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Thesis ESTUDIO DE PRE FACTIBILIDAD EN EL ABASTECIMIENTO AL SUMINISTRO ELÉCTRICO EN EL AERÓDROMO EL LOA DE CALAMA A TRAVÉS DE ENERGÍA EÓLICA.(2009-12) CORNEJO REYES, JUAN PABLO; CORNEJO REYES, JUAN PABLO; SARABIA VILCHES, OSVALDO (Profesor(a) Guía); Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Ciencias Aeronáuticas (ACA)El estudio de prefactibilidad en el abastecimiento del suministro eléctrico, en el aeródromo El Loa de Calama a través del desarrollo de la energía eólica, responde a la necesidad de buscar acciones para mitigar los efectos del fenómeno del cambio climático que se experimenta en la actualidad, además de otorgar a Chile una oportunidad de diversificar sus fuentes energéticas y adicionalmente dar a conocer la existencia de fuentes energéticas propias del país, limpias, que pueden ser desarrolladas por cualquier industria. En los últimos 100 años la temperatura promedio del planeta ha aumentado en 0,7°C, este cambio en la temperatura es atribuido a la intervención del ser humano, principalmente por la explotación de combustibles fósiles, que emiten gases de efecto invernadero (GEI) a la atmósfera. Los GEI más conocidos son: el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4) y el oxido nitroso (N2O).Los cambios climáticos que está sufriendo la Tierra afecta a la biodiversidad que vive en ella, no solo existe un incremento en las temperaturas, sino que hay una variación en las precipitaciones que son cada vez más escasas, pero con mayor intensidad. También existe un derretimiento evidente de los polos, un retroceso de glaciares y hielos, por lo que las reservas de agua dulce están disminuyendo. Los niveles y las temperaturas del mar están aumentando, poniendo en riesgo las zonas costeras urbanizadas. Además hay fenómenos climáticos naturales que se están volviendo cada vez más frecuentes como las sequías, los huracanes, las inundaciones, el fenómeno de la niña, el fenómeno del niño, etc. Los países más vulnerables al cambio climático, son los países con mayor pobreza y los países en desarrollo, ya que no cuentan con los recursos suficientes para poder llevar a cabo acciones para contrarrestar los efectos del fenómeno. Los países que poseen ecosistemas frágiles también son considerados vulnerables. El 15% de la población mundial, pertenecientes a los países desarrollados, liberan el 45% de las emisiones de CO2. En cambio, la tercera parte de la población humana libera solo el 7% de las emisiones. El país que tiene una mayor responsabilidad, por la cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero liberadas en la atmósfera, en toda la existencia del ser humano en el planeta Tierra, es Estados Unidos, país que aún no ha ratificado el Protocolo de Kioto. El Protocolo de Kioto es una de las iniciativas a nivel mundial, para que los países inscritos a éste, cuenten con varios mecanismos con el fin de conseguir disminuir los niveles de gases de efecto invernadero, el compromiso de los países catalogados Anexo I, es conseguir un 5% por debajo de los niveles emitidos en 1990, para el 2012. Dentro de esos mecanismos está la utilización de energías limpias en remplazo de las fuentes energéticas convencionales, como el petróleo y el carbón. Chile es uno de los países catalogados como No Anexo I en Protocolo de Kioto, por lo que solo puede utilizar los mecanismos de desarrollo limpio para poder lucrar con las disminuciones de GEI que se produzcan el país.Thesis ESTUDIO DE PREFACTIBILIAD EN EL SUMINISTRO ELÉCTRICO DE UN AERÓDROMO A TRAVÉS DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES NO CONVENCIONALES, CASO APLICADO: AERÓDROMO EL LOA DE CALAMA.(2016) CORNEJO REYES, JUAN PABLO; CORNEJO REYES, JUAN PABLO; GARATE CHATEAU, MARIA PILAR; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM INDUSTRIAS; DALL ORSO LEON, FRANCISCO ARTUROEl estudio de prefactibilidad del suministro eléctrico en un aeródromo a través de la implementación de energías renovables no convencionales, Caso: Aeródromo El Loa de Calama, responde a la necesidad de buscar acciones para llevar a cabo la política energética desarrollada por el Gobierno de Chile en los últimos años, enfocado en la meta de conseguir una matriz energética compuesta por el 70% de energías renovables en 2050.El consumo energético a nivel mundial se multiplico en al menos 2,5 veces en los últimos 40 años. La demanda mundial energética de 2014 fue concentrada principalmente en 10 países con un 63% consumido mientras en el 1971 esos mismos 10 países representaron en 56% de consumo total. Estados Unidos consume el 16% de la energía mundial con el 4% de la población, adicionalmente China e India consumen el 22% y 