Debido a las condiciones económicas y ambientales actuales, las entidades competentes en el sector energético nacional se encuentran impulsando el desarrollo y masificación del uso de nuevas fuentes de energía. Entre las potenciales fuentes disponibles en Chile, destaca la energía solar, debido a las excelentes condiciones radiativas que se presentan en las regiones al norte del país. Para impulsar el uso de este tipo de fuentes de energía, se hace necesario contar con una entidad que posea la capacidad técnica de realizar ensayos normados sobre los sistemas solares térmicos, y así incrementar su desarrollo. En base a la motivación anterior, se estableció como objetivo general el desarrollo de las ingenierías conceptual y básica de un laboratorio para la realización de pruebas de caracterización a sistemas solares térmicos de uso doméstico. Este laboratorio se diseñó además para tener la capacidad de expandir sus capacidades al anexar nuevos módulos de pruebas. Para dar respuesta a los objetivos propuestos, se elaboraron los diagramas de tubería de los circuitos tanto hidráulicos como neumáticos, que permiten desarrollar las pruebas sobre los sistemas solares térmicos. Una vez finalizado el diseño de los circuitos, se calcularon y establecieron las especificaciones básicas de sus elementos principales, lo que permite continuar en una próxima etapa el desarrollo de la ingeniería de detalle del laboratorio. El desarrolló del diseño de este laboratorio y la selección de los equipos a utilizar, se basaron en las normativas vigentes actualmente en Chile utilizando la instrumentación y metodologías adecuadas a las exigencias que en ellas se establecen. Este diseño se limitó a las áreas que tienen directa relación con la ingeniería mecánica y se dejaron los espacios para introducir los elementos anexos relacionados con otras especialidades. Se finalizó el trabajo con la introducción de directrices básicas sobre los procedimientos a utilizar en el funcionamiento del laboratorio, y recomendaciones a considerar para el desarrollo de la ingeniería de detalle.

Ingeniero Civil Industrial / El presente trabajo se desarrolla en un contexto de cambio de paradigma en el mercado energético. La penetración de las energías renovables y la evolución de las redes inteligentes hacen necesaria la modernización de los sistemas eléctricos. En este sentido, el almacenamiento de energía cumple un rol fundamental para entregar servicios que satisfagan las nuevas necesidades de los actores, abriendo paso a una serie de oportunidades de negocio. La estructura tarifaria chilena de suministro eléctrico hace interesante la posibilidad de administrar la curva de consumo de un cliente regulado para disminuir su demanda máxima leída en horas de punta, cargo que representa cerca 30% del total de las cuentas de electricidad. En base a esto, el objetivo de esta memoria es evaluar la rentabilidad económica de implementar un sistema de baterías para la administración de cargos por potencia en el mercado chileno. El proyecto consiste en la utilización de sistemas de almacenamiento mediante baterías que optimizan la curva de consumo de clientes perteneciente al segmento comercial o industrial, a través de la acumulación de energía desde la red durante periodos fuera de punta y la descarga de energía hacia la red durante periodos pertenecientes a las horas de punta , donde el precio de la potencia es mayor. De esta forma, se desarrolla una solución de ingeniería aplicada que optimiza el consumo eléctrico sin generar cambios en el comportamiento del cliente. Para estudiar la rentabilidad económica del proyecto tanto para el cliente como para una empresa dedicada a la comercialización de los sistemas de baterías y la entrega de servicios de optimización de cargos por potencia, se desarrolló una plataforma de cálculo que permite el dimensionamiento del sistema y la optimización de la operación en base a la maximización del valor del proyecto. Por un lado, se analiza un caso de estudios cuyos resultados indican que el proyecto es rentable para el cliente, con un VAN de MM$ 1,8, una TIR de 16% y recuperando la inversión a los 6,83 años. Por otro lado, se realiza una evaluación económica para la empresa comercializadora, la cual financia parte de la inversión de los proyectos y renta en base a los ahorros que genera el sistema. Los resultados para la empresa, sobre un horizonte de evaluación de 5 años y una tasa de descuento de 9,8%, indican un VAN de 103 MM$, una TIR de 15,5% y retorno de la inversión al quinto año. Si bien para la viabilidad económica del proyecto es necesario levantar un alto capital de trabajo de 263 MM$, las proyecciones de mercado, las caídas en los costos de los sistemas de baterías y las iniciativas de distintas instituciones para el desarrollo de estas tecnologías hacen que sea recomendable la ejecución del proyecto. El mercado del almacenamiento de energía aún no alcanza su madurez, especialmente en Sudamérica, y ser uno de los primeros entrantes del mercado puede significar una ventaja competitiva importante, adquiriendo el 𝑘�����𝑛�����𝑜�����𝑤����� ℎ𝑜�����𝑤����� del negocio para aprovechar de mejor forma las oportunidades disponibles y levantando barreras de entrada diferenciadoras que permitan generar un mayor valor para la empresa y para el cliente.

