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Actualización y normalización de la instalación eléctrica, documentación y contrato de compra de energía de la empresa Maestranza Conacer S.A.
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2006) Gourdet Soto, Marco; Yáñez Maturana, Alfonso Urcicinio; Departamento de Electricidad
El trabajo que se desarrolla a continuación se refiere a la situación vivida al interior de la empresa "Sociedad Conformadora de Aceros Ltda.", en adelante Maestranza CONACER, la cual, a lo largo de su existencia, ha sufrido innumerables modificaciones en su infraestructura, número de maquinarias e incluso en la cantidad de trabajadores que desempeñan labores en su interior, lo que trae como consecuencia una variación en sus características de consumo de energía. Es por lo anterior que se ha generado un desorden generalizado en sus instalaciones, descuidando por completo el correcto dimensionamiento de algunos de sus componentes. Los datos que se analizan fueron recabados in situ y reflejan la realidad que vive actualmente la empresa. Este trabajo tiene como propósito dar a conocer a los dueños de la entidad la información necesaria para alcanzar una óptima contratación de energía, un correcto funcionamiento de su sistema eléctrico y, en definitiva, lograr obtener una instalación más segura, ordenada y confiable. Aspectos técnicos de la instalación serán analizados con la finalidad de confeccionar planos normalizados y de encontrar elementos que permitan, con sus correspondientes modificaciones, obtener un contrato de compra de energía más acorde con las necesidades actuales de la empresa. Finalmente, se espera proponer soluciones a los elementos conflictivos de la instalación, alternativas que sean más idóneas que las actualmente implementadas al interior de la planta.
Adquisición y registro de humedad en astillas por sensor NIR
(2018) Aburto Manríquez, Mauricio Alexis; Hermosilla Rivas, lautaro Robinson; Departamento de Electricidad; Contreras Novoa, Helmut
El presente escrito tiene como finalidad explicar y detallar el mejoramiento del proceso de adquisición y registro de datos de humedad en astillas mediante un sensor que trabaja en base a la tecnología del espectro infrarrojo. El proyecto está enfocado a brindar un mejoramiento de dicho proceso en la zona de embarque del Puerto de Coronel en el cual no existe un control dedicado a la variable en estudio. En el desarrollo del trabajo se plantean las problemáticas actuales del sistema de registro de humedad, los factores asociados al mismo, y de qué manera se propone atacar y dar solución a dichas problemáticas. Se estudia la madera como materia prima y la humedad contenida en ella, como variable principal de análisis, se estudian los efectos consecuencias que tiene sobre la madera. A partir de esto, el trabajo se enfoca en la descripción de los sensores de humedad y los distintos principios de medición que estos poseen, llegando de esta manera a tener un principal enfoque en el principio de la espectroscopía y por qué es la tecnología más adecuada para el mejoramiento. De esta forma se puede designar un sensor idóneo para el proceso, del cual se analizan sus parámetros y especificaciones de trabajo. Una variable muy importante luego de la designación del sensor es la adquisición de los datos, en este caso de la medición de humedad, por lo tanto, se realiza un estudio sobre la adquisición, el registro y la conversión de los mismos.
Análisis comparativo del cálculo de los costos marginales en el mercado eléctrico chileno con y sin vinculación multi-período interhorario para el año 2043
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Sanhueza Ávila, David Eduardo; Departamento de Electricidad; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés
Este estudio analiza los costos marginales locacionales en el Sistema Eléctrico Nacional (SEN) de Chile bajo dos esquemas tarifarios: con y sin vinculación multiperíodo intertemporal. En el contexto de la transición energética hacia fuentes renovables no convencionales (ERNC), cuya intermitencia impone mayores exigencias de flexibilidad, se evalúa un escenario proyectado para el año 2043 mediante simulaciones con datos oficiales del Ministerio de Energía. Se adopta una metodología cuantitativa, utilizando la herramienta LGPLAN©, simulando días típicos de cada mes del año. El estudio evalúa el impacto de implementar costos marginales locacionales temporales (TLMP) sobre los ingresos netos de los participantes del mercado, con énfasis en centrales térmicas y sistemas de almacenamiento con diferentes restricciones operativas. Los resultados muestran que el esquema TLMP genera impactos diferenciados según la tecnología. Particularmente, las centrales con bajas tasas de rampa y los sistemas de almacenamiento de corta duración (4h) presentan disminuciones significativas en sus ingresos netos respecto al esquema LMP tradicional, mientras que los sistemas de mayor duración (12h) tienden a beneficiarse. Estos efectos se mantienen a lo largo del año, con variaciones influenciadas por la estacionalidad y las necesidades de flexibilidad del sistema. El análisis demuestra la relevancia de las restricciones de rampa y del estado de carga en la formación de precios bajo TLMP, subrayando la importancia de considerar la flexibilidad operativa en el diseño tarifario futuro.
