Ingeniero Civil / El trabajo de título realizado consiste en analizar el comportamiento de la modelación numérica 3D de canales supercríticos, mediante la simulación numérica del rápido de descarga de la Central Hidroeléctrica Chucás de Costa Rica, utilizando el software ANSYS CFX. El análisis se divide principalmente en dos: simulación del modelo físico y análisis de los métodos o criterios de diseño existentes para contracciones en canales supercríticos. El software trabaja resolviendo las ecuaciones promediadas de Reynolds para la turbulencia (modelos RANS) en tres dimensiones, junto con la ecuación de conservación de masa, mediante el método de volúmenes finitos. Para lograr la simulación es necesaria la creación de un dominio espacial, realizar al discretización de este dominio y aplicar las condiciones de borde que gobiernan el fenómeno a simular. La modelación numérica fue ejecutada con éxito para un perfil de tipo Ogee de ancho unitario, en el sentido que los errores con respecto a datos experimentales del USACE son menores a un 1,3 % en la altura de escurrimiento. Sin embargo, la simulación del modelo físico no fue efectiva, obteniendo errores promedio en la altura de escurrimiento de 21,6 % para el caudal de diseño de la obra. No obstante, las mediciones de alturas de escurrimientos podrían no estar del todo correctas ya que los resultados simulados de la presión sobre el vertedero logran un excelente ajuste para las mayores presiones ubicadas en el cuenco de lanzamiento del salto de esquí. No así el caso de las presiones sobre el umbral, que aunque siguen un comportamiento similar con los datos experimentales, la magnitud de estas difiere en mayor medida que las presiones sobre el cuenco de lanzamiento. En la modelación de contracciones en canales supercríticos, la simulación numérica presenta resultados concordantes con datos experimentales, imponiéndose como mejor alternativa que el uso de los métodos existentes para flujos con números de Froude mayores a 6.