El incremento poblacional viene acelerando la destrucción de los bosques, al punto que ya existen zonas donde las poblaciones consumen buena parte de su tiempo sólo en colectar leña para sus cocinas. En la siguiente investigación se hace un análisis de la condición de los bosques en la Sierra Central de Piura, como reservas energéticas y de materias primas que ayudan a la subsistencia de las poblaciones tanto rurales como urbanas. Para ello se hicieron muestreos de densidad y diversidad de especies, y encuestas a la población para determinar niveles de percepción ambiental sobre el problema en cuestión. Increasing population rates are accelerating forest destruction, to such point that there are already sorne areas where people spend a lot of time looking for firewood. In this research 1 make an analysis of the forest condition in the Central Sierra of Piura, which is one of the few wood energy and logging sources for the rural and urban people. To do this, sorne vegetation samples were taken and a questionnaire was applied to people living at different altitudinal levels.

Se presenta una actividad ABP de química en la que los alumnos investigan sobre diferentes tipos de energía: combustibles fósiles, energías alternativas y energía nuclear, y la influencia de ellas en el medio ambiente: efecto invernadero, smog fotoquímico, capa de ozono, lluvia ácida.

Estudia un sistema de dos spins ½, así como un sistema compuesto A+B, con SA = 2 y SB = 2 3; específicamente, analizamos un problema encontrado en el cálculo de la energía interna, en el contexto mecánico-estadístico no-extensivo: las energías internas calculadas en los respectivos subespacios de Hilbert son diferentes a las energías internas calculadas en el espacio de Hilbert completo. Introduce dos métodos para el cálculo de la energía interna en los subespacios de Hilbert: (1) el método común de la tercera versión de la mecánica estadística no-extensiva, con las matrices q  A y q  B , y (2) un método que considera que el ente físico que contiene la información del sistema físico no es la matriz  sino la matriz q , por consiguiente es sobre esta última matriz que deben realizarse las trazas parciales para obtener las matrices parciales, las cuales son denominadas EA y EB, que constituyen la solución adecuada al problema mencionado. El procedimiento de las matrices EA y EB tuvieron su origen en el artículo A study on Composed Nonextensive Magnetic System, Physica A 343, 499 (2004), desde esa fecha hasta la actualidad, el estudio de dicho procedimiento ha sido ampliado, cond-mat/0701495 (2007). El modelo de Heisenberg en la aproximación de campo medio es utilizado en el cálculo de la energía interna, mostrándose que la aditividad de la energía es satisfecha únicamente con las matrices EA y EB. / Tesis

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica / Ingeniero Civil / Este estudio presenta una evaluación del Método de Análisis Modal Espectral para estructuras con sistemas pasivos de disipación de energía del estándar estadounidense ASCE 7 del año 2010. La evaluación se realizó comparando las predicciones del método de análisis simplificado, con la respuesta inelástica exacta de un edificio de hormigón armado de 35 pisos, equipado con disipadores viscosos no lineales, viscoelásticos e histeréticos, previa adaptación del método simplificado a las condiciones sísmicas chilenas. El Método de Análisis Modal Espectral del ASCE 7, se desarrolla teóricamente en base a un tipo de método estático no lineal, denominado Método del Espectro de Capacidad, que fue propuesto originalmente para su uso en la rehabilitación de edificios mediante disipadores de energía por el FEMA 273/274, en el contexto de la ingeniería basada en desempeño. Es por ello que, en primera instancia, fue necesario estudiar el origen, el desarrollo y la evolución de los métodos estáticos no lineales durante estas últimas dos décadas. Luego, se estudió la modificación de un espectro elástico de desplazamientos para niveles de