Análisis comparativo y propuestas de mejora para pliegos técnicos de la normativa eléctrica chilena de baja tensión
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Bertinelli Manzano, Mario Luchiano; Departamento de Electricidad; Gil Sagás, Esteban Manuel
Esta memoria de titulación efectúa un análisis comparativo de los Pliegos Técnicos Normativos (RIC) N°02, 04, 05 y 06 de la reglamentación eléctrica chilena, contrastándolos con estándares de Alemania, EE.UU., España, Japón y Reino Unido. El estudio identifica divergencias clave en la normativa chilena, tales como la falta de una exigencia generalizada de Dispositivos de Detección de Falla de Arco (AFDDs), diferencias en los requisitos de certificación y marcado para tableros (ej. SCCR), un código de colores para conductores no armonizado con el estándar IEC y un enfoque en valores de resistencia para la puesta a tierra en lugar del desempeño integral del sistema de protección. A partir de estos hallazgos, se formulan recomendaciones concretas para modificar los RIC analizados, buscando robustecer la seguridad, claridad y actualidad de la normativa mediante la incorporación de tecnologías avanzadas y una mejor armonización internacional. Se concluye resaltando la necesidad de una revisión regulatoria continua para responder a la evolución tecnológica y los estándares de seguridad globales.
Análisis de la implementación de nuevas técnicas de protección anti-isla eléctrica en pequeños medios de generación distribuida de acuerdo con normativa vigente
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Araya Castillo, Matías Ignacio; Pulido Venegas, Esteban Samuel; Departamento de Electricidad; Rozas Valderrama, Rodrigo Andres
Este trabajo busca ser un aporte en la investigación de nuevas técnicas para la detección de operación en isla eléctrica en Pequeños Medios de Generación Distribuida, evaluando la viabilidad técnica y normativa de métodos desarrollados como alternativa a las técnicas tradicionales implementadas en nuestro país, con el fin de disminuir los tiempos de detección de la formación de isla eléctrica y disminuir la cantidad de eventos no detectados. El estudio contextualiza la problemática de la isla eléctrica no intencional en sistemas de generación distribuida en Chile, destacando el crecimiento de las energías renovables y los desafíos asociados a su integración en la red eléctrica. Se introduce al lector a los sistemas eléctricos de potencia y las características de los sistemas de protección, así como los elementos de protección eléctrica utilizados comúnmente en distribución. Para el análisis, se seleccionan tres métodos innovadores de detección de isla eléctrica de acuerdo con el estado del arte: ROCOPV, ROCOAP-ROCORP y Comp. simétrica, y se compara su desempeño contra los métodos tradicionales contemplados en la norma vigente: ROCOF y Salto Vector. Para ponerlos a prueba se elige el sistema de potencia propuesto en el estándar IEEE Std 399-1997 como modelo base para realizar el estudio y se implementa junto con las protecciones en el software DIgSILENT PowerFactory, destacando el uso del lenguaje de simulación DSL para construir los modelos dinámicos de la protecciones. Los resultados revelan que las protecciones nuevas son competitivas en tiempos de detección y confiabilidad a las protecciones tradicionales en la detección de operación en isla eléctrica. En total, se realizan 45 simulaciones, concluyendo que las protecciones ROCOPV, ROCOAP-ROCORP y Comp. simétricas son alternativas viables para el reemplazo de las protecciones tradicionales ROCOF y Salto Vector. El estudio propone un marco de pruebas útil para investigaciones futuras en protecciones eléctricas y respuestas transitorias en sistemas de distribución.
Análisis de la influencia de la contaminación y la altitud en el cálculo de la distancia de fuga de aisladores
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2019-11) Araya Salinas, Jersim Daniel; Schurch Brandt, Roger Steffan; Departamento de Electricidad; Montaña Chaparro, Johny Hernan
En el presente trabajo de título se estudió el desempeño de un aislador bajo distintos niveles de contaminación tipo A y a distintas altitudes de operación. Para el desarrollo del estudio se dibujó un prototipo de aislador de vidrio con las características del aislador de referencia clase U120B, este fue utilizado para realizar las simulaciones con las condiciones de interés. El programa elegido para ejecutar estas simulaciones fue el software comercial “COMSOL Multiphysics”, el cual es utilizado para dar solución al problema electrostático y de capa conductiva por medio del método de elementos finitos. La contaminación fue representada como una delgada capa conductiva e ingresada como condición de borde del modelo por todo el camino de fuga del aislador. La conductividad de la capa (σ) se varió dentro del rango de 0,004 a 0,4 [𝑆/𝑚] y los espesores (𝑒) entre 20 a 40 [μ𝑚], la elección y combinación de estos parámetros es determinado por el nivel de severidad de contaminación del sitio (SPS). Para representar el efecto de la disminución de la rigidez dieléctrica en la frontera aire-aislante por la disminución de la presión atmosférica producto del aumento de altitud, fueron utilizados factores sugeridos por la norma IEC 60071-2 y CIGRE 361-1 y aplicados sobre la tensión de operación, distancia de fuga y distancia de paso del aislador seleccionado. Para determinar el desempeño eléctrico del aislador se analizó la distribución de potencial y el campo eléctrico tangencial en la superficie. Los resultados dejaron una evidente dependencia del aumento de la intensidad de campo eléctrico tangencial con el aumento de la conductividad de la capa de contaminación, superando en un 52,6% para la conductividad de 0,4 [𝑆/𝑚] respecto al valor mínimo. Mientras que el aumento del espesor no significó grandes variaciones para la distribución de potencial ni campo eléctrico tangencial, obteniéndose menos del 2% de diferencia entre sus valores máximos. El aumento de las distancias de fuga y de paso necesarias para todas las altitudes estudiadas mostraron una mejoría en el rendimiento respecto a los resultados sin corregir, sin embargo, las distancias obtenidas deben ser revisadas y comparadas con las distancias calculadas para la corrección con los efectos de la contaminación, ya que estas representan un sobredimensionamiento mayor respecto a las distancias corregidas por altitud.
