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Análisis comparativo de las alternativas para la utilización de curtailment de energía en el norte de Chile: evaluación de la producción de hidrógeno, amoniaco y agua
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Morales de Ferrari, Andrés Esteban; Sanchez Squella, Antonio; Departamento de Ingeniería Mecánica; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés; Oliver Jerez, Lorena
La presente tesina analiza las alternativas para el aprovechamiento del curtailment energético en el norte de Chile, concentrándose en la conversión de estos excedentes en vectores energéticos como hidrógeno verde, amoniaco y agua. Durante el año 2023, el desaprovecho energético alcanzaron los 967,3 GWh, lo que representa una oportunidad estratégica para transformar esta energía desperdiciada en productos útiles desde el punto de vista económico, ambiental y energético. El estudio de tesina considera como base un escenario de acceso a energía a bajo costo de PPA cercano a 30 USD/MWh, condición esencial para asegurar la viabilidad técnica y financiera de los proyectos. Se realizó una evaluación comparativa de tecnologías de electrólisis como AWE y PEM así como de métodos de tratamiento de agua como la ósmosis inversa. Desde el punto de vista técnico, la tecnología AWE se posiciona como la más adecuada gracias a su menor consumo energético de 52,56 kWh/kg H₂, su menor CAPEX inicial y una mejor rentabilidad, reflejada en un VAN de 28,7 millones de USD y una TIR del 12 %. Asimismo, se identificó que el uso de agua de mar tratada mediante ósmosis inversa es la alternativa más viable en zonas de alto curtailment, dada su abundancia, escalabilidad y bajo impacto ambiental comparado con fuentes de agua dulce. Los resultados indican que con el nivel actual de vertimiento sería posible, anualmente, producir hasta 15.000 toneladas de hidrógeno verde, o bien 85.000 toneladas de amoniaco, o más de 10 millones de m³ de agua tratada. Sin embargo(...).
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 y propuestas de medidas de eficiencia energética para la empresa ASMAR Valparaíso en el marco de la implementación de un sistema de gestión energética basado en la norma ISO 50001
(2023-01) Saavedra Cerna, Carlos Emilio; Pérez Palma, Carlos; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés; Hinojosa Mateus, Víctor Hugo
Determinación de la relación entre la robustez del SEN y los valores del índice ESCR para su implementación en Chile en el contexto de descarbonización de la matriz energética
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08-11) Aparicio Espinoza, Camila Antonia; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés; Departamento de Electricidad; Álvarez Malebrán, Ricardo Javier
En esta memoria se evalúa la idoneidad técnica de los umbrales del índice Equivalent Short Circuit Ratio (ESCR) aplicados en Chile como herramienta para medir la robustez del Sistema Eléctrico Nacional (SEN), en el contexto de su transición hacia una matriz energética descarbonizada y con alta penetración de recursos basados en inversores (IBR). Se describe el marco teórico relacionado con la estabilidad eléctrica, la influencia de los IBR en la robustez del sistema, y se analizan distintas metodologías para evaluar el nivel de cortocircuito. La evaluación se realiza a través de simulaciones RMS en DIgSILENT PowerFactory bajo diversos escenarios operacionales. Los resultados muestran que, si bien valores de ESCR menores a 1.5 generan mayores sobretensiones transitorias, no se detectan incumplimientos críticos de estabilidad ni colapsos de tensión. Se concluye que el umbral convencional de ESCR mayor a 1,5 podría ser flexibilizado bajo ciertas condiciones, especialmente considerando configuraciones con bajos despachos de IBR. Finalmente, se propone avanzar hacia la estandarización normativa del uso del índice ESCR, complementando su estandarización con simulaciones EMT para una caracterización más precisa.