6% de la energía demandada a nivel mundial con el 19% y 18% de la población mundial respectivamente.Chile que es un país en vías de desarrollo y en el último tiempo ha tenido un crecimiento sostenido, es de gran relevancia buscar la autonomía en la generación de su matriz energética, ya que en la actualidad tiene una alta exposición y vulnerabilidad a los shock energéticos en el mundo debido a su alta dependencia de los insumos importados que están compuesto casi en su totalidad, insumos como el petróleo, carbón y gas natural (97%, 84% y 78% respectivamente).La Política Energética del actual gobierno propone una visión del sector energético con una mirada de largo plazo al año 2050, teniendo como visión un sector confiable, sostenible, inclusivo y competitivo. La visión al 2050, se sustenta en 4 pilares: Seguridad y Calidad de Suministro, Energía como Motor de Desarrollo, Compatibilidad con el Medio Ambiente y Eficiencia y Educación Energética. Sobre estas bases, deben desarrollarse las diversas medidas y planes de acción planteados hasta el año 2050. La aspiración de las energías renovables en la matriz energética es de 60% al 2035 y un 70% en el 2050 con al menos una participación de un 40 % de energías renovables no convencionales ERNC.La aeronáutica en general a porta un 3% de las emisiones del CO2 a nivel mundial y se pronostica que en el 2020 este porcentaje se duplique, según datos de la Comisión Europea de Transporte Aéreo. Para contrarrestar el pronóstico en varios países se ha llevado a cabo la implementación de ERNC dentro de las instalaciones aeroportuarias para abastecer el suministro eléctrico, países como España, Alemania, India, Sudáfrica, Uruguay, entre otros.En la zona norte de país existen zonas donde se pueden desarrollar fuertemente las energías renovables no convencionales donde actualmente se están llevando a cabo un número importantes de proyectos que involucran ERNC sobre todo en la segunda región de Antofagasta.Las condiciones que presenta el aeródromo El Loa de Calama son favorables para llevar a cabo la construcción de una instalación de ERNC, ya que existen espacios físicos que satisfagan las condiciones de viento y de radiación solar para generar energía eólica y solar fotovoltaica, junto con las normativas impuestas por la Dirección General de Aeronáutica Civil para resguardar la seguridad de las operaciones que se realizan en el aeródromo. La zona presenta vientos promedios de 7,8 [m/s] y radiación solar con un promedio anual de 7,73 [KWh/m2/día], una de las grandes en el país.La ubicación geográfica donde se encuentra el aeródromo El Loa está a seis kilómetros al sureste de la ciudad de Calama, la ubicación de la instalación de ERNC podría ser empleada como referencia para las aeronaves que tengan que aproximar, constituido por 2 aerogeneradores de 35[kw] y altura de 25 [m] cada uno junto a paneles solares fotovoltaicos que en su conjunto entregan una potencia de 30[kw]. Estaría ubicado a unos 3.800 [m] al suroeste del centro de la pista del aeródromo,dentro de la superficie cónica, área “d”, de las superficies limitadoras de obstáculos del aeródromo, regulado por la DGAC por el DAR 14, abarcando una superficie de 26.740[m2], con un promedio mensual producido de 22.940 [kw/h] destinado 73% para el suministro eléctrico del aeródromo y el 27% para inyección a la red del SING debido a los superávit de las horas de mayor generación y que no son necesarias para satisfacer lo demandado por el aeródromo.La alternativa seleccionada requiere una inversión de US$ 213.336.- teniendo una reinversión a los 15 años debido a la vida útil de los elementos que la componen. Los ingresos que se estimaron en la evaluación económica son los montos que se esperan ahorrar por concepto de consumo eléctrico, alrededor de US$38.191.- anuales, con una variación de un 3% al año. El valor actualizado de los costos del proyecto, VAC, respecto al VAC sin proyecto percibe un ahorro de US$58.054.- durante todo el ciclo de vida del proyecto hasta el momento de la reinversión.Además se debe considerar los beneficios no monetarios o intangibles que conllevaría la implementación del proyecto, como el aporte ambiental, la imagen país y dar una muestra tangible de que se puede poner en práctica la política energética descrita por el gobierno a través del desarrollo de las ERNC en las infraestructuras públicas, teniéndolas como un ejemplo ante el resto del país.Cabe destacar que este estudio promueve la política energética nacional propuesta por el actual gobierno desarrollando y contribuyendo a la meta que busca posicionar las energías renovables dentro de la matriz energética con una participación de un 60% al 2035 y un 70% en el 2050.Thesis ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD EN EL ABASTECIMIENTO AL SUMINISTRO ELÉCTRICO EN EL AERÓDROMO EL LOA DE CALAMA A TRAVÉS DE ENERGÍA EÓLICA.