Análisis de los indexadores en licitaciones de contratos de suministro eléctrico para clientes regulados en Chile: pasado, presente y futuro
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) De La Fuente Wilk, Rodrigo Tomas; Departamento de Electricidad; Rozas Valderrama, Rodrigo Andres
La problemática que motivó esta memoria fue la quiebra y la terminación de contratos de suministro a clientes regulados por parte de empresas de generación, debido a condiciones desfavorables provocadas por métodos de comercialización y problemas sistémicos. En base a esto, se buscaron causas y soluciones para mejorar esta situación. Primero, se revisó el contexto histórico previo a las Licitaciones de Suministro Eléctrico a Clientes Regulados, identificando las causas de su creación, y se profundizó en su funcionamiento y cambios regulatorios a lo largo del período de estudio. Se comparó el abastecimiento eléctrico a clientes residenciales en Chile con la experiencia internacional en España, Reino Unido y Estados Unidos. Luego, se analizaron los resultados de las licitaciones desde 2006 hasta 2023, con énfasis en los precios de adjudicación, energía adjudicada e indexadores utilizados. Realizando la indexación de los contratos, se determinaron los ingresos por retiros de energía para abastecer a las distribuidoras en el período 2013-2023. Se identificó un período crítico (2021-2023) caracterizado por altos costos marginales. En este contexto, se cuantificó la problemática, destacando los contratos más críticos de la Licitación del 2015, que a pesar de generar ingresos totales de 1.420 [MM USD], tuvieron pérdidas de 23 [MM USD].
Análisis de sitemas de protecciones contra contactos indirectos según Norma VDE 0100
(1998) Opazo Vergara, Juan; Departamento de Electricidad; Yáñez Maturana, Alfonso
Una persona, al accionar un sistema o circuito eléctrico, corre el riesgo de quedar sometida a tensiones peligrosas por contacto directo o contacto indirecto. Se entenderá que queda sometida a una tensión por contacto directo cuando toca, con alguna parte de su cuerpo, una parte del circuito o sistema que en condiciones normales está energizada. Se entenderá que queda sometida a una tensión por contacto indirecto cuando alguna parte de su cuerpo toca una parte metálica de un equipo eléctrico que en condiciones normales está desenergizada, pero que en condiciones de falla se energiza. Esta memoria trata principalmente de los sistemas de protección contra los contactos indirectos. La razón que motivó al autor de este trabajo a abordar este tema fue que este tipo de contactos no está ligado a la imprudencia o torpeza del usuario, sino que se debe, en muchas ocasiones, a la pérdida de aislación motivada por el envejecimiento del material, aumento de temperatura del equipo, etc. Esto provoca fugas de corriente que pueden ocasionar, dependiendo de la magnitud de la falla, daños tanto a la persona como al equipo y al entorno de este. De aquí la importancia de que, en este sistema de protección, que entre sus funciones está el limitar al mínimo el tiempo de la falla, el valor del voltaje con respecto a tierra que se alcance en la parte fallada sea igual o inferior al valor de seguridad, etc. En esta memoria se tocarán, además, diferentes tópicos que permitan a la persona que la lea entender, en forma global, un sistema de protecciones. Es por este motivo que se entregan los principios básicos de funcionamiento de las protecciones contra sobreintensidades, explicando los dos más comunes: estos son el fusible y el disyuntor.
