o que puedan existir a futuro en el Sistema Interconectado Central (SIC) que puedan ser solucionados con sistemas de almacenamiento en baterías (BESS). Los casos de estudio evaluados fueron los siguientes: el desplazamiento de reserva en giro para mejorar el control de frecuencia; el balance energético que puede existir en el norte del SIC entre la generación renovable y la generación a carbón; y el posible vertimiento de energía renovable debida a la aplicación de criterios de seguridad en la operación del sistema. La propuesta de tener reserva en giro en el norte del SIC mejora la respuesta del sistema. La opción del BESS tuvo mejor respuesta en frecuencia que la alternativa de utilizar Guacolda, central de base que podría proveer la reserva en giro propuesta. Además, con valores de inversión de mercado la alternativa del BESS es más atractiva desde el punto de vista económico. La variación en la generación de proyectos de ERNC en el norte genera problemas en el despacho de Guacolda, debido a los límites de transmisión existentes y por las características técnicas de las centrales a carbón. Dicho problema solo se presenta hasta 2018 con la ampliación del sistema de transmisión de 500 kV. Realizando la modelación horaria del sistema se encontraron zonas donde podría existir vertimiento de energía renovable en un futuro cercano, en los tramos Paposo Diego de Almagro y Pan de Azúcar Las Palmas principalmente. Los BESS podrían solucionar este problema, pero los costos sistémicos son tales que no alcanzan a financiar esta solución. Finalmente, la alternativa de usar BESS en el SIC es factible para el control de frecuencia, pero para los problemas técnicos que podrían existir con el aumento de generación ERNC se requiere profundizar su estudio para analizar el comportamiento dinámico de estos equipos. Además, mejorar los modelos de generación renovable o de las tecnologías de las centrales a carbón, permitirán un análisis mucho más certero frente a los problemas estudiados en el presente trabajo.

La presente tesis titulada "AVATARES POR EL AGUA. Ruralidad, Mega-infraestructuras y desigualdades persistentes", se concentra en conflictos hídricos vinculados a la presencia de centrales hidroeléctricas y grandes sistemas de irrigación en contextos rurales en los Andes. La presente investigación articula diversos enfoques teórico conceptuales: la hegemonía discursiva de Laclau-Mouffe, el territorio como construcción social y relacional; el poder, la ecología política; la construcción social de paisajes hídricos y las desigualdades persistentes (Tilly). Este trabajo de investigación contiene una colección de estudios de caso sobre conflictos hídricos, enfatizando aspectos estructurales, relacionales, la dinámica del conflicto, los actores sociales, los intereses de las partes, y las demandas sociales y económicas. La presente investigación busca comprender las complejas articulaciones entre las corporaciones transnacionales y entidades financieras de escala global y el impacto de las mega-infraestructuras sobre contextos rurales en los Andes. Al mismo tiempo, desde las coordenadas teórico conceptuales se problematiza sobre el papel que juegan el empresariado local-transnacional, los actores políticos, las políticas públicas y las comunidades locales. Finalmente, se sugieren un conjunto de conclusiones y recomendaciones.