amortiguamiento diferentes a un 5% del crítico, cuya aplicación es muy relevante en las predicciones del método. Se propusieron ecuaciones ajustadas por mínimos cuadrados a la media de los factores de amplificación o reducción que permiten llevar a cabo esta tarea, considerando una base de datos de 130 registros de aceleración chilenos. Considerando la modificación de las ordenadas espectrales propuesta, se revaluó el Método del Espectro de Capacidad aplicado en sistemas inelásticos de un grado de libertad con disipadores de energía, en 14310 sistemas que permitieron abarcar casi la totalidad de los casos de mayor interés práctico. Para ello, se utilizaron set de registros debidamente seleccionados y escalados a un espectro elástico de diseño en particular para diferentes tipos de suelo. Los resultados mostraron que el método simplificado proporciona erráticas predicciones del desplazamiento inelástico, y que el límite de desplazamiento mínimo otorgado por la solución del sistema considerando que la estructura permanece elástica mejora significativamente las estimaciones. Por el contrario, la velocidad relativa se predice de forma muy errática a través de la seudo velocidad, por lo cual se proponen factores de corrección basados en la misma base de datos de 130 acelerogramas, obteniendo mejoras que son muy importantes para el diseño de disipadores que poseen una componente viscosa. Finalmente, se lleva a cabo una completa adaptación del Método de Análisis Modal Espectral a las condiciones sísmicas chilenas, para luego ser aplicado a sistemas de múltiples grados de libertad. En base a los resultados obtenidos, se descarta el uso del Método del Espectro de Capacidad, y se propone un método simplificado que asume un comportamiento elástico de la estructura, el cual proporciona predicciones bastante aceptables en sistemas regulares con importantes incursiones en el rango inelástico, con errores relativos acotados entre -20 y 30% para las principales variables de diseño de la estructura y los sistemas disipadores analizados, donde errores positivos indican predicciones conservadoras y errores negativos lo contrario.

Ingeniero Civil Mecánico / La energía solar fotovoltaica representa una fuente renovable de energía, la cual se obtiene directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado celda fotovoltaica. Debido al amplio potencial de uso que presenta el recurso solar y la creciente demanda energética, es de interés el aprovechar de manera óptima este recurso. La producción de energía solar es sensible ante muchos factores, desde propiedades de la celda fotovoltaica en sí misma, como factores medioambientales, entre los cuales se presenta la nubosidad, que afecta de manera perjudicial a un sistema de celdas. Las nubes comprenden fenómenos de reflexión y absorción, afectando la radiación incidente en las celdas solares, y así mismo su desempeño. El caracterizar este fenómeno permitiría crear una red de monitorización de energía solar que simulase cómo impactarían las nubes sobre sistemas fotovoltaicos y así, gestionar las fluctuaciones eléctricas, para que la red no se vea afectada de manera significativa. Este trabajo se centra en el estudio experimental del desempeño de paneles fotovoltaicos sometidos ante una nubosidad controlada. Para el desarrollo de este estudio se generó nubosidad de manera experimental, que es confinada a un recipiente de vidrio traslucido posicionado entre una fuente de luz y la celda solar. Dicho montaje permite el estudio de la respuesta del panel fotovoltaico ante distintas configuraciones de la nubosidad, donde se varió su distancia a la celda receptora y espesor. La nubosidad generada cuenta con una densidad de 0,7063 [kg/m3] y diámetros de gotas de 3 a 5 micrómetros. El montaje experimental construido muestra tener un comportamiento estable, donde los datos medidos presentan una tendencia muy similar a las curvas teóricas que caracterizan el comportamiento del diodo ideal. Los errores para los datos medidos