Análisis del anillo de tensión estabilizada de la empresa Norske Sokog Bio Bio
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2005) Acchiardo Chávez, Héctor; Departamento de Electricidad; Medel Hidalgo, Óscar
Basado en el estudio del Anillo de Tensión Estabilizada de la empresa Norske Skog Bío Bío, se desarrolla este trabajo señalando características de la conexión, mantención, seguridad y visualización remota del anillo y sus componentes. La conexión realizada se denomina anillo de tensión estabilizada por la forma que tiene este circuito; ante una caída de tensión en el suministro eléctrico, las cargas conectadas a él no presentarán problemas de energía durante un cierto período de tiempo, el cual queda determinado por la cantidad de carga que esté conectada a la UPS. El Anillo de Tensión Estabilizada está compuesto por 10 UPS, descritas como Sistemas de Alimentación Ininterrumpida, interconectadas a la red eléctrica de la empresa y divididas en una UPS de 65 kVA marca Exide que alimenta al anillo de tensión estabilizada, una UPS de 5 kVA marca Liebert que mantiene con tensión estabilizada al control del sector de Preparación Madera y ocho UPS de 10 kVA de la serie Silcon de la empresa APC, distribuidas en distintos sectores para mantener con tensión estabilizada a equipos críticos de la planta como PLC, DCS y protecciones. Respecto a los dos primeros tipos de UPS mencionados, no se estudiarán a fondo, ya que son equipos de tecnología más antigua y por lo mismo más conocidos por el personal eléctrico de la planta. En cuanto a las UPS de la serie Silcon, se desarrolla un estudio de su tecnología, principios de funcionamiento, características y otros temas como el manejo manual, manejo remoto y mantención del equipo, debido a que no son conocidas por todos los electricistas de la planta por ser equipos recientemente incorporados en Norske Skog Bío Bío. Esta UPS basa su tecnología en la Conversión Delta Online, tecnología desarrollada por APC, la cual se fundamenta en la utilización de inversores capaces de transformar la energía en forma bidireccional. Estos son el inversor Delta, encargado de controlar la corriente de entrada y la tensión en las baterías actuando como una fuente de corriente variable, y el inversor Principal, encargado de controlar la tensión de salida a la carga actuando como una fuente fija de tensión. En las primeras páginas de este trabajo se describe(...).
Análisis del comportamiento de un esquema de control predictivo para Grid-Forming en una micro-red aislada mediante Hardware in the Loop
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Urquieta Valdés, Christhopher Alexanders; Huerta, Guillermo; Departamento de Electricidad; Norambuena Valdivia, Margarita Andrea
El documento presenta un estudio sobre la implementación y análisis de un esquema de control predictivo para un sistema Grid-Forming (GFM) en una micro-red aislada con generación fotovoltaica y respaldo de un sistema de almacenamiento de energía, Battery Energy Storage System (BESS). La motivación radica en la creciente necesidad de soluciones energéticas sostenibles y autónomas, especialmente en regiones rurales sin acceso a la red eléctrica. El estudio se enfoca en una localidad cercana a Vicuña, en la región de Coquimbo, Chile, caracterizada por alta irradiancia solar, lo que la hace ideal para el uso de paneles solares. El trabajo describe la modelación matemática de la micro-red, la configuración de los convertidores (DC-DC y DC-AC tipo T) y los controladores utilizados, con un énfasis en el control predictivo de tipo Finite Control Set Model Predictive Control (FCS-MPC). Para evaluar la efectividad del sistema, se realizaron simulaciones en PLECS y pruebas en tiempo real mediante Hardware-in-the-Loop (HIL) con la plataforma Real Time Digital Simulator (RTDS Simulator) y una Digital Signal Processor (DSP) C2000. Los resultados destacan la robustez del control predictivo, mostrando un buen desempeño en la estabilización de la tensión y la corriente, especialmente con el método de intermuestreo implementado. Sin embargo, se observa que en condiciones de menor potencia, la distorsión armónica relativa es más significativa. El documento concluye que la implementación del control GFM y el uso de tecnologías avanzadas como HIL permiten una validación efectiva del comportamiento del sistema bajo condiciones realistas. Se sugieren futuras mejoras en la estrategia de control y en la optimización del uso de recursos de CPU de la plataforma de control.
Análisis del comportamiento eléctrico, en un sistema mecanizado de un descortezador
(1987) Salinas Pérez, Marcelo; Ramírez R., Gonzalo; Departamento de Electricidad
Por la diversidad de riquezas forestales existentes en nuestra región y a lo largo del país, las exportaciones de madera (en bruto y elaboradas), se han incrementado notablemente. Las empresas en este contexto, han tenido que incorporar nuevos elementos de producción (controles, maquinairas, etc.), para poder competir satisfactoriamente en el mercado internacional. Es así, como la tecnología ha introducido sistemas totalmente automáticas, reemplazando el modo arcaico de producir. En consecuencia, es necesario, tomo técnicas universitarias en la especialidad de Electricidad, el poder tener acceso a las nuevas innovaciones tecnológicas en este rubro maderero; como un elemento formador y de complemento en nuestra especialidad. Por lo tanto, el trabajo que a continuación se expone tiene como objetivo general: "el analizar el comportamiento de los diferentes sistemas eléctricos que forman parte de un aserradero industrial mecanizado (Forestal Carampagne). Para tal efecto, se han identificado las diferentes etapas que se desarrollan en la elaboración de la Madera, dándole una principal importancia a la unidad "Descortezador", dada la envergadura y complejidad del sistema. El trabajo consta de tres capítulos, más un anexo en donde se entrega información técnica de algunos elementos de produccción(...).