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Ingeniero Civil Mecánico / En este trabajo, se desarrolla un modelo termodinámico de una central geotérmica emplazada en Pampa Apacheta, utilizando los datos medidos en las pruebas de producción de Cerro Pabellón (48 [MW] instalados), la primera central geotérmica de Chile actualmente en construcción. De acuerdo a estudios previos y a la descripción del proyecto Cerro Pabellón, el tipo de central que mejor se adapta a las condiciones de Pampa Apacheta es una de ciclo combinado de expan-sión súbita binaria que consiste en un ciclo de generación con vapor y un ciclo binario cuya ener-gía es extraída de la salmuera o fase líquida del flujo geotérmico. Las variables de diseño escogidas en el modelo corresponden a las presiones de boca de pozo asociadas a las curvas de productividad, el fluido binario y la presión de trabajo de este último. Además, se incluye un procedimiento para evitar la precipitación de sílice, componente común del fluido geotérmico, en los distintos componentes del proceso de generación. El modelo es validado mediante cálculo de la potencia neta a partir de las condiciones de pozo de la central geotérmica Miravalles ubicada en Costa Rica. El resultado presenta un 1% de error diferencial y con esto se da por validado el modelo termodinámico computacional. En relación al modelamiento de la central en Pampa Apacheta, las presiones en la boca de los pozos deben ser las mínimas posibles, evitando la precipitación de sílice, es decir 800 [kPa] en el pozo CPE-1 y 350 [kPa] en el pozo CPE-2. Por otra parte, el fluido binario debe presentar tempe-raturas de evaporación entre 422 [K] y 430[K]. Entre un conjunto de fluidos binarios candidatos evaluados, el fluido que maximiza la potencia neta generada a partir de los pozos mencionados es el isopentano, considerado también para Cerro Pabellón, y que permite producir 9,9 [MW]. Se obtiene un rendimiento de primera ley de 7,26% y de segunda ley de 22,53%, valores bajos debido principalmente a las restricciones operacionales para evitar la precipitación de sílice. La central óptima presenta una utilización de 10,7 [(kg/s)/MW], es decir, al extraer 514 [kg/s] (flujo másico declarado para Cerro Pabellón) se obtiene una potencia neta de 48 [MW] a partir de 10 pozos de producción, utilizando isopentano como fluido de trabajo binario. Se estima que una central de esta envergadura en Pampa Apacheta tiene un costo de inversión aproximado de 320 [MM USD] incluyendo exploración, perforación, piping, la central de poten-cia y líneas de transmisión, que en términos unitarios se traduce en una inversión de 6,6 [MM USD/MW].

Ingeniero Civil / El embalse Rapel fue construido en el año 1968 con la finalidad de generación eléctrica. Actualmente existen otras actividades en el embalse, como la recreación y el turismo, que se ven afectadas por las condiciones ambientales del embalse. La operación de la central tiene una influencia sobre las condiciones ambientales del embalse, la que hoy en día está definida por el Centro de Despacho Económico de Carga (CDEC-SIC). Este ente dictamina una operación que se concentra en las horas punta de consumo energético del día (operación hydropeaking), la cual puede tener un efecto negativo sobre las condiciones ambientales del embalse. La finalidad de este trabajo de título es estudiar los efectos de la operación hydropeaking de la central hidroeléctrica Rapel en el largo plazo, considerando distintos escenarios hidrológicos y de restricciones ambientales que lo eliminan. Para llevar a cabo este estudio se utiliza el modelo MIPUC, para generar los escenarios de operación de la central, y el modelo CWR-ELCOM, para simular el comportamiento de las variables ambientales en el embalse a largo plazo.\\ Las series de operación de la central hidroeléctrica se generan a partir de tres escenarios hidrológicos (hidrología seca, normal y húmeda) y dos restricciones ambientales (rampa máxima de caudal y caudal ecológico), que son incluidas en el modelo MIPUC, generando seis escenarios de operación: un escenario con restricciones ambientales y otro sin, para cada uno de los tres escenarios hidrológicos. Los datos para la modelación se obtienen en base a los trabajos realizados por \cite{olivares2015} y \cite{quintero2014}. Por otro lado, para modelar la hidrodinámica del embalse sujeta a distintas forzantes ambientales se utiliza el modelo tridimensional CWR-ELCOM. En este modelo se incorporan las variables meteorológicas obtenidas de los reanálisis NCEP-NCAR y las series de operación de la central obtenidas con el modelo MIPUC. Se obtienen resultados para un periodo de dos años y medio.\\ Se obtiene que la operación hydropeaking tiene efectos positivos, en contra de lo que podría creerse, como la desestratificación temprana del embalse, el aumento de temperatura en el periodo estival y un aumento en la capacidad de transporte de calor. Existen también aspectos negativos como la disminución de la capacidad de mezcla cuando no se está operando, la alteración del régimen natural de variación de la energía potencial interna y los cambios bruscos de los perfiles de temperatura y la capacidad de mezcla.