Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Eléctrico / El proyecto Solarbosch, de la empresa Enerbosch, es un proyecto de una central de concentración solar de torre de pequeña escala, que busca aprovechar el gran potencial solar existente en Chile, sobre todo en su zona norte. Varios son los desafíos que deben ser abordados en el diseño de una planta de estas características; uno de ellos y tema principal del actual trabajo de memoria corresponde al control automático de los helióstatos encargados de redirigir la radiación solar hacia la torre. El requerimiento principal que estos deben cumplir corresponde a que el error de apunte sea el menor posible. En primer lugar, se desarrolla un modelo matemático que describe el movimiento de un helióstato con geometría de movimiento de tipo pitch/roll. Este modelo es vital para calcular la posición que debe adoptar un helióstato con el objetivo de apuntar a la torre; pero además, es necesario para desarrollar la metodología de calibración basada en el uso de una superficie objetivo ubicada en la torre central, la cual permite realizar mediciones de error. Para lograr esto último, el modelo considera posibles errores geométricos de construcción y/o instalación del helióstato, los cuales pueden ser estimados utilizando las mediciones mencionadas. En segundo lugar se presenta el sistema de control desarrollado, el cual funciona completamente en lazo abierto, siendo esto posible gracias a las ventajas que presentan los motores paso a paso en tal contexto. La posición del Sol se calcula con un algoritmo especial para aquello, luego, el modelo geométrico desarrollado es utilizado para calcular la posición que debe adoptar el helióstato en función de su posición relativa a la torre. El sistema diseñado fue aplicado e implementado en un helióstato prototipo, el cual fue construido en el contexto de un trabajo de memoria multidisciplinario entre las especialidades de Ingeniería Civil Eléctrica y Mecánica. Finalmente, para validar la metodología de calibración implementada se realizan simulaciones y pruebas en terreno utilizando el helióstato prototipo construido. De las simulaciones se obtiene que la metodología permite corregir el seguimiento de los helióstatos de forma eficaz siempre y cuando las medidas de calibración sean lo más variadas posible, esto quiere decir que hayan sido tomadas durante distintos días del año y a distintas horas. Por otro lado, las pruebas en terreno validan que el sistema de control y la metodología de calibración implementados efectivamente funcionan para un helióstato real. Como trabajo futuro se plantea que aún deben realizarse pruebas en terreno ubicando el/los helióstatos prototipos a distancias más alejadas de la superficie objetivo de calibración. Por otro lado, también debe extenderse de forma funcional el sistema de control implementado para que pueda operar en una planta con un mayor número de helióstatos.

La presente investigación trata sobre un análisis de rendimiento exergético de una turbina de gas de 181,3 MW. Donde se aplicó leyes termodinámicas de conservación de masa y energía a cada componente del sistema. El funcionamiento de las turbinas de gas en la relación aire combustible puede variar de 45/1 a 130/1, es por eso que, cuando ocurre un exceso del aire, la temperatura disminuye y conduce a una reducción de la potencia que es generada por la turbina. Se realizó un balance de energía y exergía de una turbina de gas a ciclo simple; y para cada componente del sistema un estudio analítico energético y exergético. Se ha elaborado cálculos para los diferentes excesos de aire considerado las turbinas de gas y también una comparación de la eficiencia energética y exergética utilizando un diferente tipo de fluido. Se obtuvieron diferentes eficiencias exergéticas para los casos de los distintos excesos de aire, y una comparación para demostrar la destrucción de exergía y el rendimiento exergético en cada componente del turbogenerador. Se concluye que los flujos de exergía ocurren de mayor a menor, así como una eficiencia exergética; la mayor destrucción de exergía se encuentra en la turbina y la cantidad más baja en el compresor.

Los principios que inspiran el desarrollo del presente trabajo aplicativo final son la voluntad de crear conciencia sobre la importancia del diseño de políticas de prevención, manejo y solución de situaciones de crisis en los diferentes sectores y niveles de gobierno, así como la institucionalización de la gobernabilidad democrática, a fin de lograr un estado moderno y eficiente, enfocado en la apertura desus mercados y la mejora de la calidad de vida de la población Para ello, analizaremos la crisis social dela toma de la Central Hidroeléctrica de Chiriconga ocurrida en febrero 2004, a partir de la interrelación de la teoría y los hechos suscitados