Análisis del impacto de las medidas de ajustes de precios a clientes regulados, considerando PEC y eliminación de tarifa de invierno
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Novoa Arce, Leandro Antonio; Departamento de Electricidad; Rozas Valderrama, Rodrigo Andres
El presente trabajo de memoria tiene por objetivo analizar el impacto de las medidas de ajuste en los precios de la tarifa eléctrica, en particular la incorporación del Precio Estabilizado al Cliente (PEC) y la eliminación de la tarifa de invierno. Este análisis se lleva a cabo mediante una evaluación económica que permite determinar si dichos cambios resultan favorables para los clientes regulados, así como proyectar sus efectos a futuro. Para ello, se realizó un estudio de la normativa vigente asociada a los ajustes tarifarios mencionados. Asimismo, se recopilaron los datos necesarios desde la Comisión Nacional de Energía (CNE) para construir y simular el monto de la boleta eléctrica, considerando distintas condiciones según nivel de consumo y zona geográfica del cliente regulado. Además, se definieron tres escenarios con distintas variaciones en los cargos asociados al PEC. La herramienta utilizada para las proyecciones fue Microsoft Excel, a través de la función Tendencia, mientras que la emulación automatizada de las boletas eléctricas se desarrolló mediante el lenguaje de programación ‘Visual Basic for Applications’ (VBA). Esta implementación permitió aplicar de forma adecuada las restricciones de la tarifa de invierno, asignar precios según zona y consumo, y modelar la variación de los cargos conforme a los escenarios propuestos. Se elaboraron gráficos que muestran la evolución del monto final de la boleta eléctrica proyectado hasta el año 2035, así como también gráficos comparativos entre la condición actual y la condición inicial, y entre los distintos escenarios propuestos en el presente estudio. Finalmente, se concluye que, en promedio, los clientes regulados no se ven favorecidos económicamente por las medidas de ajuste implementadas en la tarifa eléctrica, considerando el comportamiento de consumo condicionado previamente por el desincentivo asociado a la tarifa de invierno. No obstante, bajo la estructura tarifaria actual, los clientes pueden verse beneficiados si incrementan su consumo invernal hasta superar un determinado umbral, a partir del cual el monto final de la boleta resulta inferior al que se habría obtenido bajo la condición anterior. Asimismo, se observó que los escenarios proyectados presentan diferencias marginales respecto del escenario base; sin embargo, estas variaciones podrían tener un impacto significativo para clientes con altos niveles de consumo o pertenecientes a segmentos socioeconómicos vulnerables. Por otra parte, a partir del primer período tarifario del año 2028, se evidencia una reducción considerable en el monto final de la boleta eléctrica, lo que contribuye a mitigar parcialmente las alzas acumuladas por los clientes regulados durante los años previos.
Análisis técnico-económico de un sistema GESS (gravity energy storage system) en minería chilena contribución a la sostenibilidad y descarbonización al 2050
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Soumastre Molina, Vicente Andrés; Espín Sarzosa, Danny Alexander; Departamento de Electricidad; Norambuena Valdivia, Margarita Andrea
El presente trabajo analiza la viabilidad técnica y económica de implementar un sistema de almacenamiento gravitacional de energía GESS (del inglés, Gravity Energy Storage System) en la minería chilena, específicamente en la Mina Los Colorados, propiedad de la Compañía Minera del Pacífico (CMP). Este estudio se aporta en el desafío nacional del Plan de Descarbonización al 2050, que busca reducir la dependencia del carbón mediante la incorporación de fuentes renovables, destacando la necesidad crítica de soluciones de almacenamiento energético. Ante los retos ambientales y de suministro asociados a los sistemas de almacenamiento electroquímico tales como los sistemas BESS (del inglés, Battery Energy Storage Systems), particularmente aquellos basados en litio, se propone el GESS como alternativa sustentable. Este sistema opera almacenando energía mediante la elevación de masas utilizando excedentes de energía renovable y generando electricidad al descender dichas masas. Su implementación permite aprovechar infraestructuras mineras existentes y reutilizar residuos mineros como elementos de almacenamiento, reduciendo significativamente los costos iniciales y contribuyendo a la sostenibilidad ambiental. El análisis técnico realizado comprende la evaluación del sistema mecánico de almacenamiento mediante rieles y bloques, considerando variables como pendiente, velocidad, coeficientes de fricción y la elección óptima de cables y rieles específicos. Se complementa con un análisis económico detallado que incluye estimaciones de costos (CAPEX y OPEX), determinación del costo nivelado de la energía LCOE (del inglés, Levelized Cost of Energy), costo nivelado del almacenamiento LCOS (del inglés, Levelized Cost of Storage), valor actual neto (VAN) y tasa interna de retorno (TIR). Finalmente, este estudio concluye que el sistema GESS presenta ventajas significativas frente a otras tecnologías, especialmente en términos de vida útil, sostenibilidad ambiental y potencial económico, posicionándolo como una solución viable y estratégica para el almacenamiento energético en el contexto de la transición energética chilena hacia el año 2050.
