El objetivo principal de este trabajo consiste en el diseño de un generador sincrónico a base de imanes permanentes, para su utilización con una turbina eólica, en la perspectiva de posibilitar el abastecimiento de energía eléctrica en zonas rurales del país. La metodología utilizada se inicia con el diseño de las características eléctricas del generador, considerando las características aerodinámicas de una hélice modelo, a fin de obtener la respuesta de la turbina eólica equipada con el equipo eléctrico de generación diseñado. Posteriormente se presentan los estudios tanto de clima como de demanda eléctrica de una comunidad rural del país, la cual se escoge para realizar un cálculo de abastecimiento energético con las máquinas diseñadas. Conocidos los resultados de los cálculos, entre los cuales está el porcentaje de la demanda que es posible abastecer con las máquinas diseñadas, se realiza una evaluación económica que considera el costo de construir y operar estas turbinas eólicas durante un determinado período de tiempo y el ahorro en consumo de petróleo diesel, correspondiente al energético primario de un grupo electrógeno que debería entregar la energía eléctrica ahora generada en base a la energía eólica. Con esto se concluye la factibilidad de la utilización de este tipo de turbinas como solución al abastecimiento eléctrico dentro de zonas rurales, climáticamente aptas

La energía undimotriz es aquella energía producida por el movimiento de las olas. Se trata de una energía renovable y limpia la cual aún no ha sido explotada en nuestro país como una alternativa de generación de energía. La extensa costa chilena, junto con la variedad en climas de ola que posee y la presencia del oleaje durante todo el año otorgan a Chile una alta potencialidad para la instalación de centrales que utilicen tecnologías que aprovechen la energía de las olas. El presente tema de investigación estudió, bajo criterios técnicos y económicos, la factibilidad de implementar esta tecnología en la costa chilena, para lo cual se seleccionó dos sistemas distintos que usan la energía de las olas, dentro de los disponibles en el mercado, los cuales fueron evaluados en tres puntos específicos en la costa, obteniendo la potencia generada y el factor de planta correspondiente a cada caso. Con esto fue posible determinar el mejor sitio para la instalación de dos centrales, cada una usando uno de los sistemas evaluados, la inversión involucrada en cada proyecto, y el costo del MWh generado por cada una de ellas. Con esto fue posible concluir que la generación eléctrica aprovechando el oleaje marino es una alternativa viable de implementar en Chile desde el punto de vista técnico, obteniéndose factores de planta razonables dentro del rango de las energías renovables que son utilizadas en la actualidad, los cuales mejoran considerablemente mientras más expuesto al oleaje sea el sitio en donde se instale una central de estas características. Sin embargo, de acuerdo a la magnitud de las inversiones involucradas en los proyectos y los costos estimados del MWh generado para cada caso, y en estrecha relación con los precios a los que se comercializa la energía en nuestro país, ambos proyectos evaluados no son rentables y no recuperan la inversión dentro de su vida útil. Esto crea la necesidad de una reestructuración en las políticas energéticas nacionales para que proyectos de esta naturaleza sean rentables por si mismos, implementando tarifas diferenciadas que incentiven la inversión en energías renovables limpias, y reconociendo, para esta tecnología en particular, un pago por potencia instalada, gracias a la presencia sin interrupción de oleaje durante todo el año que asegura un mínimo de energía generada.

El objetivo general del presente trabajo de título es habilitar en un computador del Área de Energía del Departamento de Ingeniería Eléctrica, una versión actualizada del ATP (Alternative Transients Program). El ATP es una de las principales herramientas para la resolución de transitorios en redes eléctricas y una de sus frecuentes aplicaciones es la resolución de problemas relativos a impactos de rayos en sistemas de transmisión; bajo esta premisa, se consideró que su aplicación para determinar sobretensiones de rayo en líneas de transmisión era un tema adecuado para ver sus fortalezas, y habilidades.

