Ingeniero Civil Industrial / El presente informe presenta un plan de negocios para una fábrica de pellets de madera en Chile, en donde se presentan los principales agentes involucrados y sus respectivos roles en el mercado nacional, se propone estrategias para decidir la ubicación de la planta de producción y, por último, se realiza una evaluación técnica y económica de la planta. El principal uso del pellet de madera es como combustible para calefacción, en donde sus principales competidores en chile corresponden a la leña, parafina, electricidad, gas licuado y gas natural, siendo la leña el único producto que supera en el ámbito económico al pellet, pero no así, sus ventajas medioambientales, facilidad de transporte, uso y almacenamiento. Lo cual ha provocado un fuerte interés por parte del Gobierno en potenciar el uso de este combustible como alternativa a los problemas medioambientales presentes en el país, limitando el uso de calefactores que utilicen leña como combustible, y a su vez, llevando a cabo programas de recambio de calefactores antiguos por calefactores que utilicen pellets de madera. Dentro de los factores claves del éxito de las empresas en el sector, se destacan los siguientes: Proveedores de materia prima, tipo de materia prima, localización de la planta, maquinaria a utilizar y proceso de producción. Por lo que se recomienda ubicar la planta a no más de 100 km del proveedor de materia prima y un límite cercano a los 300 km desde la planta hacia el consumidor final. En donde se destaca el consumo para calefacción de las regiones del Bío-Bío, Los Ríos y de la Araucanía. La factibilidad técnica y económica consideró el análisis en detalle de un caso base, el cual, considera la utilización de una línea marca Kahl con capacidad de producción igual a 1,5 toneladas por hora y un proveedor ubicado en Loncoche con 3100 m^3-estéreo de aserrín húmedo disponible para comercializar. Los costos de inversión del caso base, con capacidad igual a 1,5 toneladas de pellet por hora, llegan a los $2.383.024.422, lo cual da como resultado una tasa interna de retorno igual a 14,4%, con un valor presente neto igual a $-41.270.996. Lo cual varía sustancialmente al utilizar otro precio de venta, lo cual aumenta la TIR a 20,96%. En el caso de otras líneas analizadas, una planta con igual capacidad alcanza una TIR igual a 29%. La conclusión del presente informe, considera que el interés mostrado por parte del gobierno por el pellet de madera, hacen del negocio del pellet de madera una alternativa altamente atractiva a largo plazo. Lo cual se hará rentable sólo si el proceso de secado es eficiente o se logre identificar un proveedor de aserrín con bajos niveles de humedad.

Seminario para optar al grado de Ingeniero Comercial, Mención Administración / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El siguiente proyecto muestra un plan de negocios para Save Energy, una empresa dedicada a la venta de paneles solares de bajo costo para hogares en Chile. Se presenta una metodología en base a un plan de negocios diseñado por Christian Willatt H.1 La empresa venderá tres tipos distintos de productos; kit con insumos necesarios para que las personas armen sus propios paneles solares, paneles solares armados y un kit de instalación inicial que provee de todo lo necesarios para convertir la energía solar en energía eléctrica adecuada para el consumo del hogar y funciona como complemento de los paneles solares., Se ha realizado un análisis de mercado donde se aprecia que el costo de acceder a paneles solares para hogar es relativamente caro actualmente, ya que el precio bordea el $1.000.000 de pesos, lo que tardaría 5 años en recuperar la inversión. Save Energy apuesta a los paneles solares de bajo costo y fácil armado, los insumos serán importados desde China. Así un panel solar tendrá un precio de mercado de $50.000 con un 100% de rentabilidad, ya que su coste es de $12.000 pesos. Para abastecer en un 100% una vivienda serán necesarios de 8 a 9 paneles solares más una inversión inicial de $150.000 por un kit de instalación inicial. Se presenta en el siguiente trabajo, todo lo que es la descripción de la empresa, con un análisis de mercado y financiero proyectado a 5 años. Se destaca una propuesta concreta de marketing digital con la imagen empresarial incluida. Como resultados del análisis financiero, se ven retornos cercanos al 50% de la inversión para el segundo año de vida de la empresa, con recuperación de la inversión inicial. Por otro lado, se detalla la ley del “Net Metering”2 aprobada en Febrero de este año, la cual incentiva al autoabastecimiento de energía eléctrica por medio del uso de energías limpias, gratificando económicamente a los usuarios que utilicen la energía de manera eficiente y que a través de este método logren aportar energía a la red eléctrica central. Se invita a conocer el proyecto que se presenta como innovador para el mercado chileno, con alta participación de mercado ya que Save Energy es una de las primeras empresas que entra con el concepto de paneles solares de bajo costo y fácil acceso para los consumidores.