de intensidad de corriente no superan el 6%, mientras el voltaje se mide con una incertidumbre menor al 4%. Se obtienen regresiones de las curvas características con coeficientes de determinación superiores a 0,91. La radiación percibida por la celda disminuye con el aumento de la distancia entre celda y nubosidad. Son estudiadas distancias de 1, 5,5, 10 y 14,5 [cm] para una nubosidad de espesor 4 [cm]. Si bien la porción de radiación bloqueada muestra un aumento con la distancia, este crecimiento tiende a un valor límite, cercano a un 15%, medido para una separación de 14,5 [cm]. El aumento en la distancia de la nubosidad a la celda se ve reflejado en un escalamiento de la curva característica IV, desplazándola hacia el origen sin alterar su forma. Aumentos en el espesor nuboso utilizado generan decaimiento en la radiación percibida por la celda fotovoltaica. Se estudian casos de espesores 4, 8, 12 y 16 [cm], ubicados a una distancia de 1 [cm] frente a la celda. Se obtiene que la radiación bloqueada aumenta desde un 4,95% para un espesor de 4 [cm], hasta un 51,73% para un espesor de 16 [cm]. El aumento del espesor en la nubosidad se ve reflejado en un desplazamiento de la curva característica IV de la celda hacia el origen, donde el valor de disminuye en mayor medida que, por lo que se aprecia un cambio en la forma de la curva característica, a diferencia del caso de desplazamiento nuboso.

Memoria para optar al título de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / El consumo de energía en el mundo se incrementará en un 57% entre 2004 y 2030. Para enfrentar este crecimiento Chile tiene como objetivos centrales en materia energética diversificar la matriz, establecer precios competitivos de la energía y que ésta sea sustentable con el medio ambiente. En este escenario, las ERNC permitirían cumplir tales objetivos en una gran medida. Dentro de las ERNC, la energía solar térmica ha mostrado un crecimiento a nivel mundial en los últimos años, incluido en Chile, que presenta altos niveles de radiación solar para su desarrollo. Con el propósito de exponer las ventajas de la energía solar térmica, se propuso evaluar la rentabilidad de un sistema solar térmico para producir agua caliente sanitaria en un edificio residencial, ubicado en la Región Metropolitana, a través de una evaluación técnicoeconómica. El edificio utilizado como caso de estudio presenta una demanda media diaria anual de 15.839 litros de agua caliente sanitaria y utiliza calderas a gas natural para cubrirla. A través de la evaluación técnica se determinó que la superficie óptima de colectores solares, para satisfacer el 62,5% de la demanda anual de energía necesaria para producir agua caliente sanitaria, es de 143 m2. El resto de la demanda debe cubrirla el sistema convencional de calderas a gas. La implementación del sistema solar térmico permitiría considerables beneficios económicos a la comunidad del edificio, quienes ahorrarían anualmente $12.618.371 por un período de 20 años. El costo de inversión es el factor de mayor sensibilidad debido a su alto valor. No obstante, la inversión se solventa con el ahorro en gas natural y su período de amortización es de 4,8 años. Con la entrada en vigencia de la Ley 20.365, de franquicias tributarias para sistema solares térmicos, el costo de inversión disminuye un 20% y el período de amortización baja a 3,8 años. Por último, se establecieron recomendaciones en la evaluación técnica dirigidas a la etapa de diseño del sistema solar térmico, con la finalidad de hacer más eficiente su funcionamiento, maximizar su vida útil y optimizar su inversión. / Energy consumption in the world will grow a 57% between 2004 and 2030. In order to face that growth, the Chilean Government has the following main objectives regarding energy policy: diversifying the energy matrix, establishing competitive energy prices and respecting the environment and its sustainability. In this scenario, non-conventional renewable energies would accomplish a big portion