En el presente proyecto de título (la Memoria), se aborda la necesidad de expandir la matriz energética nacional, a través del desarrollo de fuentes energéticas renovables (EERR). La problemática planteada cobra especial relevancia al observar la progresiva disminución de las reservas de las fuentes energéticas convencionales y el impacto ambiental que su explotación presenta en la actualidad. La energía tiene un papel esencial en la vida social y económica de los países. El funcionamiento de las sociedades modernas depende por completo de su disponibilidad, provisión y accesibilidad a todos los sectores socioeconómicos. Para países en vías de desarrollo, como Chile, que buscan mejorar sustancialmente el nivel de vida de la población, el papel de la energía presenta mayor relevancia, pues la disponibilidad energética y sus costos, tienen directa relación con el crecimiento económico. En Chile, a pesar de su escasa presencia en nuestra matriz energética, las EERR poseen un gran potencial de desarrollo. Las trabas están vinculadas al precario desarrollo tecnológico nacional, a la falta de capitación técnica y de recursos económicos necesarios para dar estabilidad a la producción de este tipo de energía. Durante los últimos años, se han presentado en nuestro país una serie de proyectos de EERR con el objeto de hacer frente a la necesidad energética actual. Los proyectos presentados, algunos de grandes magnitudes (Hidroaysen) no han estado exentos de críticas, debido al impacto ecológico de su ejecución y a la alteración de los ecosistemas comprometidos. A nivel local, específicamente en la octava región de nuestro país, se están desarrollando los siguientes proyectos energéticos renovables.: 1. Proyecto Eólico Bahía Concepción – Empresa Grupo Enhol. 2. Proyecto Hidroeléctrico Ñuble – Empresa CGE. 3. Complejo Eólico Hualpén – Empresa Enerbio. La presente Memoria aborda la necesidad energética actual y las críticas a los grandes proyectos de EERR, proponiendo una vinculación efectiva y racional de las EERR con las comunidades locales, a través de proyectos que aseguren el suministro energético local y representen un principio de desarrollo para las comunidades.

Ingeniera Civil Mecánica / El trabajo de título consiste en el estudio de localización de Centrales Solares Térmicas con generación de electricidad utilizando Ciclo de Rankine. La potencia de trabajo es de 25 [MW] y las centrales se sitúan en cinco localidades a especificar entre las regiones de Antofagasta, Atacama y Coquimbo, ya que estas zonas poseen mayor recurso solar, el cual se puede comprobar mediante el Explorador Solar de la Universidad de Chile, página web que tiene información histórica de la irradiancia en todo Chile. Las centrales del estudio de localización deben operar 24 horas todos los días del año, con 25% de energía solar térmica como mínimo y el resto con energía de respaldo o de apoyo, en las que se permiten escoger entre Energías Convencionales y Energías Renovables No Convencionales (ERNC), cuya decisión final fue usar las energías ERNC como Biomasa, Eólica y Mareomotriz. Las centrales pueden ser de Tipo Torre o con Colectores Cilindro-Parabólicos, ya que estas tecnologías presentan mayor madurez respecto a las otras existentes, en las que solo se han investigado y no han operado comercialmente. Todo el estudio realizado indicó que uno de los parámetros más relevantes para el emplazamiento de una central termosolar con generación de electricidad junto con la intensidad de radiación solar es el relieve de la superficie y el recurso hídrico. Otros parámetros importantes estudiados fueron: redes viales, centros poblados, planes reguladores vigentes, etc.

Ingeniero Civil Eléctrico / El aumento en las aplicaciones de energías renovables y la proliferación de tecnologías complejas a escala individual utilizando placas de desarrollo como Arduino ha promovido una cultura de comunidad de desarrollo abierto. En el ámbito de energía solar permite la implementación de sistemas de seguimiento solar. Esto mejora significativamente el rendimiento de tecnologías solares desde paneles fotovoltaicos a calefactores de agua. La investigación preliminar del trabajo resulta en el estudio de un proyecto de una impresora solar 3D que utiliza un lente Fresnel para concentrar la radiación del sol. Esto se puede utilizar en aplicaciones que requieren alta temperatura. Se busca estudiar el rendimiento de un lente de escala individual. Se realiza el diseño y construcción de una estructura para montar el Fresnel. Al ser una tecnología de concentración requiere seguimiento solar para permanecer perpendicular a la radiación del sol. La temperatura en el foco se mide para determinar las aplicaciones posibles, resultando en una temperatura máxima de 690 [°C] durante el mes de diciembre. En el foco se concentra la radiación solar 246 veces. Esto resulta en un rango de operación teórico de 340 a 570 [°C] para aplicaciones útiles y un máximo teórico de 755 [°C]. Respecto a la implementación de una impresora solar con el lente se requiere aumentar la concentración y modificar la estructura para permitir una plataforma móvil en el foco. Existen aplicaciones viables en ámbitos de minería artesanal de oro o cocinas solares de escala familiar. El prototipo requiere trabajo adicional para obtener un sistema de seguimiento más robusto capaz de operar sin mantenimiento constante.

TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGÍSTER EN FINANZAS / Gonzalo Muñoz M. [Parte 1Mediante Método de Múltiplos], Julinho Carlos Salas N. [Parte II Mediante Método de Flujos De Caja Descontado (FDC)]. / El presente trabajo constituye un estudio aplicado, de la teoría de Valoración de una Empresa, a través del método por “Múltiplos Comparables”. La Empresa objeto del estudio, Empresa de Energía de Bogotá S.A. (En adelante, “EEB”), es la casa matriz del Grupo Energía de Bogotá cuyas áreas de negocio son la transmisión de energía y el manejo de todo su portafolio de inversiones. Actualmente es la segunda empresa en transmisión de electricidad en Colombia, con una participación en el mercado del 11.7%. Hemos utilizado toda la información relevante en el mercado a Junio de 2014, como también, hemos obtenido información de las memorias históricas tanto de EEB como de otras empresas de la Industria incluyendo empresas de Perú y Colombia. El enfoque de múltiplo o comparables, determina un valor para la empresa, estableciendo relación entre ratios financieros de una compañía de la misma industria, y el valor de la firma, obteniendo así un valor rápido y aproximado de la empresa. Según este método, nos permitió determinar un precio accionario referencial de acuerdo al ratio precio utilidad de EEB de COP$1.698 aproximadamente, si extrapolamos este ratio promedio de empresas similares en tamaño, unidades de negocio y zona geográfica, con similares condiciones macroeconómicas y normativas/regulatorias (empresas latinoamericanas con información al cierre de 31 de junio 2014). Dado lo anterior, podemos concluir que EEB se encuentra subvalorada, ya que el precio de mercado de la acción al cierre de junio 2014 anotó alrededor de COP$1.590, por lo que aún podría aumentar en un 6,8%. Como veremos en el desarrollo de este trabajo, los múltiplos de valoración son normalmente considerados como un método sencillo, rápido y habitual para obtener valoraciones, hay también importantes desventajas que han de ser tomadas en cuenta como:  Los múltiplos son una medida relativa del valor de una compañía y, por consiguiente, pueden verse influenciados por las condiciones cambiantes del mercado con mucha facilidad.  Las valoraciones basadas en los múltiplos también pueden verse afectadas por las políticas contables, tamaños de mercado que impactan los ingresos, rentabilidades entre empresas variable, , entre otros, las cuales pueden diferir de compañía a compañía o de país en país. / El presente trabajo constituye un estudio aplicado, de la teoría de Valoración de una Empresa, a través de dos métodos, siendo estos el de “Flujos de Caja Descontados” (Modigliani y Miller - 1961). La Empresa objeto del estudio, Empresa de Energía de Bogotá S.A. (En adelante, “EEB”), es la casa matriz del Grupo Energía de Bogotá cuyas áreas de negocio son la transmisión de energía y el manejo de todo su portafolio de inversiones. Actualmente es la segunda empresa en transmisión de electricidad en Colombia, con una participación en el mercado del 11.7%. Hemos utilizado toda la información relevante en el mercado a Junio de 2014, como también, hemos obtenido información de las memorias históricas tanto de EEB como de otras empresas de la Industria incluyendo empresas de Perú y Colombia. El caso del método de Flujo de Caja Descontado, en adelante FCD, está dentro de las metodologías más científicas y teóricamente precisas para realizar una valoración, porque está relacionada con la utilidad y el crecimiento del negocio que está siendo evaluado. Según este método, el precio de la acción es de COP$1.632. Dado lo anterior, podemos concluir que EEB se encuentra ligeramente sobrevalorada, ya que el precio de mercado de la acción al cierre de junio 2014 anotó alrededor de COP$1.590. Un análisis realizado a través del Descuento de Flujos de Caja tiende a verse menos influenciado por las condiciones del mercado y pretende medir el valor de la empresa en términos absolutos. Es un método dinámico, multi-periódico, que tiene en cuenta el valor temporal del dinero en el tiempo. Sin embargo, por las mismas razones, es un método mucho más laborioso basado en supuestos habitualmente cuestionables e inciertos.