Ingeniero Civil Eléctrico / Una de las principales variables a controlar en un sistema eléctrico es la frecuencia. Para asegurar su estabilidad en las 2 etapas de control (control primario (CPF) y secundario de frecuencia (CSF)) se hace imprescindible un correcto ajuste de las ganancias de los reguladores involucrados. A través de esta memoria se busca proponer una metodología para el ajuste óptimo de reguladores PI encargados del CPF, los cuales pueden ser de frecuencia o potencia-frecuencia. Existe una infinidad de técnicas para definir los parámetros de los reguladores PI, no obstante no todas se ajustan al contexto de regulación de frecuencia utilizando centrales hidráulicas. En esta memoria se estudiaron 2 metodologías: ajuste según Bode y según Ziegler-Nichols. A través de un modelo lineal se aplicaron dichas metodologías al caso particular de la central Colbún. Luego, llevando los mismos ajustes a un modelo no lineal del sistema, se evaluó el desempeño de los reguladores para distintos escenarios y configuraciones: operación en isla y red; distintos niveles de potencia; diferentes niveles de cota de embalse. Para los casos en que la central opera con una cota alta y ésta se encuentra en la sección ancha de la chimenea de equilibrio que posee el sistema, los resultados muestran una respuesta que cumple con las exigencias presentadas en la Norma Técnica. Sin embargo, para cotas inferiores, cuando la cota pasa a la sección angosta de la chimenea, se observan respuestas no acorde a lo exigido. Para ello fue necesario proponer ajustes adicionales. De los resultados se observó que con el reajuste propuesto se cumplen con las exigencias de la Norma Técnica. Luego de establecer una comparación entre las respuestas del modelo no lineal y lineal, se obtuvo que para las condiciones de cota alta es posible utilizar el modelo lineal como una buena aproximación del no lineal. Luego, el análisis realizado para el CSF se realizó utilizando el modelo lineal. Se empleó un modelo de 2 centrales, con 2 generadores en cada una, donde una central se encarga exclusivamente del CPF mientras que la otra se encarga del CSF. Se ajustaron los principales parámetros del regulador encargado del CSF: la constante de tiempo del bloque integral y la tasa de toma de carga de las unidades. A través de las simulaciones se observó que el ajuste cumple con las exigencias fijadas por la Norma Técnica. El Artículo 3-17 de la Norma Técnica propone 2 alternativas para el control secundario de frecuencia: un control centralizado en el CDEC y uno localizado en una central (en este caso Colbún). Utilizando el sistema mencionado en el párrafo anterior, se estudiaron y compararon ambas alternativas. Se observó que la opción de un control localizado en una central es una solución simple, eficiente y viable, mientras que la alternativa de un control centralizado conlleva dificultades como lo son la presencia de oscilaciones sostenidas en el tiempo (ciclos límite), las cuales se deben a la presencia de retardos en el envío y recepción de las señales y a la difcultad de coordinación entre las tomas de carga de las unidades y la fijada por el CDEC.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / La Zona Volcánica Sur presenta una clara disminución de la elevación y del espesor cortical hacia el sur, atribuido a la gradual disminución del acortamiento tectónico medido desde 25% (~25 km) a 35º30 S hasta 12% (~10 km) a 36º17 S. Este estudio pretende caracterizar y determinar los procesos tectónicos que producen el desarrollo de la Cordillera del Maule, en el contexto de la orogénesis en los Andes Centrales del Sur. En la región andina del Maule aflora una serie de depósitos sedimentarios continentales (Formación. Río Damas y Colimapu) y marinos del Cretácico Inferior (Formación. Baños del Flaco), sobreyacidos en discordancia angular por rocas sedimentarias y volcano-sedimentarias Cenozoicas continentales de la Formación Abanico, caracterizadas por una fuerte deformación, cubiertos en discordancia por depósitos volcánicos del Neógeno Superior. La evolución de la estratigrafía se superpone a una serie de eventos extensionales y compresivos, los que se evidencian en los principales rasgos estructurales de la región. Las estructuras presentes en la región se agrupan en dos dominios estructurales, con orientaciones principales N-S a NNE-SSW. El Dominio de la cuenca de trasarco Mesozoica (al este) consiste en estructuras inversas de vergencia Este, la Falla La Invernada y el anticlinal La Araña (asimétrico y de gran longitud de onda). El Dominio de la Cuenca de Abanico consiste en estructuras inversas de vergencia Este y Oeste (Falla Cipreses, Falla Las Corrientes, Falla García y Falla Las Garzas), caracterizadas por formar una serie de pliegues de diversa longitud de onda, amplitud y vergencia. La relación entre ambos dominios se puede explicar mediante una transferencia de la deformación desde el occidente (Dominio Cuenca de Abanico) hacia el oriente (Dominio de la cuenca de trasarco Mesozoica), a través de estructuras con un nivel de despegue de aprox. 10 km de profundidad. El acortamiento generado en la región es de 9 km, equivalente a un 24%, explicado por tectonismo compresivo neógeno. Estudios en U/Pb con circones detríticos sugieren la existencia de un evento compresivo Cretácico Superior, relacionado con la discordancia Mesozoico-Cenozoico, confirmando el inicio del alzamiento andino posterior a ~120 Ma en esta región de la cordillera. La evolución estructural de la zona de estudio, realizada a partir del análisis estructural, logró establecer la existencia de tres eventos compresivos para el flanco occidental de la Cordillera Principal en la zona de estudio. El primer evento compresivo evidenciado actuó en el Cretácico Superior, observado en el contacto discordante entre las rocas Mesozoicas y Cenozoicas (~ 20°), asociado al inicio del alzamiento de los Andes, posterior a ~120 Ma. El segundo evento compresivo ocurrió en el Mioceno medio, con la inversión de la Cuenca de Abanico. El tercer evento compresivo actuó en el Mioceno Superior, transfiriendo la deformación al Este a través de la Falla La Invernada. La distribución homogénea de acortamiento entre el sector oeste y este de la cordillera permite explicar la elevación media actual a esta latitud. Estas características difieren de la asimetría reportada más al norte, donde se planteó un modelo de cizalle simple como mecanismo de alzamiento de la cordillera, mientras que las características de la región de estudio permiten proponer, más bien, un mecanismo de cizalle puro como controlador del alzamiento andino a 36°S.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Simula los niveles de inundación en el río Tulumayo aguas abajo de la Central Hidroeléctrica Chimay, la cual necesitaba de medidas de hidráulica fluvial para protección del cauce del río Tulumayo aguas abajo de la presa Tulumayo hasta el poblado de Vitoc (aproximadamente 25Km río abajo), estos riesgos y vulnerabilidades estaban asociados principalmente al cambio de régimen hidráulico por la construcción de la presa y la operación del sistema hidráulico de la Central Hidroeléctrica Chimay. La simulación del tránsito de avenidas aguas abajo del embalse permitió establecer los límites y áreas de inundación y los peligros asociados tanto en la población ubicada en el ámbito de influencia, así como a la infraestructura. Para la simulación de la onda de avenida a lo largo del río Tulumayo aguas abajo del embalse de regulación se utilizó el software HEC-RAS e Eagle Point además de AutoCAD. / Trabajo de suficiencia profesional

Consiste en diseñar la ingeniería de la extensión de red a la central termo-eléctrica Termochilca, la cual comprende el diseño de un gasoducto de 1870 m. desde la estación de filtración, medición y regulación de gran caudal (EFMRGC) del concesionario gas natural de Lima y Callao - Calidda hasta la válvula de servicio de dicha central, a lo largo de la avenida Santo Domingo de los Olleros - distrito de Chilca. El estudio abarca desde los conceptos fundamentales que debemos entender y tomar como base, hasta los detalles que se toman en cuenta para llevar a cabo dicho proyecto. / Trabajo de suficiencia profesional