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / En el marco de la planificación de operación de un sistema eléctrico con participación significativa de hidroelectricidad, existen varias variables que le dan al sistema un carácter estocástico, incluyendo las demandas, el precio de los combustibles y la incertidumbre hidrológica. En el sistema de programación a largo plazo (PLP) utilizado en Chile para la planificación de operación, sólo se aborda la incertidumbre hidrológica. En la actualidad la información hidrológica utilizada como entrada para PLP del sistema hidroeléctrico es de carácter histórico, utilizando según el horizonte de programación, años consecutivos, suponiendo que bajo esta premisa se incorporan intrínsecamente las correlaciones espaciales y temporales asociadas a los flujos. Asimismo, al momento de generar el árbol de escenarios hidrológicos, en cada intervalo dentro del horizonte de tiempo, no se considera la dependencia entre años hidrológicos y entre los meses de invierno - verano, es decir, no se indaga más a fondo en la autocorrelación de las series de tiempo hidrológicas. El presente trabajo propone generar escenarios de caudales, para cada uno de los puntos de interés del Sistema Interconectado Central (SIC),como información de entrada a la PLP del sistema hidroeléctrico, con una manera distinta de abordar la incertidumbre hidrológica, incorporando las correlaciones espaciales y temporales y forzantes propias de la hidrología. El primer paso consiste en la estimación de caudales en cuencas representativas del sistema que abarquen régimen pluvial y nivopluvial, escogiendo para este caso la cuenca del río Maule en Armerillo; luego bajo el concepto de zona homogénea realizar transposición de caudales a cuencas que abastecen el SIC. Finalmente los escenarios de hidrología futura se obtienen a través de una metodología que incorpora las características del periodo hidrológico. Por una parte se generaron series sintéticas de precipitación y temperatura a escala diaria, usando un algoritmo estocástico que considera el comportamiento del clima en una ventana de 30 años, separando la información en años normales, secos o húmedos; desde la perspectiva estadística, las series obtenidas pertenecen al mismo universo y representan el comportamiento de las forzantes climáticas en la zona analizada. Paralelo a ello, se calibró un modelo hidrológico en WEAP de la cuenca del Río Maule en Armerillo, donde los resultados obtenidos se consideran buenos, con valores de Nash-Sutcliffe entre 0,7 y 0,82 para cuencas en régimen natural, y valores superiores a 0,4 en cuencas utilizadas con fines agrícolas e hidroeléctricos. En la generación de series sintéticas de caudales semanales, se logra establecer bandas de incertidumbre por tipo de año (seco, normal o húmedo) para un horizonte de tiempo de 2 años con las diferentes combinaciones posibles, incorporando la dependencia que existe entre años consecutivos. Se considera que las bandas de incertidumbre generadas para cada escenario reflejan las tendencias de los caudales en cada punto analizado. Finalmente, para la evaluación de la transposición de caudales en la zona homogénea se seleccionó la cuenca del Estero Las Garzas para la modelación de la cuenca Río Achibueno en la Recova, fuera del área modelada. Los resultados de la transposición muestran una correlación de 0,8, considerado muy adecuado para estos fines.

Quelle est la nature des représentations que se font les gens des catégories apprises? Il est généralement accepté que le type de tâche d’apprentissage a une influence sur la réponse à cette question. Ceci étant dit, la majorité des théories portant sur les processus de catégorisation élaborées durant les dernières décennies a porté presqu’exclusivement sur des tâches de classifications d’exemplaires. Le mémoire présenté ici avait quatre objectifs principaux. Le premier était de vérifier si une tâche d’apprentissage de catégories implicites par classifications mène davantage à l’intégration de dimensions diagnostiques qu’un apprentissage par inférences. Le deuxième était de vérifier si une tâche d’apprentissage de catégories implicites par inférences entraine davantage l’intégration de dimensions typiques qu’un apprentissage par classifications. Le troisième était d’évaluer si un effet de rehaussement du prototype (« prototype enhancement effect ») pouvait être observé dans le cadre d’un apprentissage par inférences. Le quatrième était de clarifier quelle est la mesure de tendance centrale qui présente réellement un effet de rehaussement du prototype : le mode, la médiane ou la moyenne. Suite aux résultats obtenus, les implications pour trois théories portant sur les processus de catégorisation sont discutées. Les trois théories sont celles des prototypes, des exemplaires et des frontières décisionnelles. / What is the nature of the representations people form of the categories they learn? It is generally accepted that the type of learning task has an influence on the answer to that question. That being said, most of the categorization theories elaborated during the last decades have focused almost exclusively on classification-learning tasks. The master thesis presented here had four objectives. First, to verify if a classification-learning task leads to the integration of more diagnostic dimensions than an inference-learning task in the context of implicit categories. Second, to verify if an inference-learning task leads to the integration of more typical dimensions than a classification-learning task, once again in the context of implicit categories. Third, to evaluate if a prototype enhancement effect can be observed in an inference-learning task. Fourth, to clarify which central tendency measure really presents a prototype enhancement effect: the mode, the median or the mean. Given the results obtained, implications for three categorization theories are discussed. The three theories are prototype theory, exemplar theory and decision-bound theory.