Ingeniero Civil Eléctrico / El presente trabajo se dedica a estudiar la operación en régimen cíclico, referida también como cycling, de distintas clases de centrales de generación térmica existentes en el Sistema Eléctrico Nacional como reacción a la prospectiva energética de acelerado aumento en la penetración de tecnologías de generación renovable variable a mediano y largo plazo. Dicho estudio se basa en los resultados preliminares disponibles públicamente a la fecha del Proceso de Planificación Energética de Largo Plazo (PELP) a cargo del Ministerio de Energía descrito en el artículo 83° de la Ley General de Servicios Eléctricos, y pretende contribuir a él a modo de retroalimentación en el área temática referente a la operación cíclica del parque generador térmico. Para esto, se propuso una metodología basada en la aplicación de valores estadísticos a perfiles de generación representativos de la operación proyectada bajo un escenario prospectivo de largo plazo concebido por el Proceso PELP, a fin de cuantificar, clasificar y capturar el valor económico estimado de las distintas maniobras de cycling que el sistema eléctrico requiere de las centrales evaluadas para su operación normal. Esto se realiza a partir de una única referencia de costos. Los resultados de la evaluación muestran un importante incremento en la operación cíclica de centrales térmicas como respuesta a la masiva inserción de las tecnologías de generación variable. Las unidades de tipo turbina de gas en configuraciones ciclo combinado y ciclo abierto se posicionan como protagonistas de dicho incremento, experimentando sobrecostos anuales asociados al cycling que ascienden a 20.000 y 9.000 [USD/MWcap.] a 2035 respectivamente. Dicha prospectiva energética, junto con los riesgos económicos asociados para los propietarios de las instalaciones térmicas que brindarían la flexibilidad operacional que propiciaría el Sistema Eléctrico Nacional futuro con alta penetración de generación variable, llaman a la introducción de un esquema remuneratorio que incentive la modernización de las instalaciones para su operación cíclica incrementada. En este frente, la experiencia internacional muestra que el desarrollo de esquemas de provisión de servicios complementarios basados en mecanismos de mercado que fomenten la competencia y premien la operación flexible han logrado el acondicionamiento del parque generador térmico sin traspasar costos de integración de la generación variable excesivos al consumidor final.

Seminario de Título entregado a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al Título de Químico Ambiental. / En el Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA), el análisis del manejo global de los residuos sólidos corresponde a un área importante para determinar si un proyecto puede generar impactos en su entorno. Una inadecuada gestión de los residuos (domiciliarios, Industriales y peligroso) en cualquiera de las etapas que implican su manejo, esto es, separación, almacenamiento, transporte y disposición, puede repercutir en procesos de contaminación del medio. En la actualidad el SEIA cuenta con una serie de definiciones, criterios y normativas aplicables a estos residuos, que establecen las condiciones adecuadas para su correcta gestión. De acuerdo con lo anterior, en este seminario se analizó el proceso de evaluación ambiental a la gestión de residuos sólidos de proyectos termoeléctricos ingresados al SEIA a partir del año 2010. Se revisaron los antecedentes de 3 proyectos calificados bajo el antiguo reglamento del SEIA (D 95/2002) y 3 proyectos calificados con el reglamento actual (D 40/2013), incluyendo un proyecto en calificación. El análisis se realizó a través de: a) Recopilación y análisis de los antecedentes de los procesos de evaluación ambiental relacionados a la gestión de residuos sólidos de proyectos termoeléctricos sometidos al SEIA, b) Identificación de las normativas (Incluidos los PAS) aplicables a los residuos sólidos de los proyectos termoeléctricos en estudio, y determinación del nivel de cumplimiento por parte de los proyectos y c) Análisis del proceso de evaluación (por parte el estados y sus servicios técnicos), particularmente de los antecedentes asociados al manejo de los residuos sólidos de proyectos evaluados ambientalmente en otros países. Los resultados obtenidos determinaron que, en Chile, ha habido una evolución positiva en cuanto a la evaluación ambiental en el área de los residuos sólidos para proyectos termoeléctricos, identificándose que, desde la implementación del D 40 los requisitos de los PAS son más minuciosos y detallados en la solicitud de antecedentes, así como también el proceso de evaluación llevado a cabo por el SEIA. Aun así, una vez realizado los análisis se pudo verificar que los titulares no siempre responden a los antecedentes solicitados en cada PAS, ya que los proyectos y específicamente los PAS son aprobados ambientalmente, lo que dificulta la identificación y calificación de los impactos asociados a la gestión de residuos de forma temprana. Ante esta y otras falencias encontradas en los antecedentes entregados en los PAS por parte de los proponentes, se sugiere la generación de una guía que establezca la forma en que los antecedentes deben ser entregados como parte de los PAS. Esta guía, también, permitirá identificar y estandarizar la solicitud de información y contenidos específicos de los requisitos. / In the Chilean Environmental Impact Assessment Scheme (EIAS), the analysis of the global handling of solid wasted corresponds to an important area for the determination of if a project can generate negative impacts to the environment. The poor management of solid wastes (urban, industrial and hazardous) in any of the steps that conforms the handling, those being, segregation, storage, transport and final disposition, can lead to the contamination of the immediate environment. Nowadays the EIAS has a series of definitions, criteria and regulations applicable to these wastes, that set the adequate conditions for their correct management. Because of this, in this seminar an analysis to the environmental assessment process was performed to the management of solid wasted reported by thermoelectric projects entered to the EIAS from the year 2010. The revision included 3 projects approved under the old EIAS regulation (D 95/2002), 3 projects approved under the current regulation (D 40/2013) and one project still in the evaluation process. The analysis was performed through: a) the compilation and analysis of the information associated with the management of solid wastes of thermoelectric projects evaluated under the EIAS regulations, b) the identification of the regulations (including PAS) applicable to solid wastes generated in the projects under study and the determination of the level of compliance and c) the analysis to the environmental assessment process (performed by the government and associated technical services), specifically to the information related with the management of solid wastes of international projects evaluated under local laws in other countries. The findings showed that, in Chile, there has been a positive evolution regarding the environmental evaluation in the area of solid wastes of thermoelectric projects, this because, from the publication of the D 40, PAS requirements have been more exhaustive and detailed in the petition of information, and also the assessment carried by the evaluation service. Despite this, once the analysis was performed it was observed that proponents do not always deliver the required information asked in the PAS, having said that, projects and the PAS are still being environmentally approved, which hamper the identification and qualification of the impacts associated to the management of solid wastes early. Because of this and other flaws found in the information declared in PAS by proponents, a guide is proposed, with the intent of dictate the correct ways information must be delivered in PAS. This guide will also allow for the identification and standardization of the information asked and the specific content of the requirements