Ingeniero Civil Eléctrico / El problema de aseguramiento de la autonomía de equipos energizados con baterías es de creciente importancia en la sociedad actual, en la que cada vez más dispositivos y vehículos de diversas clases obtienen de ellas la energía necesaria para su funcionamiento. Por ello resulta imperante conocer el estado de carga y predecir cuándo la batería se descargará, con la mayor precisión y exactitud posible. El objetivo de este trabajo, enmarcado en el proyecto de investigación FONDECYT Regular 1140774, es estudiar, implementar y comparar técnicas de estimación de estado basadas en filtro de partículas y filtro de Kalman unscented, aplicadas al problema de pronóstico del tiempo de descarga de una celda de ion-litio. Para ello se utiliza como base un esquema de filtro de partículas, consistente en módulos tanto estimación, como de pronóstico, y el cual fue programado con anterioridad en el contexto del mismo proyecto. En dicho esquema, se modifica el módulo encargado de la etapa de estimación del estado-de-carga de la batería, incluyendo un diseño de lógica de ajuste de híper-parámetros del ruido del modelo, llamada en forma genérica lazo de corrección externo. Paralelamente, se implementa un filtro de Kalman unscented como alternativa para la reemplazar al filtro de partículas en la misma etapa mencionada. Por último, también a éste se le agrega la mecánica de corrección con lazos externos. Para los métodos sin lazos externos de corrección, el basado en filtro de partículas logra corregir la condición inicial erróneamente supuesta sobre el estado de carga de la celda, aproximándose al estado real con una discrepancia que en general no supera el 4%. Una excepción a lo anterior se produce cuando la diferencia inicial entre el estado supuesto y el real es demasiado grande, en cuyo caso se produce un sesgo en la estimación. Por otro lado, el filtro unscented corrige rápidamente el supuesto inicial erróneo, pero su cómputo del estado se aleja del real cuando se obtienen mediciones poco congruentes con las predicciones generadas por el modelo, alcanzando un error de hasta 8%. La adición de los lazos externos de corrección mejora levemente el desempeño en cuanto al error de estimación del filtro de partículas, pero tiene un notorio impacto positivo en la consistencia de los resultados entre distintas realizaciones del algoritmo. Para el filtro de Kalman unscented, la mejora es significativa y su desempeño se torna superior a todos los demás casos, siempre que el lazo de corrección sea capaz de reducir lo suficiente el ruido de proceso. En cuanto al tiempo de ejecución se obtienen resultados comparables para los distintos esquemas. Se concluye que el filtro de partículas permite trabajar el problema con una mayor tolerancia a la incertidumbre, mientras que si se cuenta con un modelo de batería adecuado, el filtro de Kalman unscented con lazo de corrección externo puede lograr un mejor rendimiento.