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Mecánica / Chile tiene un elevado potencial para el desarrollo de la energía solar en su territorio, debido a los altos niveles de radiación en el norte del país. La energía solar fotovoltaica, que utiliza semiconductores y la energía solar de concentración, que utiliza espejos o lentes son las dos grandes tecnologías que se han desarrollado en el país. Sin embargo, mientras la tecnología solar fotovoltaica ha sido ampliamente utilizada tanto a nivel industrial como residencial, la tecnología solar de concentración ha tenido una penetración bastante más lenta. Se esgrime generalmente que la razón de la lenta entrada de esta tecnología es que es intensiva en costos de instalación, lo que la hace menos competitiva frente a la, bastante menos costosa, solar fotovoltaica. No obstante, la alta radiación en el país aprovechable por la tecnología solar de concentración y su capacidad de trabajar con almacenamiento térmico de energía la hacen atractiva como fuente alternativa de energía. En este trabajo de título se analizan las configuraciones de variables de diseño como el múltiplo solar y las horas de almacenamiento de energía térmica tales que puedan producir un máximo de los ingresos de una planta generadora de energía eléctrica de tipo solar de concentración de torre solar. Este análisis se realiza dentro del contexto del mercado eléctrico chileno, luego, se realiza el estudio en el marco de tres escenarios de despacho de energía eléctrica: despacho constante, según curva de demanda y según peaks de demanda y se utilizan proyecciones de costos marginales a largo plazo, para considerar sus fluctuaciones. Para realizar este análisis, se desarrollan los modelos matemáticos que representan los escenarios de despacho, para ingresarlos como datos de entrada al software System Advisor Model, en donde se simula el comportamiento de la planta. Luego, se desarrolla el modelo de optimización de maximización de ingresos para finalizar calculando el valor actual neto y la tasa interna de retorno como indicadores de rentabilidad, y el costo nivelado de energía como indicador de competitividad económica. Los resultados muestran que existen fuertes diferencias en rentabilidad entre los tres tipos de despacho, siendo el escenario según curva de demanda el que presenta la mayor rentabilidad. Dado que esta modalidad de despacho permite que se inyecte energía a la red de forma selectiva, se puede forzar a la planta a operar a toda su capacidad en las horas donde existe mayor demanda y por lo tanto donde la energía inyectada puede venderse a un mayor precio. No obstante este resultado, este escenario no presenta el menor LCOE, siendo el escenario de despacho constante el que presenta el menor valor de este indicador, debido a que en este escenario es donde se presenta la mayor cantidad de energía generada en un año.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil / El presente trabajo de título consta de una extensa recopilación y análisis de bibliografía relacionada con las cuencas hidrográficas de Chile y su potencial hidroeléctrico, junto con la realización de entrevistas a expertos profesionales en el área de sustentabilidad. Como base para este informe, se utilizó el Primer Estudio de Cuencas elaborado para el Gobierno de Chile, en el que se da a conocer información de doce cuencas hidrográficas de Chile, de las cuales se seleccionan dos cuencas utilizando un criterio ingenieril y económico, asociado a decisiones de inversión como lo son el potencial hidroeléctrico, la cercanía a los centros de consumo de electricidad y a líneas de transmisión, además de considerar los lugares en donde existen proyectos anteriores. Seleccionadas estas dos cuencas, fue posible conocer la ubicación de las potenciales centrales hidroeléctricas con las que sería posible generar el potencial hidroeléctrico disponible, de ser factible la construcción de estas. Se identificaron los elementos, acciones, actividades o atributos que se encuentran en estos territorios en particular, y que la sociedad considera valiosos, a los cuales se les identifica como Objetos de Valoración, pues para construir proyectos hidroeléctricos que sean aceptados por la sociedad se deben generar medidas de prevención o mitigación, de tal forma que estos Objetos de Valoración no se vean afectados, y si lo son, que se vean afectados de la menor manera posible. Para su tratamiento se obtuvieron sugerencias por parte de los expertos entrevistados para encontrar formas en que los Objetos de Valoración se vean mínimamente afectados. Estas sugerencias fueron complementadas con el contenido del Informe de Buenas Prácticas en hidroeléctricas chilenas. Finalmente, conociendo los Objetos de Valoración, el potencial hidroeléctrico y las características que existen en la sub-subcuencas seleccionadas y gracias a las buenas prácticas conocidas de centrales en funcionamiento además de la opinión de los expertos entrevistados, es posible entregar información relevante a titulares de proyectos hidroeléctricos y a las comunidades que existen en los territorios involucrados. A los titulares se les puede entregar la información de los Objetos de Valoración que se encuentren en la cuenca y en la cercanía del futuro proyecto, e indicar cuáles serían las buenas prácticas que deberían considerar en su trabajo, mientras que a las comunidades, desde ya, se les debería aconsejar que exijan educación energética a las autoridades locales y sectoriales, como Ministerio de Energía, de tal forma que entiendan los riesgos y beneficios que trae consigo los proyectos hidroeléctricos que podrían instalarse en sus territorios.

