Ingeniero Civil Electricista / El objetivo de este trabajo de título es desarrollar una metodología para diseñar una central eólica con generador doblemente alimentado. Con este propósito, se describen las herramientas de análisis necesarias para estimar la velocidad del viento, la potencia generada por un aerogenerador y la energía generada por el conjunto de aerogeneradores que constituyen la central. Para ello se realiza una investigación de los métodos utilizados en la industria de los aerogeneradores, así como del comportamiento de las máquinas. También se hace una revisión de los modelos de generadores actuales, bases de datos públicas de la energía eólica y programas computacionales de apoyo, entre otros. Todo lo anterior se utiliza para el desarrollo de una metodología capaz de estimar la energía generada en un sitio, dado un determinado aerogenerador, permitiendo discriminar entre lugares con distinto régimen de viento y diferentes aerogeneradores. La metodología consta de dos partes: la primera, corresponde a una versión simplificada que sirve durante los primeros pasos del proyecto, cuando aún no se tiene información certera (que se consigue con meses de mediciones), pero permite hacer una buena estimación de la energía generada antes de comprometerse o no con el proyecto. La segunda parte incluye métodos adicionales necesarios para estimar de mejor forma el recurso eólico, requiriendo más información y tiempo de estudio; no obstante, entrega un resultado mucho más cercano a la realidad. Posteriormente, se aplica la metodología para un proyecto ficticio, llevándose a cabo casi la totalidad de los pasos necesarios, sólo faltando algunos que requieren mediciones. Se logra evaluar dos sitios potenciales con una variedad de aerogeneradores y posiciones dentro de la central, lográndose finalmente tener una estimación de la energía y el VAN del proyecto en cada localización. Con esto, se concluye que la metodología desarrollada es adecuada para seleccionar máquinas y lugares, y estimar la energía que proveerá una central con generadores doblemente alimentados.

La generación de trayectorias es uno de los aspectos básicos del desarrollo de robots móviles. Permite al móvil poder desplazarse de un lugar a otro de manera óptima y segura, a partir de un modelo de obstáculos que lo rodean y a un camino ya calculado. Los estudios en generación de trayectorias son importantes debido a que son la base del desplazamiento de un robot móvil. El movimiento debe de ser seguro, esquivando los obstáculos, y eficiente, que se traslade de un lugar a otro en el menor tiempo posible, o con el menor consumo de potencia. Para esto, en primer lugar, se debe de calcular una trayectoria. Ésta puede ser calculada por distintos métodos dependiendo del algoritmo utilizado. Una vez calculada la trayectoria, debe ser realizada por el robot real, lo que lleva a un problema de incertidumbre en su ejecución. Esto se debe a la inexactitud de la ejecución de las órdenes de velocidad y a la inexactitud en la localización del robot mediante los cálculos odométricos. Esta incertidumbre es acumulativa, es decir, mientras más larga sea la trayectoria, se generan errores mayores. La implementación de un sistema de generación de trayectorias servirá para que luego existan estudios sobre mejoras en la automatización de robots móviles, y que lleve a su vez a un impulso al desarrollo de la robótica en general. La presente investigación aplicada propone un sistema de generación de trayectorias que permitirá a un usuario aplicar parámetros iniciales a un algoritmo generador de trayectorias para luego ser enviado al robot móvil que recorrerá el camino planteado y llegar al lugar de destino. El objetivo es el diseño y construcción de un robot móvil para pruebas de generación de trayectorias óptimas, usando distintos algoritmos para este propósito, con la finalidad de poder realizar estudios posteriores sobre el tema. / Tesis

En el presente trabajo de tesis se desarrolla una propuesta de diseño de un equipo denominado Generador de Impulso de Alta Tensión para ensayos de Rigidez Dieléctrica en Materiales Poliméricos Sólidos que son de característica aislante, aplicando una forma de onda de voltaje establecida por normas o estándares internacionales, proporcionadas por instituciones como la American Society for Testing of Materials (ASTM) y la International Electrotechnical Commision (IEC). Las normas específicas a las que se hará referencia a lo largo de este documento serán: ASTM D3426 e IEC 602433. La propuesta de diseño que se mostrará, va acorde con la Teoría de E. Marx sobre las descargas eléctricas en alta tensión. Estos tipos de ensayos generalmente están caracterizados como destructivos, pues la muestra de prueba del material es sometido a ruptura dieléctrica mediante la aplicación de un alto nivel de voltaje de tipo transitorio. / Tesis

La robótica móvil ha buscado desde sus inicios la autonomía móvil en su desplazamiento hacia sus objetivos. Conforme fue evolucionando esta área de la robótica se desarrollaron diversas metodologías para hacer más eficiente el movimiento autónomo de los robots. Gran cantidad de estas metodologías se desarrollaron para movilizar al robot en un entorno con obstáculos no estables. Se obtuvieron buenos resultados a costa de la alta complejidad de sus algoritmos, así como la gran cantidad de sensores implementados en el robot y entorno. La presente tesis busca reducir la complejidad de algoritmos para calcular las trayectorias más cortas hacia el objetivo de recorrido de un robot móvil en un entorno con obstáculos estables (entorno estructurado). Para la solución del problema se elige trabajar con un robot móvil de tracción diferencial. Se elaboró un programa en lenguaje C++/CLI con una interfaz gráfica de usuario (IGU) para poder, en esta, detallar información sobre el entorno y la posición final del robot y, también, para habilitar la comunicación usuario-robot. Posteriormente en el algoritmo principal del programa se hacen cálculos matemáticos para determinar la trayectoria que es más corta a recorrer con las condiciones especificadas previamente en la IGU. Con la trayectoria obtenida se generan las señales de control que son enviadas al robot móvil para que recorra dicha trayectoria. Se hacen pruebas de la generación de trayectorias y seguimiento de las mismas con obstáculo y sin obstáculo. En los resultados de las pruebas experimentales se presentaron errores de precisión y se mejoraron con un arreglo correctivo de velocidades de los motores del robot. Con este ajuste los resultados obtenidos fueron los esperados en relación con la correcta generación de la trayectoria así como el seguimiento de la misma. Se concluye que las velocidades a las que se desempeñan los motores deben ser corregidas para disminuir el error de precisión en las pruebas experimentales del sistema. Finalmente, la precisión del sistema depende de la longitud y forma de las trayectorias a seguir. / Tesis