En el caserío de Huaca Bandera, distrito de Pacora, sus habitantes no cuentan con agua por red pública, además de existir una gran distancia desde donde viven hasta el lugar más cercano con agua potable, y utilizan una motobomba de gasolina para la extracción de agua de un pozo ya que es su única forma de conseguir agua y ésta no resulta económicamente viable. La calidad de vida de las personas se ve afectada y requiere de agua como fuente vital para satisfacer sus necesidades básicas como alimentarse, cocinar, asearse, lavar, riego de campo, etc.; por esta razón este trabajo de tesis se centra en un proyecto de inversión social para la extracción de agua mediante el uso de bomba solar, y así suministrarla a las personas de Huaca Bandera, aprovechando la energía solar mediante un sistema paneles solares. Para la investigación se realizó un diagnóstico de la situación actual de la calidad de vida de los habitantes del caserío y así se conoció el entorno en que estas personas viven, además se determinó la demanda de agua necesaria, mediante un estudio de campo y recopilación de información a través de encuestas. Se dimensionó el sistema de bombeo solar a utilizar, resultando una motobomba de 15 HP de potencia y unos paneles solares de 1 kW. Una vez identificado se realizó una comparación con las características de los sistemas más compatibles al proyecto y con los datos obtenidos se decidió por criterio económico la mejor alternativa. En los resultados se evidencia un abastecimiento de agua del 66,67%, aumentando un 33,15% la diferencia con respecto a lo recomendado por Digesa, todo esto gracias al óptimo desempeño del sistema de paneles solares. Esta propuesta mejorará la calidad de vida de los habitantes de Huaca Bandera, brindándoles más agua para realizar sus actividades y necesidades básicas, además de ahorrar tiempo y dinero que perdían acarreando agua. El proyecto dio lugar al resultado de un valor actual neto (VAN) de S/.12 574,60, lo que lo convierte en un proyecto rentable y que beneficiará a los habitantes del caserío de Huaca Bandera. / Tesis

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / El presente estudio tiene como objetivo desarrollar una estrategia de negocio para una empresa de ingeniería y construcción minera, como Bechtel, para incluir dentro de sus alcances de servicios, solución de autogeneración por medio de parques fotovoltaicos para sus clientes en Chile, que deriva de un análisis como la mejor opción. Este servicio ofrece alternativas de solución y mejoras en el ámbito de suministro de energía, eficiencia y sustentabilidad, replanteando, para sus clientes, la ejecución de los proyectos mineros que se encuentran en carpeta en los próximos cinco años. La preparación de la estrategia sigue una metodología de cinco puntos, iniciando con el proceso declarativo de la empresa respecto a la visión, misión y compromisos, para que dicha estrategia esté alineada con estos principios. Continuando con el proceso analítico, haciendo el escrutinio del entorno e interno de la empresa, un análisis de la industria, condiciones actuales del mercado, e incluyendo la necesidad y problemáticas que afectan a los clientes, un análisis de las oportunidades, las cuales convergen a nuevas acciones, que potencian o generen competencias distintivas de la empresa. Siguiendo con el modelo de negocio y la manera de entregar valor a sus clientes. Luego la revisión del modelo de gestión, que finalmente conlleva al proceso de ejecución. Como resultado, el estudio da cuenta de la necesidad que existe de ofrecer un servicio que ayude a mejorar la factibilidad de los proyectos de los clientes, frente a un escenario complejo y duradero. El extender el alcance de los servicios contribuirá a potenciar y consolidar el negocio de Bechtel en Chile, manteniendo así la línea de la diferenciación. El plan de ejecución considera una estimación de horas para llevar a cabo la estrategia de negocio, y su posible resultado e impacto de esta en las adjudicación futuras de proyectos, considerando dos escenarios optimista y pesimista, los que se traducen en cantidad de horas mensuales de desarrollo de ingeniería, para lo cual se realiza la evaluación económica, que en un caso optimista da un VAN de MM$ 38.634 (PCL), para un flujo de una proyección de 4 años. Esta estrategia abre la posibilidad en el futuro para Bechtel, una forma de antesala para desarrollar proyectos en la industria de generación de energía, para expandir parte de otra unidad de negocios, con parques fotovoltaicos de mayor capacidad, sobre los 100 MW en Chile.