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Eventos como la megasequía ocurrida en el último tiempo en Chile se explican, en parte, por el cambio climático antrópico, por lo que se estima que acontecimientos de esa magnitud continúen ocurriendo en el futuro. La generación hidroeléctrica es una de las actividades perjudicadas por este suceso, debido a la disminución de los caudales afluentes a las centrales. Es por ello que el presente trabajo busca incorporar eventos como la megasequía ocurrida en el país, en la planificación del Sistema Eléctrico Nacional. Actualmente el Sistema Eléctrico Nacional define la operación de mediado plazo de los embalses del sistema considerando un conjunto de escenarios obtenidos a partir de la hidrología histórica, y por ende no consideran efectos del cambio climático antrópico que tienden a hacer más recurrentes eventos extremos como la megasequía ocurrida en el país. Es por ello que se define una nueva regla para la planificación del agua embalsada del sistema, (mediante la función de costo futuro, FCF) obtenida a partir del software AMEBA, la cual considera, dentro del cálculo de la FCF, escenarios hidrológicos sintéticos que poseen tendencias más conservadoras con respecto a la disponibilidad de agua. Luego de planificar el sistema, tanto con la metodología actual (caudales históricos) como con esta nueva FCF (caudales sintéticos), la operación futura es simulada bajo diferentes eventos de megasequía. Además, se simulan posibles escenarios hidrológicos futuros de diferentes características, para determinar el comportamiento de la nueva regla de operación. Todo esto se realiza utilizando dos metodologías de utilización de la FCF, una que toma los promedios de los escenarios (Average) y otra que utiliza el máximo de éstos (Max). Los resultados obtenidos se presentan en función de los indicadores de volumen embalsado, generación hidroeléctrica, costo marginal y costo total de generación, en donde se comparan tanto las metodologías de FCF, como la diferencia entre la regla de operación histórica y la sintética generada. En particular, con metodología Average, se observa que la FCF sintética se comporta mejor en los escenarios de megasequía. Existe un ahorro de 33 MMUSD en el horizonte de evaluación con respecto a la FCF histórica, si se simula la megasequía histórica con registro entre 2010-2014, además se evitan periodos con generación hidroeléctrica baja, que son suplidas con energía térmica más costosa y contaminante.