of these objectives. Among the different renewable energy surces, solar thermal energy has been growing worldwide in recent years, including in Chile, whose high level of solar radiation plays a key factor. Profitability of implementing a thermal solar system in a residential building to produce hot sanitary water was analyzed (technically and economically), with the purpose of presenting the advantages of solar thermal energy. The nalyzed building has a daily demand of hot sanitary water of 15.839 liters and uses a natural gas boiler to cover it. The results revealed that installing a total of 143 m2 of solar collector flat plate is the optimum size that will satisfy the annual energy demand for domestic hot sanitary water in a 62.5%. The rest of the demand has to be covered by the conventional natural gas boiler system. The implementation of the solar thermal system would cause important economical benefitsto the building community, who would save $12.618.371 annualy, during 20 years. The investment cost is the most sensitive factor, due its high value. Nevertheless, the investment cost can be covered by the ammount of saving of natural gas, and its amortization period is 4,8 years. With the recent Law 20. 365 (tax credi for solar thermal systems), the investment cost decreases 20% and the amortization period is 3,8 years. Lastly, recommendations to design of the solar thermal system were made in the technical evaluation presented in this work, with the intention of optimizing the investment costs, making its operation more efficient, and maximizing its lifetime.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / En la presente investigación se estableció un método de estimación y evaluación del potencial geotérmico de baja entalpía (PGBE) existente en la comuna de Colina, Región Metropolitana. La importancia de este estudio es que Chile presenta una gran potencialidad geotérmica debido a que cuenta con una intensa actividad volcánica. Para la estimación del PGBE se utilizaron los métodos del volumen y del flujo térmico superficial. Para establecer una zonificación del potencial geotérmico presente en la zona de estudio, se aplicó el método de peaks de histogramas. Finalmente, con el objetivo de evaluar la rentabilidad económica se usaron los siguientes indicadores: Valor Actual Neto (VAN), Tasa Interna de Retorno (TIR) y periodo de retorno. Por último, se realizó un análisis de sensibilidad de 3 escenarios socio-económicos. Como resultados, el potencial geotérmico promedio de la comuna de Colina se estimó en 17,69 ± 3,69 [kW], con temperaturas del acuífero que varían entre los 22 [°C] y los 33 [°C]. Resultado del análisis de conglomerados, se determinaron cuatro potenciales zonas caracterizadas por sus potenciales geotérmicos promedios en: 14,97 ± 1,22 [kW], 18,29 ± 1,01 [kW], 21,72 ± 1,02 [kW] y 26,77 ± 2 [kW] respectivamente. Por otra parte, se determinó que existe una alta probabilidad de resultar rentables económicamente proyectos que utilicen las bombas de calor horizontal en los tres escenarios estudiados. En cambio, los proyectos de bombas de calor vertical resultan con mayor rentabilidad sólo cuando se compara con la electricidad como combustible para calefacción. Finalmente, la metodología desarrollada puede ser replicada en diversas zonas del país con el objetivo de cuantificar el PGBE, incentivando el uso de ésta energía limpia y renovable.

Arquitecto / El proyecto consiste en un Centro de Investigación de Eficiencia Energética en sistemas Interiores para la nueva Sección Energía y Sustentabilidad, perteneciente al IDIEM de la Universidad de Chile. Esta sección está dedicada al desarrollo de la sustentabilidad en la construcción y la industria de nuestro país. Considerando el vínculo entre IDIEM y la Universidad de Chile, este proyecto contribuye con que la universidad se involucre de manera protagónica en la investigación científica nacional, al mismo tiempo que facilita la difusión del conocimiento generado hacia la comunidad.