La investigación tuvo como objetivo general: determinar en qué nivel la implementación de un sistema de energía solar fotovoltaico en la Municipalidad Distrital de Morococha, Yauli, Junín reduce la facturación por consumo de energía eléctrica; y como específicos: determinar en qué medida la radiación solar incide en los paneles fotovoltaicos, identificar el nivel de potencia eléctrica generada por los paneles fotovoltaicos y determinar el nivel de reducción de la facturación por consumo de energía eléctrica de la Municipalidad Distrital de Morococha, Yauli, Junín – 2017, a través de la implementación del sistema solar fotovoltaico. / Tesis

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica. Ingeniero Civil / Esta investigación evalúa la factibilidad de usar un sistema de disipación de energía formado por columnas líquidas sintonizadas presurizadas para controlar periodos bajos de estructuras. El dispositivo denominado DPCLS contiene agua en su interior y está conformado por un conducto horizontal y dos columnas verticales, cuya disposición tiene forma de U. Al someterse a movimientos horizontales genera fuerzas de inercia en las paredes de las columnas de disipador, contrarias al movimiento ejercido por una estructura acoplada al dispositivo, reduciendo la respuesta en desplazamiento, velocidad y aceleración de la estructura primaria. Este disipador en particular está sellado en el extremo superior de las columnas. Tal configuración cambia las propiedades dinámicas del disipador, incorporando características de resorte al sistema, generadas por el aire confinado en las columnas. Las ecuaciones que caracterizan la dinámica del sistema principal más el disipador determinan el periodo y el amortiguamiento óptimo de diseño. Lo cual posibilita la fabricación del disipador según el material y geometría capaces de resistir las condiciones pre-establecidas del problema. Para la validación del tema se realizan ensayos para caracterizar las propiedades del disipador bajo una solicitación de ruido blanco. Además, una estructura metálica de dos niveles se somete a la acción de 19 registros sísmicos chilenos y estadounidenses, esta se ensaya sin el disipador y posteriormente con este. Los resultados evalúan la efectividad del uso del disipador de energía en la estructura estudiada. Los resultados principales indican que el aire contenido en las columnas puede modelarse como un resorte lineal equivalente y el amortiguamiento generado es despreciable, en el rango de valores utilizados. El disipador presurizado no genera reducciones importantes en la respuesta de la estructura, teniendo un comportamiento análogo a incorporar masa a la estructura. La baja capacidad de sintonización con la estructura primaria por parte del DPCLS se debe a la imposibilidad de provocar las amplitudes del desplazamiento necesarias para el acople de los dos sistemas, debida a la alta rigidez aportada por las cámaras de aire.

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Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / Ingeniero Civil Electricista / El acelerado avance tecnológico experimentado por diversos dispositivos almacenadores de energía en los últimos años ha incrementado en forma exponencial el número de estudios relacionados con el logro de un mayor nivel de autonomía y una extensión significativa de la vida útil. Dicha situación se ve reflejada en la proliferación de esquemas de supervisión que procuran suministrar información certera y precisa a los sistemas de administración de baterías (BMS, por sus siglas en inglés). Es en este contexto que el presente trabajo de Tesis establece las bases para el diseño e implementación de un sistema de estimación y pronóstico basado en filtros de partículas para el análisis del estado-de-salud (SOH, por sus siglas en inglés) y estimación de la vida útil remanente (RUL, por sus siglas en inglés) de dispositivos de almacenamiento de energía, y más particularmente baterías de Ion-Litio. El esquema propuesto considera dos etapas en su implementación. La primera de dichas etapas se centra en la estimación del SOH y la adecuada detección de fenómenos de auto-recarga en baterías, mediante un módulo de detección que está constituido por un test de hipótesis (con una tasa de falsas alarmas de 1%). Para ello, se hace uso de métodos de estimación Bayesiana sub-óptimos (específicamente filtros de partículas) debido a su demostrada capacidad para incorporar información en modelos dinámicos no-lineales, con problemas de observabilidad, y fuentes de incertidumbre no Gaussiana. En efecto, a diferencia de otros esquemas utilizados en el estado del arte, los filtros de partículas han demostrado ser capaces de detectar los fenómenos de