Memoria para optar al título de Geóloga / La presente investigación tiene por objetivo establecer un modelo conceptual del comportamiento de los fluidos geotermales en su recorrido por la planta geotérmica Cerro Pabellón ubicada en la región de Antofagasta. La planta está compuesta por dos unidades de una potencia instalada bruta de 24 MW cada una por un total de 48 MW de capacidad y en operación es capaz de producir alrededor de 340 GWh al año. Con el modelo conceptual se pretende poder predecir la precipitación de diversas fases minerales procedentes de los fluidos extraídos de los pozos de producción e identificar los puntos en que se concentrarían los precipitados. Para esto se analizaron muestras de los precipitados extraídos de las tuberías de la planta Cerro Pabellón caracterizando la morfología y mineralogía con el fin de identificar las fases minerales predominantes del precipitado formado a partir de los fluidos geotermales. Al mismo tiempo, a partir de la composición promedio del fluido otorgada por Geotermica del Norte S.A. (Grupo Enel Green Power), se implementaron simulaciones geoquímicas usando el software PHREEQC. Este predice la variación de las concentraciones de los elementos en función parámetros termodinámicos, calculando las fases minerales predominantes y los cambios de pH y temperatura. Este trabajo inició con una campaña de terreno para entender el funcionamiento de la planta Cerro Pabellón. Por otra parte, se llevaron a cabo diversos análisis de las muestras de los precipitados, otorgadas por ENEL Green Power utilizando microscopio electrónico de barrido (SEM), para determinar la morfología y la mineralogía presente de las muestras de solidos encontradas dentro de la tubería de la planta. Además, se modeló el comportamiento del fluido geotérmico a partir de las variaciones termodinámicas existentes dentro de las tuberías de la planta de Cerro Pabellón. Las dos muestras de los sólidos encontrados en las tuberías que dirigen el fluido hacia los pozos de reinyección, presentan minerales como el oropimente (As2S3), estibina (Sb2S3), hematita (Fe2O3), óxidos de hierro, pirita (FeS2) y oro nativo (Au). Considerando esta mineralogía, se reprodujeron las condiciones termodinámicas de los fluidos en su recorrido por la planta. Los resultados obtenidos permitieron elaborar un modelo conceptual que representa el comportamiento del fluido geotérmico de la planta, ilustrando los cambios de pH y la variación de los índices de saturación de la pirita, oropimente, estibina, hematita y sílice dentro de la planta. Las simulaciones indican que, oropimente, sílice, estibina, hematita y pirita son los minerales con índice de saturación positivo, los cuales serían los precipitados predominantes dentro de la planta Cerro Pabellón.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Muestra los cálculos realizados con el fin de realizar el correcto diseño hidráulico de la tubería de presión de la Central Hidroeléctrica La Koya, que operará con un caudal de diseño de 3.5 m 3 /s, con una caída bruta de 272.21m. y con una potencia instalada total de 7,662 KW. Como parte de los estudios básicos, se realizaron los levantamientos topográficos, el estudio hidrológico en los puntos de captación; y el estudio geológico-geotécnico del área del proyecto. El cálculo de la tubería se ha realizado según el código ASME sección VIII, divisiones 1 y 2; y en base a acero ASTM A-36, sin embargo, se recomienda que de acuerdo a las normas existentes, se deba hacer el replanteo en obra revisando el diseño y la topografía del terreno. / Trabajo de suficiencia profesional

La presente tesis analiza y pretende demostrar la viabilidad de desarrollar un proyecto de una pequeña central hidroeléctrica en el pueblo de Comas, en la provincia de Concepción del departamento de Junín, para lo cual se realiza un análisis tanto de la demanda del recurso hídrico como de la demanda energética de la zona. Posteriormente, se realiza un predimensionamiento de las estructuras hidráulicas y de los demás equipos electromecánicos para obtener un presupuesto. Finalmente, mediante un análisis económico en el que se evalúan distintos escenarios, se sustenta y a su vez se propone la mejor alternativa para garantizar la viabilidad del proyecto. / Tesis

Este proyecto consiste en el diseño de una central termosolar de colectores cilíndricos-parabólicos para producir 5MW en el distrito de Olmos. Como un prototipo de central con el propósito de determinar sus costos de generación junto con los beneficios ambientales asociados, para su posterior ampliación dentro del distrito de Olmos. Se tomaron criterios para la selección de la mejor opción tecnológica y de los principales componentes de la central de acuerdo a las condiciones geográficas y meteorológicas de la zona. Se van a tratar aspectos como el diseño de la planta solar, que implica el dimensionamiento de los espejos de los CCPs, las estructuras de soporte, la elección del fluido conductor (Sales fundidas o aceite sintético), así como los parámetros y especificaciones de los equipos que se van a utilizar en la central termosolar. Para determinar la viabilidad del proyecto se abordarán aspectos económicos y de rentabilidad como inversión necesaria. Por último, se han expuesto las conclusiones de los cálculos realizados de la central termosolar.