Análisis técnico-económico del impacto de los sistemas de almacenamiento de energía en los servicios complementarios y la potencia de suficiencia
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Moreno Soza, Valentín; Cárdenas, Alfredo; Departamento de Electricidad; Valdivia Lefort, Patricio; Barrueto Guzman, Aldo
La mancomunión de los esfuerzos de diferentes organizaciones mundiales para mitigar los efectos del calentamiento global ha encontrado en el alto volumen de las emisiones de CO2, un problema que debe ser solventado, especialmente en las industrías que registran un mayor volumen de emisiones, como la energética; esto ha desembocado en un auge de los Sistemas de Almacenamiento de Energía, señalados como una tecnología central en la transición energética a la carbono neutralidad, debido a su capacidad de almacenar la energía en un determinado momento para luego ser inyectarla. Otra tecnología de vital importancia para la transición energética son las tecnologías de generación de energía eléctrica mediante fuentes renovables no convencionales, las que ya han demostrado poder contribuir a la reducción de las emisiones en comparación con las tecnologías de generación cuyos insumos son combustibles fósiles; sin embargo, también han complicado la mantención de los estándares de seguridad y calidad del suministro de energía eléctrica causado por la alta variabilidad del insumo del cuál se sirven las tecnologías renovables. En consecuencia, se ha visualizado en la capacidad de carga y descarga de los Sistemas de Almacenamiento de Energía, la posibilidad de complementar y solventar el defecto de la intermitecnia de las centrales de generación renovables no convencionales. Las empresas interesadas en estudiar la implementación de estos proyectos han encontrado en la normativa chilena existente un marco legal definido que faculta el estudio de la viabilidad de los Sistemas de Almacenamiento de Energía en el mercado eléctrico de Chile. En consecuencia, es posible estudiar su desempeño no solo en el mercado mayorista de energía, sino que también se puede extender su modelo de negocio hasta el mercado de servicios complementarios y potencia de suficiencia, mercados fundamentales para garantizar la seguridad y calidad del servicio eléctrico y principalmente dominados por las tecnologías convencionales. En el presente trabajo se evaluaron técnicamente 18 Sistemas de Almacenamiento de Energía diferentes, para luego visualizar el desempeño económico de los 6 artefactos que resultaron mejor evaluados en la etapa previa y así poder dilucidar la viabilidad de estos proyectos en Chile mediante una proyección de ingresos(...).
Automatización línea de transportes One Way
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2006) Valdés Valdés, Bernardo Andrés; Williams Méndez, Jorge Reinaldo; Departamento de Electricidad; Vera González, Ricardo
Mediante el desarrollo del siguiente proyecto trateremos de rsolver las necesidades de mejoramiento del proceso de movilización de envases en una línea de producción de bebidas gaseosas, optimizando el consumo de energía eléctrica mediante la detención de las cintas transportadoras cuando el proceso se encuentra detenido por algún problema momentáneo, además, implementaremos un sistema eficiente de registro de información en tiempo real de gran utilidad para los supervisores de producción. Dicha información estará relacionada con datos tales como eficiencia del formato de envases que se está produciendo, cantidad de botellas por minuto que la máquina se encuentra llenando y eficiencia de dicha máquina. Sin duda que este tipo de información será muy necesaria para poder tomar acciones que lleven a mejorar la eficiencia del sistema y una mayor utilización de las máquinas involucradas. Todas estas mejoras las realizaremos con las modernas herramientas que existen hoy por hoy existen en el mercado de la automatización, ejemplo de ello será la utilización de variadores de frecuencia para lograr partidas y paradas suaves de las cintas transportadoras. Además de ofrecernos distintas velocidades para los diferentes formatos a producir. Pantallas táctiles (HMI). Para una mejor comunicación entre las máquinas y el operador, todo eto estará apoyado con la utilización de un autómata programable para realizar este mejoramiento siendo este un elemento muy utilizado en todo proceso productivo moderno y una herramienta muy eficiente para optimizar procesos.