Determinación de la ubicación y dimensionamiento óptimo de baterías con criterios de estabilidad de tensión
(2024-03) Coddou Barrientos, Matías Andre; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Alvarez Malebran, Ricardo Javier
Estrategia para la implementación de la carbono neutralidad en el sistema eléctrico de Punta Arenas como compensación por parte de las empresas desarrolladoras de proyectos de transición energética en la región de Magallanes
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Jaque Gutiérrez, Leonardo José; Olmedo Hidalgo, Juan Carlos; Departamento de Ingeniería Mecánica; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés; Marchese Mecklenburg, Mario
La presente tesina propone una estrategia integral para la descarbonización del sistema eléctrico de Punta Arenas, territorio clave en el despliegue nacional de la industria del hidrógeno verde. El objetivo es desarrollar una estrategia integral que permita alcanzar la carbono neutralidad en el sistema eléctrico de Punta Arenas, en coherencia con los compromisos de descarbonización de Chile al año 2050. Para alcanzar este objetivo, el desarrollo del trabajo abordó los siguientes puntos: •Se revisó el estado del arte de soluciones energéticas carbono neutrales que son factibles de aplicar en la región de Magallanes. •Se evaluó el potencial de implementación de las diversas fuentes renovables. •Se diseñó una solución energética carbono neutral que satisfaga las necesidades energéticas de la ciudad de Punta Arenas. •Se cuantificaron los costos de implementación y se propondrá un modelo de financiamiento basado en compensaciones. •Se realizó una evaluación técnica-económica de la solución propuesta para verificar su viabilidad y sostenibilidad en el tiempo. La matriz energética de Magallanes depende de combustibles fósiles, específicamente gas natural, por lo que se propone una solución basada en energía eólica con respaldo BESS y financiamiento compartido como medida compensatoria de los nuevos actores industriales para avanzar en su descarbonización. La estrategia propuesta aborda de forma técnica y financiera tres escenarios de electrificación demostrando que la combinación de parques eólicos respaldados por sistemas de almacenamiento BESS resulta viable. Sin embargo, identifica la escasa rentabilidad bajo modelos convencionales como la principal barrera para atraer inversión privada. El trabajo enfatiza(...).
Estudio de viabilidad de plantas desaladoras para el abastecimiento de agua para Chile: un enfoque integral en tecnologías, económico y recursos hídricos
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Pérez Chanique, Francisco Javier; Gaete Stagno, Rossana; Departamento de Ingeniería Mecánica; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés; Bravo Copaja, Cristian
Este estudio evalúa la viabilidad de implementar plantas desaladoras como solución integral al déficit hídrico en Chile, considerando dimensiones tecnológicas, energéticas, económicas, ambientales y normativas. En un contexto de cambio climático y creciente presión sobre las fuentes continentales, la desalinización emerge como una alternativa estratégica para asegurar el abastecimiento sostenible de agua potable e industrial. Se analizó la demanda actual y futura de agua, las tecnologías disponibles - con énfasis en la ósmosis inversa - los requerimientos energéticos, la factibilidad económica y las principales barreras normativas. La metodología incluyó revisión bibliográfica, análisis de datos oficiales y casos nacionales. Chile cuenta con 38 plantas en operación (8.558 l/s), concentradas en el norte. Para 2030, se proyecta que esta capacidad deberá cuadruplicarse, impulsada por los sectores urbano, industrial y minero en regiones críticas como Antofagasta, Atacama, Coquimbo y Valparaíso. La ósmosis inversa destaca por su eficiencia energética (3–4 kWh/m³), compatibilidad con energías renovables y costos competitivos (0,50–2,50 USD/m³). La integración de fuentes como solar y eólica permitiría reducir emisiones y costos operacionales, incluso sin operación continua. Entre los desafíos, destaca la gestión de salmuera y las brechas normativas. Si bien no se considera residuo peligroso, la salmuera requiere de un tratamiento adecuado. Además, se identifican oportunidades en su valorización química. En el plano regulatorio, persisten vacíos en torno a concesiones marítimas, permisos ambientales, y la naturaleza jurídica del agua desalada(...).