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Magíster en Ingeniería Civil Mecánica / Ingeniero Civil Mecánico / Este estudio presenta simulaciones numéricas de una turbina eólica de eje vertical (VAWT) tipo Darrieus utilizando técnicas de control de flujo pasivo, específicamente variando las temperaturas de superficie de álabe, con el objetivo de determinar si es posible obtener un mejor desempeño aerodinámico de la turbina. El gradiente de temperatura entre el álabe y el flujo puede generar atrasos o adelantos en el desprendimiento de la capa límite, y variaciones en la frecuencia de desprendimiento de vórtices. Luego, se pueden utilizar estas técnicas para reducir o aumentar fuerzas aerodinámicas donde sea favorable. Las simulaciones son realizadas con el método de volúmenes finitos utilizando un software comercial (ANSYS Fluent 13.0.0), con el modelo de turbulencia k-omega SST. Se utiliza un modelo bidimensional rotor-estator transiente, usando una malla deslizante, para así capturar los cambios en el flujo a través de la rotación. También se utiliza el Double-Multiple Streamtube Model (DMST) como método de validación numérica. Como resultados, se obtienen incrementos en el torque y potencia media de la turbina al enfriarla uniformemente, mientras que se obtienen caídas de torque y potencia media al calentarla uniformemente. Estos resultados se explican a través de la relación entre fuerzas aerodinámicas con las propiedades físicas, específicamente la densidad. No se nota reducción de arrastre a las temperaturas simuladas. Se propone para futuros trabajos la investigación de distribuciones de temperatura no uniformes en los álabes, y la generalización de este estudio a simulaciones tridimensionales.

La presente tesis trata del estudio de un tipo en particular de turbinas hidráulicas que viene a ser la turbina axial semi Kaplan tubular que consiste en un diseño especial que usa un rodete Kaplan de álabes fijos al cual se antepone un distribuidor axial, también de álabes fijos, ambos montados en una carcasa cilíndrica, prescindiendo así de la carcasa espiral. Inmediatamente al conjunto anterior se le instalará un tubo de aspiración recto o acodado según sea el caso. De este modo el flujo discurre paralelo al eje sin mayores cambios de dirección lográndose así un ahorro de espacio y también de costos civiles, de materiales y de fabricación. / Tesis

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / Las necesidades de energía eléctrica en áreas aisladas han requerido diversos mecanismos de solución, entre ellos el uso de generadores eléctricos en base a biodiesel. La gran cantidad de parámetros o elementos interrelacionados dificulta la toma de decisiones o proyecciones a futuro, y por lo tanto, la posibilidad de replicar iniciativas similares con una confiabilidad viable. Por ello, se desarrolló un modelo computacional de simulación dinámica que permite interpretar la realidad en la producción de una planta de biodiesel, además de optimizar la producción de energía eléctrica e incluso la replicabilidad de proyectos similares frente a realidades distintas. Los antecedentes de origen para la generación del modelo fueron obtenidos por el Proyecto FONDEF D10ER2002 ejecutado por la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile en la provincia de Cauquenes, región del Maule. Allí se utilizaron aceites reciclados provenientes de las principales ciudades de la provincia para satisfacer las necesidades energéticas de dos pequeñas comunidades rurales, promoviendo el reciclaje y el cuidado ambiental. Durante enero y abril de 2013 se obtuvieron los antecedentes del aceite recolectado y el biodiesel generado para desarrollar un modelo de simulación dinámica en base al mecanismo desarrollado previamente, que presenta una serie de pasos previos establecidos y validados para la generación de este tipo de modelos.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / Actualmente las energías renovables no convencionales (ERNC) están siendo ampliamente estudiadas, debido a que el aumento en la demanda de electricidad a nivel mundial hace necesario diversificar y ampliar la matriz energética de un país. La energía solar; es una de las más estudiadas. Existen dos tipos de implantación de sistemas fotovoltaicos que pueden ser utilizados en edificios ya construidos o en construcción. En la presente memoria se trabajó con un edificio al cual se le implementaría un sistema tipo BAPV (Building- Applied Photovoltaics), en la ciudad de Temuco. Este sistema produce energía a través de paneles solares fotovoltaicos que se adhieren a un edificio previamente construido. Con el objetivo de evaluar la energía solar que pueden capturar las fachadas de un edificio, se instaló un instrumento compuesto por tres radiómetros dispuestos en las orientaciones norte, este y oeste, mientras que los datos de radiación horizontal y temperatura ambiente fueron extraídos de estaciones meteorológicas cercanas a la zona de estudio. Se evaluó la energía eléctrica producida a partir de paneles fotovoltaicos horizontales y verticales. También se estimó la energía eléctrica producida por la radiación solar global en las fachadas este, norte y oeste y en el techo de un edificio. A su vez se calculó el ahorro energético y el ahorro monetario en los costos del edificio si se implementara este sistema.

Sumario: Estudio en planta - El dispositivo de conmutación - Automatización del generador - Manuales de instrucciones - Conclusiones.