Automatización subestación primaria San Miguel 66/15 KV Talca
(2006) Cajas Zeballos, Cristian M.; Departamento de Electricidad; Yáñez Maturana, Alfonso
El avance tecnológico al que nos enfrentamos hoy en día es de gran nivel, por lo cual la capacitación y entendimiento de cierto proceso es vital para optar a un trabajo mejor. Por mi parte, mi desafío es de gran importancia para la empresa a la cual represento. Por la nueva normativa eléctrica, es esencial para las empresas transmisoras y distribuidoras mantener el servicio en óptimas condiciones para los usuarios, de tal manera que los tiempos interrumpidos o de fallas sean lo más breves posible. Mi trabajo se trata de monitorear una subestación de poder, específicamente S/E San Miguel, que está a unos 18 km del lugar de trabajo o, específicamente, se le llama centro de control, por lo que se tarda unos 30 a 40 minutos en llegar a la subestación a ver la falla para poder reponer el servicio, sin contar que la única manera de saber de dichas fallas es por el aviso de los clientes, que de manera directa son los más perjudicados. Esto se debe a que existen dos circuitos, Lansa y San Clemente, a los cuales se les da una gran importancia. Al tener dicho proyecto a un cien por ciento lograremos incrementar una mayor autonomía de respuesta y así las multas por tiempo de fallas serán más bajas, logrando vender un producto energético confiable y, por qué no decir, de buena calidad. Este proyecto, aparte de tener su conexionado por hardware, requerirá proyectar la canalización, que también tiene que estar bajo la normativa de la empresa; de igual manera, tendremos que dejar planos de alambrado y SCADA para cerrar el ciclo y terminar este proyecto de buena manera.
Caracterización de descargas parciales de vacuolas en resina epóxica generadas a partir de diferentes tipos de gases
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Videla Santibáñez, Gabriel Octavio; Departamento de Electricidad; Ardila Rey, Jorge Alfredo; Schurch Brandt, Roger Steffan
En el presente documento, se detalla el método de fabricación de probetas de resina epóxica con vacuolas de dimensiones específicas en su interior, cada una con un contenido gaseoso diferente. El objetivo es caracterizar las descargas parciales (DP) dentro de estas cavidades. Las vacuolas son pequeñas cavidades que se generan por diversas causas al interior de los materiales aislantes creando imperfecciones en él. La composición varía en un espectro de gases donde es posible identificar algunos compuestos repetitivos. Estos defectos, generalmente se producen durante los procesos de fabricación y/o manipulación de los elementos aislantes, también durante su uso se generan compuestos volátiles característicos de los componentes utilizados. Además, al someter el material a alta tensión, el campo eléctrico al interior de estos desperfectos puede alcanzar una magnitud suficiente para provocar descargas parciales y comenzar a degradar progresivamente el aislador. Finalmente, producto de estas descargas al interior de las vacuolas, aumentan las probabilidades de que ocurra una falla que comprometa el material aislante resultando en un daño mayor. Para identificar los efectos que tienen las descargas parciales al interior del aislador según el gas que contenga, se procede a emular vacuolas con gases específicos en probetas de resina epóxica para luego caracterizar las descargas mediante representación gráfica a través de diagramas PRPD (Phase Resolved Partial Discharge) y mapas T-F (TiempoFrecuencia), herramientas que grafican la distribución de las descargas parciales en función de la fase y la relación entre el tiempo y la frecuencia, respectivamente, junto con análisis estadístico. Se fabricaron seis probetas, dos idénticas por cada mezcla gaseosa. Las prime ras fueron de hidrógeno puro, otras dos con una mezcla de aire y metano, y las últimas con una mezcla denominada patrón, que incluye diferentes proporciones de hidrocarburos y otros compuestos presentes en transformadores eléctricos con diversos niveles de fallas.
Caracterización del comportamiento de aisladores de silicona contaminados frente a diferentes polaridades de tensión continua y fallas físicas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-07-02) Anselmi Ramírez, Ethan Stward; Departamento de Electricidad; Schurch Brandt, Roger Steffan
El desarrollo de nuevos sistemas de transmisión en corriente continua de alta tensión (HVDC) en Chile, emplazados a lo largo de zonas geográficas con condiciones ambientales extremas, ha consolidado la adopción de aisladores poliméricos de caucho de silicona. Sin embargo, la confiabilidad de estos equipos se ve amenazada por la combinación de un campo eléctrico unidireccional constante, contaminación superficial severa y daños físicos ocasionados por agentes externos en terreno, como el ataque de la fauna local. El presente trabajo de título tiene por objetivo caracterizar el desempeño dieléctrico de aisladores de silicona, evaluando el impacto interactivo de fallas físicas preexistentes, la severidad de la contaminación y la polaridad de la tensión continua aplicada. Para llevar a cabo este estudio, se utilizaron aisladores comerciales de 15 kV, sobre los cuales se indujeron alteraciones mecánicas controladas en distintos niveles de severidad: cortes cóncavos en los faldones y exposición progresiva del núcleo de fibra de vidrio (FRP). Las probetas fueron sometidas a ensayos experimentales en una cámara de niebla, evaluándose tanto en condición de superficie limpia como bajo contaminación artificial salina de clase E5 (Muy Fuerte). La caracterización se realizó mediante la medición de la tensión de ruptura, el monitoreo temporal de la corriente de fuga y el registro estadístico y espectral de descargas parciales (DP). Adicionalmente, se ejecutó un ensayo exploratorio de envejecimiento termo-ambiental acelerado para evaluar los mecanismos de degradación interfacial a largo plazo. Los resultados experimentales evidencian una severa sinergia destructiva al combinar daños geométricos con un entorno conductor. En probetas con corte de faldón severo bajo contaminación E5, el umbral de tensión de ruptura experimentó una caída crítica de hasta un 89 %. Asimismo, se comprobó(...).