Las proyecciones del precio internacional del petróleo, según la mayoría de los analistas del tema, muestran un progresivo aumento. El irreversible aumento de precio de este recurso ha motivado a países y empresas a buscar nuevas alternativas y tecnologías relacionadas con la explotación y uso de otras fuentes de energía. Una alternativa mundialmente observada es el recurso carbonífero, cuyas reservas mundiales son mayores que las de cualquier otro hidrocarburo. Chile posee 1300 millones de toneladas de recurso carbonífero, utilizables considerando factores técnicos y económicos, que pueden ser inyectadas en su matriz energética actual, alternativa de mayor estabilidad frente a importaciones de otras fuentes de energía. La forma moderna de uso del carbón contempla su Gasificación. El presente trabajo tuvo por objetivos la demostración del atractivo que, en Chile, tiene la Gasificación, el aporte de criterios de diseño de una unidad de gasificación, la definición de características y estimación de espesores de las capas que debiesen componer su pared, y, finalmente, la estimación del costo de construcción de un gasificador. La Gasificación es un proceso que genera Gas de Síntesis, compuesto, principalmente, por CO y H2, a partir de carbón, O2 y H2O. Este gas puede ser usado para la síntesis de H2, mediante la reacción Shift, o generación de electricidad, en plantas modernas de Ciclo Combinado. Esta tecnología presenta costos de inversión y operación levemente mayores respecto al uso directo del carbón en Centrales Térmicas de Carbón Pulverizado (PC). Pese a lo anterior, la tecnología de Gasificación Integrada a Ciclo Combinado (GICC) muestra una mayor eficiencia (43.1% para GICC vs 39.6%, para PC), duración de recursos carboníferos disponibles y enormes ventajas ambientales. Si se reemplazara la generación eléctrica en Chile a partir de gas natural por tecnología GICC de uso del carbón, los recursos carboníferos nacionales conocidos y explotables durarían alrededor de 72 años. Para la gasificación de carbón en Chile, se propone un Reactor de Lecho Arrastrado con alimentación húmeda y dos etapas. El escalamiento de este tipo de reactores debe considerar la mantención de condiciones al interior del reactor, como presión y temperatura, y la pérdida de una cantidad fija y elegida de calor a través de las paredes. Esto último, permite calcular espesores de pared. El diseño riguroso de un Gasificador de Lecho Arrastrado debiese estar fundado en el comportamiento químico, fluidodinámico y energético de la materia en su interior. No se dispone, en la actualidad, de modelos que den cuenta del comportamiento del sistema completo, no existiendo aún descripción para la conducta y formación de partículas de escoria al interior del reactor, lo que acotaría la velocidad del gas y, con esto, la forma interna del reactor. Futuros trabajos de modelación y diseño debiesen estar basados en la descripción de los fenómenos de formación de partículas de escoria y transferencia de masa alrededor de una partícula de carbón, previa validación de tal descripción matemática con datos reales. Dicha modelación y diseño deberá considerar la solución de un sistema representativo de ecuaciones de conversión química, transferencia de masa, fluidodinámica y transferencia de energía, lidiando con la rigidez de tal sistema. La pared debiese estar compuesta de capas de distintos materiales cuyas características varían en función de la posición en la pared, esto es, acentuando resistencia a la temperatura, resistencia al paso del calor y soporte estructural, de adentro hacia fuera del reactor. El escalamiento trae consigo variaciones en los espesores de pared. Los espesores de pared aumentan cuando el reactor decrece en tamaño, debido al aumento en la resistencia al paso del calor necesaria para acotar las pérdidas energéticas al ambiente. El análisis de costos de materiales de construcción del gasificador desarrollado, para distintas escalas de producción, y la incorporación de criterios de eficiencia energética, revela la existencia de un óptimo estimado para el tamaño de la unidad de gasificación, de 0.5 [m] de diámetro interno y 10 [m] de altura. El costo aproximado para la construcción de esta unidad es de 150 millones de pesos.