Evaluación de la electrificación de procesos térmicos empleados en agua caliente, mediante implementación de bombas de calor
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Medina González, Cristóbal; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés; Departamento de Ingeniería Mecánica; Balderrama Aniñir, Rodrigo; Tapia Sánchez, Celso
Mediante la presente tesina, conoceremos la tecnología de bomba de calor, por la que pretendemos evaluar viabilidad técnico-económica en electrificar procesos térmicos para la generación de agua caliente mediante bombas de calor, considerando aplicaciones tanto industriales como residenciales en Chile. La iniciativa se enmarca en el desafío de descarbonizar el sector térmico, tradicionalmente dependiente de combustibles fósiles, en línea con los objetivos de eficiencia energética y mitigación del cambio climático establecidos en la Estrategia Energética Nacional y la Ley Marco de Cambio Climático. El objetivo principal es demostrar porque las bombas de calor constituyen una concreta solución energéticamente eficiente, económicamente rentable y ambiental permisible. Cuya viabilidad permita reemplazar calderas convencionales, así como otras tecnologías aplicadas en distintos contextos térmicos. Para ello, se realiza una caracterización de la demanda térmica nacional y sus sectores, con especial foco en aquellas regiones de alta potencia térmica declarada de instalaciones. Entre las actividades desarrolladas, consideramos el análisis del estado del arte, abordando avances tecnológicos en bombas de alta temperatura, el uso de refrigerantes naturales y capacidades de implementar. Además, se construyen comparaciones técnicas, económicas y ambientales, frente a calderas tradicionales de gas licuado de petróleo (GLP) y otros equipos(...).
Evaluación de los impactos en las tarifas de clientes regulados a raíz de los desafíos técnico/económicos que presenta la transición energética: desarrollo de un modelo tarifario predictivo y adaptable
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Valle Morilla, Juan Pablo del; Zurita Oyarzún, Danilo; Departamento de Electricidad; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés
La presente memoria tiene como objetivo principal evaluar los impactos en las tarifas de clientes regulados frente a los desafíos técnico-económicos derivados de la transición energética. Para ello, se diseñó y desarrolló una herramienta de cálculo tarifario adaptable a distintos escenarios, integrando información relevante sobre contratos de suministro y las metodologías de cálculo empleadas en el mercado eléctrico chileno. En primera instancia, se recopiló información clave sobre contratos vigentes y futuros, incluyendo sus fórmulas de indexación y mecanismos de ajuste, permitiendo construir una base de datos robusta. Esta base de datos sirvió como soporte para modelar escenarios de análisis relacionados con cambios contractuales, términos anticipados de contratos y la incorporación de nuevas licitaciones. Adicionalmente, se integraron proyecciones de demanda, precios de combustibles, costos de transmisión y distribución, elementos Críticos para la evaluación tarifaria. La herramienta desarrollada fue validada con datos reales de los semestres 2023-1 y 2024-1, demostrando márgenes de error reducidos. Entre los casos de estudio analizados, destacan escenarios de renegociación de contratos y términos anticipados. Los resultados evidencian que escenarios con cambios contractuales en licitaciones como la de 2013/03 2 generan una disminución progresiva en los precios del sistema, mientras que situaciones de dependencia de combustibles fósiles, como el escenario de precios altos del petróleo, incrementan levemente los costos para los clientes regulados, dado que esta proyección no fue muy brusca en el alza de índices. Se concluye que la incorporación de tecnologías renovables, junto con mecanismos de ajuste en los contratos, es clave para la reducción de la tarifa regulada en el contexto de la transición energética. Además, la herramienta propuesta evidencio ser altamente adaptable
Evaluación del impacto de la generación distribuida en los índices de calidad del suministro eléctrico en sectores rurales de Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Martínez Meneses, Gonzalo Ignacio; Cifuentes Carrasco, Ricardo Javier; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés
El presente estudio aborda la problemática de la baja calidad del suministro eléctrico en zonas rurales de Chile, particularmente en la comuna de Quemchi, la cual ha presentado niveles de SAIDI muy por sobre el umbral normativo durante los últimos años. Esta situación genera afectaciones significativas para los usuarios y conlleva sanciones económicas a las empresas distribuidoras. Como solución, se propone la implementación de sistemas de Generación Distribuida (GD) de respaldo, capaces de operar en forma aislada durante eventos de interrupción del servicio. Se realiza una evaluación multicriterio para priorizar zonas y seleccionar tecnologías viables, considerando aspectos como densidad de red, infraestructura existente, historial de multas, y viabilidad técnica y económica. El estudio desarrolla una metodología de dimensionamiento a partir del análisis de consumo eléctrico histórico y del comportamiento de las interrupciones, proponiendo alternativas tecnológicas con distintos grados de cobertura y respaldo, incluyendo sistemas basados en diésel, baterías (BESS), eólico y combinaciones híbridas. Los resultados indican que la alternativa más costo-efectiva para la comuna corresponde a un sistema diésel de 300 [kVA], ubicado en cuatro puntos estratégicos. Esta opción permite una reducción significativa del SAIDI y valida que la metodología de cobertura estadística es la más eficiente en términos de diseño. Asimismo, se concluye que la tecnología diésel representa la alternativa más viable económicamente, considerando el quantum de la multa evitada como fuente de retorno que permite alcanzar un VAN positivo. Como resultado adicional, el estudio permite obtener un modelo replicable para otras zonas críticas del país, generando oportunidades para modernizar el marco regulatorio vigente y facilitar la integración de soluciones de GD de respaldo en contextos similares.