Caracterización del crecimiento de árboles eléctricos en probetas con vacuolas e imperfecciones mediante análisis de componentes principales de parámetros característicos en señales de descargas parciales
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Reyes Morales, Cristóbal Sebastián; Departamento de Electricidad; Schurch Brandt, Roger Steffan; Ardila Rey, Jorge Alfredo
La integridad de los materiales aislantes en los sistemas de Alta Tensión es fundamental para la confiabilidad y seguridad operacional de los sistemas eléctricos de potencia, impactando directamente en el bienestar del consumidor final. La degradación de estos materiales representa un desafío ingenieril histórico, que ha impulsado una vasta gama de investigaciones y avances tecnológicos enfocados en entender las dinámicas de deterioro y desarrollar estrategias correctivas para prolongar la vida útil de los equipos. En este contexto, el presente trabajo de título se centra en el análisis de la arborescencia eléctrica en resinas con presencia de vacuolas e imperfecciones, con el propósito de evaluar la efectividad de técnicas avanzadas seleccionadas para caracterizar el crecimiento y la evolución de este fenómeno. A pesar de la utilidad de las metodologías tradicionales en la identificación de ruido y la clasificación de fuentes de descargas parciales, existen escasas publicaciones asociadas al estudio y su capacidad para analizar de manera exhaustiva las descargas parciales y su relación con la progresión de la arborescencia eléctrica en todas sus etapas. Con el objetivo de superar estas limitaciones, se propone una metodología innovadora que integra el análisis de mapas tiempo-frecuencia, técnicas cromáticas, y evaluación temporal y frecuencial de la señal, complementado con el Análisis de Componentes Principales (PCA). Este enfoque permite una exploración detallada de las descargas parciales desde perspectivas de tiempo y frecuencia, facilitando la reducción de la dimensionalidad y el descubrimiento de patrones clave en los datos, lo que resulta en una comprensión más profunda de la arborescencia eléctrica y el papel que juegan las imperfecciones en su desarrollo.
Caracterización del tracking interfacial en aisladores compuestos con defectos internos para líneas HVDC
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026) Guajardo Sanhueza, Iván Alejandro; Departamento de Electricidad; Schurch Brandt, Roger Steffan
En los últimos años, Chile ha debido ampliar su capacidad de transmisión eléctrica para integrar nueva generación. En este contexto, la futura línea HVDC Kimal–Lo Aguirre ofrece ventajas para largas distancias, pero también plantea desafíos asociados al desempeño de los aisladores, elementos clave para la confiabilidad del sistema. Este trabajo estudia las zonas eléctricamente críticas de los aisladores compuestos, con especial énfasis en sus interfaces internas. Debido a la unión entre materiales con distintas propiedades dieléctricas, estas regiones pueden concentrar campo eléctrico y favorecer la aparición de descargas parciales, degradación interfacial y, eventualmente, ruptura dieléctrica. Para representar esta condición, se fabricaron probetas compuestas por silicona y resina epóxica, destinadas a emular la interfaz interna de un aislador compuesto. Inicialmente, las probetas fueron sometidas a ensayos bajo tensión alterna para validar su comportamiento mediante indicadores de descargas parciales e imágenes ópticas. Los diagramas PRPD, la tasa de repetición, la carga acumulada y otros métodos de análisis permitieron comprobar que la probeta presentó comportamientos compatibles con los fenómenos esperados bajo excitación AC. Posteriormente, se realizaron ensayos bajo tensión continua sin contaminación para establecer una condición base de la evolución del tracking interfacial. El análisis combinó diagramas PSA, mapas tiempo-frecuencia, indicadores de actividad de descargas parciales e imágenes ópticas de la interfaz, lo que permitió relacionar la evolución eléctrica con los procesos visibles de degradación. Estos resultados fueron utilizados como referencia para comparar el comportamiento de los ensayos contaminados. Finalmente, se desarrolló un método controlado de aplicación de contaminante en la interfaz. Los ensayos bajo tensión continua mostraron que las probetas contaminadas presentaron, en general, mayores tasas de repetición, mayor carga acumulada y una mayor propensión a la ruptura dieléctrica que el caso base. Además,(...).

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