Se realizó una investigación en el tema de la Hidrodinámica de sistemas acuáticos ambientales, específicamente, acerca de los procesos de flujo y transporte en la capa límite béntica de estuarios afectados por oleaje. Este estudio se enmarca dentro del proyecto FONDECYT “Turbulencia y Transporte en la capa límite béntica de Lagos y Estuarios, Estudio de Terreno y Modelación”. Los experimentos fueron realizados en un canal abierto de 12 m de largo y 0.3 m de ancho, con un lecho de sedimentos de arena uniforme de 0.5 mm. Se instalo un generador de oleaje en el extremo de aguas abajo. Sus frecuencias de oscilación fueron controladas mediante una computadora. En un tramo central del canal, de 0.5 m de largo, el lecho fue aislado y saturado con un trazador, el cual fue inyectado a través de agujeros ubicados en el fondo. Además se utilizó una esponja como difusor, la cual permite obtener una concentración uniforme y homogénea del trazador en el lecho de sedimentos. Se utilizó una solución salina de concentración baja como trazador, para poder detectarlo en el flujo con la ayuda de un sensor de conductividad. La cota del estanque principal que contiene la solución salina se mantuvo constante e igual al nivel medio de la superficie libre del canal, para así no crear un flujo artificial del trazador hacia la columna del agua. Se utilizó un sensor eléctrico para registrar la altura del flujo y el período de onda. Un sensor de velocidad tipo ADV y un sensor de conductividad, fueron utilizados para medir la estructura de la turbulencia en el flujo y la concentración de sal en la columna del agua, a lo largo de varios perfiles situados en la línea central del canal, en la región donde el trazador fue inyectado al lecho de sedimentos. Se realizaron 3 tipos de experiencias para 2 caudales distintos: una experiencia solo con flujo gravitacional y otras 2 con oleaje de períodos distintos. Se integraron los perfiles de concentración del trazador a lo largo del volumen de control, para determinar el intercambio de masa entre la columna de agua y los sedimentos. Se utilizó un modelo lineal de intercambio de masa, considerando la diferencia entre las concentraciones de sal en los sedimentos y la columna del agua, para así determinar un valor del coeficiente total del intercambio. Se adimensionalizó el coeficiente de intercambio mediante el número de Sherwood y se graficó en función del número de Reynolds del flujo. Los resultados obtenidos demuestran que existe un aumento del número de Sherwood a medida que aumenta el número de Reynolds, es decir, la turbulencia generada por el flujo provoca aumento en la transferencia de masa. Esto último es consecuente con los resultados obtenidos en experiencias similares de transferencia de oxígeno disuelto. Además, se concluyó que el efecto de agitación por oleaje aumenta el valor del coeficiente total de intercambio y por ende del número de Sherwood, para un mismo número de Reynolds. El efecto de las olas modifica la estructura del flujo y la turbulencia, aumentando los gradientes de velocidades, la energía cinética turbulenta y la componente vertical de la velocidad, lo que provoca el aumento del intercambio de masa entre la columna de agua y los sedimentos.

Las vibraciones excesivas en generan incomodidad en sus ocupantes y son inconvenientes para equipos sensibles al movimiento. Es por ello que se han desarrollado diversos métodos para evitarlas o disminuirlas. En este trabajo se aborda la solución a problemas de vibración en una pasarela peatonal mediante la aplicación de un sistema de disipación de energía de carácter semi-activo. El disipador semi-activo utilizado consiste en un disipador de masa sintonizada de 1GDL que incluye un amortiguador magneto reológico. Éste último puede variar sus propiedades de amortiguamiento dependiendo de un voltaje aplicado. Se realizaron estudios experimentales para caracterizar el comportamiento no lineal de un amortiguador magneto reológico. Fue desarrollado un modelo del amortiguador en lógica difusa, método conocido por su poca dificultad para abordar problemas no lineales. Como principal diferencia con respecto a trabajos anteriores, este trabajo se enfoca principalmente a analizar la reducción de la respuesta de una pasarela peatonal al aplicar un sistema de control desarrollado para un modelo de 2 GDL de la pasarela y el disipador de masa sintonizada de características magneto reológicas. El objetivo principal fue aprovechar al máximo la variabilidad de las propiedades de un amortiguador magneto reológico, y ver si se podía mejorar la respuesta con respecto al caso pasivo, estudiado en trabajos anteriores. Como resultado final se obtuvo una reducción de un 66 % para la principal carga peatonal considerada, cuya magnitud fue condicionada por los límites de desplazamiento y velocidad del modelo del amortiguador magneto reológico desarrollado en lógica difusa.