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / En la última década se ha visto un importante aumento de la participación de las energías renovables no convencionales a nivel mundial, llegando a superar la capacidad instalada de 2.000 GW, donde la generación fotovoltaica (PV) tiene una gran participación. En Chile, se tiene un gran potencial solar, en especial en el desierto de Atacama, por lo cual la generación PV ha tenido un crecimiento considerable desde el año 2011, llegando a alcanzar una capacidad instalada total de 2,1 GW en el presente año. Sin embargo, los parques PV también generan desafíos operacionales en particular en el marco de la regulación y estabilidad de frecuencia de los sistemas eléctricos de potencia. Por un lado, la naturaleza variable e incierta del recurso solar puede tener efectos negativos en la regulación de frecuencia. Por otro lado, una alta participación fotovoltaica provoca una disminución de la inercia del sistema debido a la falta de respuesta inercial de centrales PV, generando un efecto negativo en la estabilidad de frecuencia de los sistemas eléctricos durante grandes desbalances entre generación y demanda. En este contexto, los parques PV pueden entregar respuesta inercial mediante la incorporación de un lazo de control adicional y la operación fuera del punto de máxima potencia (MPPT en inglés). Sin embargo, dado que esto implica en un costo adicional para la operación del sistema, es importante realizar un análisis técnico económico antes de imponer requerimientos de este tipo en parques PV. El objetivo de este trabajo de tesis es proponer un modelo de optimización que permita identificar y cuantificar los beneficios técnicos y económicos de permitir que los parques PV aporten con respuesta rápida de frecuencia durante grandes desbalances de carga y generación.

La presente investigación surge como alternativa de solución frente al problema de seguridad de la información que tiene la Unidad de Producción Hidráulica de la referida organización. El Plan de Seguridad compromete la organización de los procesos de la citada Unidad, puesto que la correcta gestión de seguridad de la información puede marcar la diferencia entre la eficacia y la inoperancia. En cuanto a la metodología utilizada debemos señalar que después de una sutil comparación con las ya existentes en este campo, se optó por aquella denominada MAGERIT; la misma que permitió el análisis y gestión de riesgos. También, se utilizó la herramienta EAR-PILAR que ayudó en la toma de las mejores decisiones frente al problema de seguridad de la información. Finalmente, después de haber recogido información fidedigna producto de una exhaustiva investigación, se concluyó que el Sistema de Gestión de Seguridad de la Información (SGSI) es un soporte importante que ayuda a organizar los procesos, controles y salvaguardas de la Unidad de Producción Hidráulica de la Central Hidroeléctrica Carhuaquero; y al mismo tiempo hace posible mantener la información bajo medidas de seguridad, garantizando su integridad, confidencialidad y autenticidad.

Dada la falta de mantenimiento en la parte interna de las tuberías forzadas de las Centrales Hidroeléctricas Huinco y Matucana, se considera que hay pérdidas de carga, los cuales tienden a reducir el rendimiento y la capacidad de producción de energía. Por lo cual se desarrolla el proyecto para verificar si las pérdidas de carga tienen alguna influencia sobre el mantenimiento de las centrales para lo cual se debe hacer un análisis teórico y económico en los diferentes tramos de tubería y encontrar la mejor alternativa sobre el pintado y limpieza de las tuberías forzadas. / Tesis

En la zona andina del Perú se viene incentivando la construcción de pequeñas centrales hidroeléctricas como medida ante la falta de redes de conexión eléctrica convencionales, aprovechando el gran potencial de generación energética de una región rica en recursos naturales renovables. A pesar del apoyo del gobierno para el financiamiento de este tipo de proyectos, la limitada información con la que se cuenta orientada a maximizar los beneficios de la inversión es actualmente un problema que acarrea la industria eléctrica nacional. En esta investigación se busca identificar el material de construcción para tuberías forzadas en pequeñas centrales hidroeléctricas que optimice los procesos de construcción y producción de energía, mediante un enfoque económico. El caso de estudio propuesto para el análisis corresponde a la pequeña central hidroeléctrica Mantaro, en el departamento de Huancavelica. La metodología expuesta a continuación se basa en la determinación del diseño óptimo de las tuberías forzadas para cada uno de los materiales propuestos (acero, refuerzo con fibra de vidrio y polietileno de alta densidad) y los costos relacionados a la construcción de las tuberías y energía producida en la planta. Los resultados de la investigación sentarán un precedente sobre el desempeño de distintos materiales de tuberías forzadas en centrales hidroeléctricas de características similares, facilitando la toma de decisiones al momento de elegir una alternativa que permita el aprovechamiento de la central de manera eficaz y se traduzca en un mayor ahorro de capital.

El presente documento presenta mi experiencia profesional como asistente de consultoría para el diagnóstico estratégico para una empresa hidroeléctrica en la empresa consultora GĚRENS. En particular, en esta experiencia profesional la investigación cualitativa y cuantitativa en la consultoría es relevante para el sustento de los resultados para el diagnóstico externo e interno de una empresa. Finalmente, mi trabajo como asistente de consultoría se centró en el análisis macroeconómico y microeconómico del sector de generación eléctrica, sistematización y análisis de información cuantitativa y cualitativa secundaria del sector de generación eléctrica a nivel internacional y nacional; búsqueda y determinación de las principales tendencias del sector de generación eléctrica; la elaboración y análisis de los grupos de interés y grupos estratégicos; y redacción del informe.