auto-recarga presente en acumuladores de Ion-Litio y aislar eficazmente las alteraciones que estos fenómenos producen en la tendencia de degradación; mejorando por ende la precisión y exactitud de los algoritmos de predicción de RUL. La segunda etapa está abocada directamente a la caracterización de la incertidumbre en el pronóstico de la vida útil del acumulador a través del algoritmo de regularización, basado en las distribuciones de Epanechnikov y en un filtro de partículas. Sumado a esto, además se muestra un modelo ( modelo #3 ) el cual logra, mediante el uso de cadenas de Markov, la caracterización futura de los fenómenos de auto-recarga. Con el propósito de establecer el valor óptimo en los parámetros de diseño del algoritmo de estimación y pronóstico se considera un caso de degradación simplificado e hipotético, donde existe una solución óptima (en el sentido de mínimo error cuadrático); la cual es analizada y comparada con la solución obtenida por el método propuesto. Como resultado, se definen los valores más apropiados para el número de partículas y realizaciones del filtro a utilizar en una implementación más general, así como la cantidad de realizaciones de la cadena de Markov que minimiza el sesgo del estimador del RUL. La validación del esquema propuesto se efectúa (mediante medidas de desempeño ad-hoc) con datos experimentales de pruebas de degradación acelerada en baterías de Ion-Li obtenidos del centro de pronóstico Nasa Ames Prognostic Center of Excellence. Los resultados reportados en este documento, muestran que la implementación del sistema de estimación y pronóstico del estado-de-salud en acumuladores de energía permite (i) un filtrado altamente exacto y preciso del proceso de degradación, debido a la detección en línea de los fenómenos de regeneración; y (ii) presenta claras mejoras en el pronóstico del fin de la vida útil del acumulador -en términos de exactitud y precisión- debido a tener mejores condiciones iniciales al momento de predecir y a la caracterización futura de los fenómenos de auto-recarga.

Ingeniero Civil Electricista / Actualmente la forma de tarificar la distribución se basa en que los flujos de potencia tienen un sentido aguas abajo. La inclusión de nuevas tecnologías, como PMGD y generadoras residenciales, permiten inyectar energía a las redes de distribución desde los puntos de consumo, siendo necesario estudiar los fenómenos que potencialmente pueden ocurrir en esta situación y esbozar cómo enfrentarse desde la perspectiva tarifaria. El objetivo general de esta memoria es estudiar las implicancias en la tarificación de la distribución mediante la confección de un modelo básico que permita estudiar los costos de inversión, operación, mantenimiento y administración (A&C), pérdidas técnicas y sus efectos en las utilidades de las empresas. Así, se busca ver la respuesta en términos tarifarios de la conexión de tecnología de generación distribuida (GD) a las redes de distribución. Para ello se estudian los aspectos legales y regulatorios a nivel nacional. El modelo básico tarifario consiste en considerar al servicio de distribución como una caja negra cuyos parámetros son la anualidad de los costos totales representados como A&C, las pérdidas medias de las redes y el precio de compra de la energía desde las redes de subtransmisión. Además sus variables de entrada son la demanda, con distinción de alta y baja tensión, y la capacidad de generación distribuida, conectada en cuatro puntos de inyección. Las variables de salida son las pérdidas técnicas y la energía ingresada desde subtransmisión. Con los parámetros y variables antes mencionados se construye una función de utilidad, la que será objeto de análisis. Además, se establecerán 3 escenarios distintos en la influencia que tiene la conexión de GD sobre los costos A&C distinguiendo alta, media y baja penetración. La implementación del modelo se realiza con el programa DigSilent Power Factory 14.0 Para ello se utiliza el alimentador IEEE 34 nodes al cual se modifica su longitud para obtener 2 alimentadores diferentes, con el fin de poder aplicar los parámetros tarifarios relativos a 2 áreas típicas de distribución diferentes: ATD 1 y ATD 4. En ambas áreas típicas se obtienen utilidades negativas para los 3 escenarios. Finalmente, se concluye que, de acuerdo al modelo utilizado, se observa un decremento en las utilidades de las distribuidoras frente a GD, haciendo necesario un análisis profundo de las implicancias desde la perspectiva de la señal tarifaria al cliente final y la forma de introducción y financiamiento ya sea por parte del propio distribuidor como del Estado. Lo anterior hace necesaria la definición de una política energética que aborde esta problemática.