(2009-12) CORNEJO REYES, JUAN PABLO; CORNEJO REYES, JUAN PABLO; VILCHES SARAVIA, OSVALDO (Profesor(a) Guía); Universidad Técnica Federico Santa María. Academia de Ciencias Aeronáuticas (ACA)El estudio de prefactibilidad en el abastecimiento del suministro eléctrico, en el aeródromo El Loa de Calama a través del desarrollo de la energía eólica, responde a la necesidad de buscar acciones para mitigar los efectos del fenómeno del cambio climático que se experimenta en la actualidad, además de otorgar a Chile una oportunidad de diversificar sus fuentes energéticas y adicionalmente dar a conocer la existencia de fuentes energéticas propias del país, limpias, que pueden ser desarrolladas por cualquier industria. En los últimos 100 años la temperatura promedio del planeta ha aumentado en 0,7°C, este cambio en la temperatura es atribuido a la intervención del ser humano, principalmente por la explotación de combustibles fósiles, que emiten gases de efecto invernadero (GEI) a la atmósfera. Los GEI más conocidos son: el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4) y el oxido nitroso (N2O). Los cambios climáticos que está sufriendo la Tierra afecta a la biodiversidad que vive en ella, no solo existe un incremento en las temperaturas, sino que hay una variación en las precipitaciones que son cada vez más escasas, pero con mayor intensidad. También existe un derretimiento evidente de los polos, un retroceso de glaciares y hielos, por lo que las reservas de agua dulce están disminuyendo. Los niveles y las temperaturas del mar están aumentando, poniendo en riesgo las zonas costeras urbanizadas. Además hay fenómenos climáticos naturales que se están volviendo cada vez más frecuentes como las sequías, los huracanes, las inundaciones, el fenómeno de la niña, el fenómeno del niño, etc. Los países más vulnerables al cambio climático, son los países con mayor pobreza y los países en desarrollo, ya que no cuentan con los recursos suficientes para poder llevar a cabo acciones para contrarrestar los efectos del fenómeno. Los países que poseen ecosistemas frágiles también son considerados vulnerables. El 15% de la población mundial, pertenecientes a los países desarrollados, liberan el 45% de las emisiones de CO2. En cambio, la tercera parte de la población humana libera solo el 7% de las emisiones. El país que tiene una mayor responsabilidad, por la cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero liberadas en la atmósfera, en toda la existencia del ser humano en el planeta Tierra, es Estados Unidos, país que aún no ha ratificado el Protocolo de Kioto. El Protocolo de Kioto es una de las iniciativas a nivel mundial, para que los países inscritos a éste, cuenten con varios mecanismos con el fin de conseguir disminuir los niveles de gases de efecto invernadero, el compromiso de los países catalogados Anexo I, es conseguir un 5% por debajo de los niveles emitidos en 1990, para el 2012. Dentro de esos mecanismos está la utilización de energías limpias en remplazo de las fuentes energéticas convencionales, como el petróleo y el carbón. Chile es uno de los países catalogados como No Anexo I en Protocolo de Kioto, por lo que solo puede utilizar los mecanismos de desarrollo limpio para poder lucrar con las disminuciones de GEI que se produzcan el país. Prefactibilidad en el Abastecimiento al Suministro Eléctrico en el Aeródromo El Loa de Calama a través de Energía Eólica Universidad Técnica Federico Santa María – Campus Santiago. Página 4 Chile es un país en desarrollo, además posee varios ecosistemas frágiles como zonas costeras cercanas al nivel del mar, urbes muy contaminadas, por lo que lo hace un territorio muy vulnerable a los efecto del cambio climático. La aeronáutica en general, emite el 3% de las emisiones de los gases de efecto invernadero, 12% del sector de transporte, y se proyecta que esa cantidad sea duplicada en 2020. Además producen estelas de condensación, aerosoles y otros gases que afectan la capa ozono, los cuales incrementan el fenómeno del calentamiento global. La industria aeronáutica chilena está llevando a cabo diferentes prácticas de diversos sectores para disminuir los GEI en la atmósfera. Lan Airlines realiza varias iniciativas para optimizar el consumo de combustible de su flota de aeronaves, consiguiendo adicionalmente reducir sus emisiones de CO2, ya que existe una relación directamente proporcional entre el consumo de combustible y la emisión de CO2. La Dirección Aeronáutica chilena, Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC), es