Evaluación del uso de derechos financieros de transmisión aplicados al SEN
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08-21) Barrera Navarro, Richard Andrés; Araneda Tapia, Juan Carlos; Gacitúa Rocha, Leonardo Esteban; Departamento de Electricidad; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés
En este Trabajo de Memoria de Titulación se analizó la implementación de un mercado de Derechos Financieros de Transmisión (DFT) en el Sistema Eléctrico Nacional (SEN) al año 2030, respecto a la propuesta de diseño de un mercado mayorista de energía basado en ofertas, encargado por el Coordinador Eléctrico Nacional a la consultora ECCO [1]. Se modeló el despacho económico del SEN a 2030 en un día representativo para cada uno de los 12 meses del año, de acuerdo a la infraestructura proyectada por la Planificación Energética de Largo Plazo (PELP) del Ministerio de Energía y considerando un mercado basado en ofertas, donde se incorporan mecanismos de ajustes de ofertas por parte de los generadores. Se modelaron dos escenarios: 1.Entrada en operación de la línea HVDC Kimal-Lo Aguirre. 2.Sin entrada en operación de la línea HVDC Kimal-Lo Aguirre. El sistema obtenido fue agrupado en cuatro zonas: Norte Grande, Norte Chico, Centro y Sur, obteniéndose los CMg locales de cada día representativo. Respecto al mercado de DFT, se implementó un mecanismo de subastas mensuales para un universo de 70 agentes participantes, diferenciados por coberturistas y especuladores(...).
Evaluación técnica de un sistema transportable de almacenamiento de energía en baterías (BESS) en instalaciones pertenecientes a COLBÚN S.A.
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024-11-06) Colomera Quiroz, Alejandro Felipe; Barrueto Guzmán, Aldo; Departamento de Electricidad; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés
El sistema eléctrico nacional (SEN), enfrenta varios desafíos relacionados con la descarbonización, digitalización, estabilidad y eficiencia del sistema. A pesar de los avances en la transmisión y la incorporación constante de centros de generación de energía renovable variable, existen problemas recurrentes que justifican la implementación de sistemas de almacenamiento de energía. En la actualidad, el SEN se caracteriza por una topología extensa que conecta eléctricamente regiones geográficamente separadas principalmente en dos niveles de tensión 500 kV y 220 kV. Sin embargo, la red enfrenta desafíos significativos en términos de transmisión, especialmente en tramos que se ven congestionadas dada la alta demanda de consumo y la alta penetración de energía renovable variable. Esto provoca disparidades en los costos marginales de energía entre barras del sistema (desacoples), generando ineficiencias en la operación y oportunidades para la implementación de un modelo de negocio asociado a la compra y venta de energía bajo el modelo arbitraje de energía (compra de energía a bajo precio; venta de energía a un precio mayor que el comprado). Chile, ha avanzado considerablemente en la descarbonización del sistema integrando de manera sostenida centrales de energía renovables variable en su matriz energética, destacando la energía solar y eólica. No obstante, la naturaleza intermitente de estas fuentes plantea desafíos para la estabilidad del sistema. Así. los sistemas de almacenamiento de energía mediante el uso de baterías (BESS), surgen como una solución, permitiendo almacenar excedentes de energía e inyectar energía cuando la demanda es alta o la generación es baja. Por otra parte, la infraestructura de transmisión en Chile, robusta en ciertas áreas, presenta limitaciones a nivel de potencia que impiden una transmisión de la energía adaptada a la demanda requerida. Las distancias geográficas y las barreras naturales complican el transporte eficiente de electricidad desde las regiones generadoras hasta los centros de consumo, es por lo anterior, que un BESS transportable podría desplazarse y apoyar en los tramos específicos del sistema, siendo atractivo para la inversión(...).

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