Les centrales solaires thermiques de grande dimension basse et moyenne température (80-120°C) peuvent fournir une chaleur renouvelable et compétitive aux réseaux de chaleurs et aux industries. Ces installations, intensives en capital et avec des faibles coûts de fonctionnement, ont un retour sur investissement sur le long terme. Le suivi de performance et la détection et le diagnostic de défauts automatisés sont donc des axes essentiels permettant de garantir des performances optimales sur toute la durée de vie de l’installation.Cette thèse a pour but l’analyse des défauts les plus importants, dans un but de détection et de diagnostic. Dans un premier temps, une étude exhaustive des défauts pouvant affecter les installations solaires thermiques a été réalisée. Cette étude a permis d’identifier les défauts les plus fréquents et les plus graves, autrement appelés défauts critiques. Parmi ces défauts, six ont été sélectionnés pour être étudiés plus en détails.Afin d’analyser le comportement du système lorsqu’il est soumis aux différents défauts étudiés, un modèle numérique a été mis en place. En particulier, un nouveau modèle de capteur solaire thermique plan a été développé, les modèles existants ne détaillant pas suffisamment certaines caractéristiques physiques nécessaires à la reproduction des défauts. Une validation expérimentale de ce modèle en fonctionnement normal et défaillant a montré qu’il permet une modélisation simple des défauts et que son comportement est réaliste.Une méthodologie pour analyser de façon numérique l’impact des défauts sur le comportement du système est ensuite proposée. Un ensemble de grandeurs permettant de caractériser ce comportement sont notamment définies. Cette méthodologie est ensuite appliquée, d’abord à l’échelle du composant directement impacté par le défaut, puis à l’échelle du système complet. Les résultats permettent d’identifier les défauts détectables ainsi que ceux qui sont identifiables et de proposer un ensemble réduit de grandeurs suffisant pour les détecter et les identifier.Ces travaux offrent une base méthodologique et des premiers résultats qui pourront permettre de développer un algorithme automatisé pour détecter et diagnostiquer les défauts critiques d’une installation solaire thermique de grande dimension. / Large scale solar systems at low and medium temperature (80-120 °C) can provide renewable and competititve energy to district heating and industrial processes. These systems, which are capital-intensive and have low operating costs, present a long-term return on investment. Automated monitoring and fault detection and diagnosis are key elements to guarantee optimal performances during all the lifespan of the plant.This dissertation aims to analyze of the main faults, in a detection and diagnosis purpose. First, an exhaustive study of the dysfunctions that can affect the large scale solar systems enabled to identify the more frequent and serious faults, also called critical faults. Among these critical faults, six were selected for a more detailed study.To analyze the behavior of the system subjected to the studied faults, a numerical model was implemented. A new flat plate thermal solar collector model was particularly developed as existing ones do not detail enough several physical characteristics required for the reproduction of faults. An experimental validation of this model in normal and faulty operation showed that it enables a simple fault modelling and presents a realistic behavior.A methodology to numerically analyze the impact of the faults on the system behavior is then proposed. A set of features enabling the characterizing of this behavior are particularly defined. This approach is applied first at the scale of directly affected component then at system scale. The results enable to identify detectable and isolable faults, but also to propose a reduced set of features sufficient to properly detect and diagnose them.This work presents a methodologic base and first results to develop an automated algorithm for detection and diagnosis of critical faults of a large scale thermal solar system.