otro de los sectores que está realizando varias iniciativas para poder colaborar con la mitigación de los GEI. Estas iniciativas están enfocadas hacia la gestión del tránsito aéreo (ATM), a través de la optimización de las rutas, tiempos de espera, utilización del espacio aéreo etc. Otra acción que puede llevar a cabo la DGAC, y es la que se presenta en está memoria, es la utilización de energías renovables o limpias para abastecer los sistemas eléctricos en las infraestructuras que pertenecen a la Dirección de Aeronáutica y en especial en la red de aeródromos. Las energías renovables se destacan por ser limpias, porque emiten GEI en menor cantidad que las energías convencionales; son inagotables a escala humana y son autóctonas de los territorios donde se desarrollan. La energía eólica es una de las energías renovables que tiene un menor impacto ambiental según el Instituto de Diversificación y Ahorro de Energías de España, adicionalmente la Dirección Meteorológica de Chile (DMC) cuenta con los registros de la velocidad y la dirección de los vientos en la red de aeródromos de Chile, que pueden ser tomados como referencias, por lo que no es necesario realizar un estudio para recopilar datos como es el caso de otras energías renovables. Calama es uno de los lugares de Chile con mayor potencial eólico, según un estudio realizado por la Universidad de Chile a petición de la Comisión Nacional de Medio Ambiente (CONAMA), para establecer los lugares de Chile que tengan las condiciones favorables para desarrollar la energía eólica. La ubicación geográfica donde se encuentra el aeródromo El Loa está a seis kilómetros al sureste de la ciudad de Calama, cuenta con una velocidad media del viento de 7,29 m/s, suficiente para desarrollar la energía eólica; en sus alrededores no existe una urbanización considerable, por lo que los impactos visuales y acústicos son despreciables. La ubicación del parque eólico podría ser empleada como referencia para las aeronaves que tengan que aproximar. Prefactibilidad en el Abastecimiento al Suministro Eléctrico en el Aeródromo El Loa de Calama a través de Energía Eólica Universidad Técnica Federico Santa María – Campus Santiago. Página 5 La mayor demanda eléctrica que hay en el aeródromo en horario punta, para operar sin poner en riesgo la seguridad operacional, es de 123 [kw]. El inconveniente más relevante de utilizar la energía eólica, es su grado de confiabilidad, dado la variabilidad del viento, para contrarrestar esto se debe implementar en las instalaciones del aeródromo una cantidad de baterías suficientes, capaces almacenar la electricidad excedente producida por el parque eólico con respecto al consumo eléctrico del aeródromo y entregar esa electricidad en los momentos que el parque no satisfaga la demanda eléctrica. Adicionalmente, es necesario contar con sistemas eléctricos de respaldos como la red eléctrica convencional y un motor diesel trifásico, todos existentes en el aeródromo, para aumentar el grado de confiabilidad de electricidad entregada. El parque estaría ubicado a unos 6.500 m al suroeste del centro de la pista del aeródromo, constituido por 2 aerogeneradores de 150 kw , con un rotor de 28 m de diámetro y torre de 35 m de altura. Generaría una capacidad eléctrica máxima de 300 kw , que con una velocidad media del viento de 7,29 m/s , el parque produciría 1.400 Mw/ h anuales. Su lugar geográfico sería: - Latitud : 22º 32’ 05,28’’ S. - Longitud : 68º 57’ 13,11’’ O. - Elevación: 2.273 m. El parque se situaría dentro de la superficie cónica, área “e”, de las superficies limitadoras de obstáculos del aeródromo, regulado por la DGAC por el DAR 14, abarcando una superficie de 70.560 2 m . Para emplazar dicho parque eólico sería necesario un inversión de US$ 512.800.- con una reinversión cada 20 años. Durante el ciclo del proyecto se estima un ahorro de US$ 32.751.- respecto a los gastos que utilizan para el sistema eléctrico actual. Está memoria puede ser utilizada como un proyecto piloto, para la implementación de las energías limpias en las dependencias de la DGAC, en todo el territorio nacional. Lo cual otorgaría un posicionamiento importante a nivel de industria, con lo que respecta al cuidado del medio ambiente. Adicionalmente, si se lleva a cabo a nivel nacional puede generar un aporte a la imagen país, que se está buscado para potenciar a Chile, a nivel mundial.Thesis ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD EN EL ABASTECIMIENTO AL SUMNISTRO ELÉCTRICO EN EL AERÓDROMO EL LOA DE CALAMA A TRAVÉS DE ENERGÍA EÓLICA(Universidad Técnica Federico Santa María, 2009) CORNEJO REYES, JUAN PABLO; SARABIA VILCHES , OSVALDO
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