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Análisis de prefactibilidad técnica-financiera para la instalación de un parque eólico en la comuna de Taltal, región de Antofagasta
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06-23) Balaic Guerrero, Slauko Davor; Departamento de Industrias; Gárate Chateau, María Pilar
El presente estudio analiza la prefactibilidad técnica y financiera para la implementación de un parque eólico en la comuna de Taltal, Región de Antofagasta, Chile. A partir de datos meteorológicos de libre acceso, modelación estadística con distribución de Weibull y simulaciones energéticas en Python, se identificó un recurso eólico de alta calidad con velocidades promedio anuales superiores a 9 m/s, óptimo para la generación eléctrica con aerogeneradores de clase II. Se evaluaron tres modelos tecnológicos: Vestas V150-4.2 MW, Siemens Gamesa SG 5.0-145 y Nordex N163/5.X. Se proyectaron indicadores clave como energía anual estimada (AEP), factor de planta, valor actual neto (VAN), tasa interna de retorno (TIR), costos de inversión (CAPEX), costos operacionales (OPEX) y flujo de caja a 20 años. El modelo Vestas mostró la mejor relación rentabilidad-riesgo, con un VAN de 7,4 millones USD, una TIR del 19,2 % y un factor de planta del 46,7 %, acompañado del menor costo operativo y bajo riesgo logístico. Se integró un Índice Compuesto de Rentabilidad-Riesgo (ICRR) para ponderar variables técnicas, financieras y logísticas, destacando al modelo Vestas como la alternativa más sólida en el contexto geográfico y económico de Taltal. Además, se plantearon recomendaciones para optimizar la implementación del proyecto, como la instalación de torres de medición, inicio temprano del Estudio de Impacto Ambiental (EIA), negociación de contratos O&M con cláusulas de disponibilidad, y estrategias de participación comunitaria. El proyecto se alinea con los objetivos de la Política Energética Nacional Chile 2050, contribuyendo a la diversificación de la matriz energética, al uso sostenible de recursos renovables no convencionales y a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, consolidando a Taltal como un nodo estratégico en la transición energética del país.
Factibilidad de adopción de tecnología basada en hidrógeno verde como vector energético en el sector industrial del área metropolitana del “Gran Concepción”
(Universidad Técnica Federico Santa María, 0025-07) Uribe Améstica, Boris Andrés; Departamento de Industrias; Demarco Bull, Rodrigo Andrés
La región del Bío Bío destaca por su histórico rol industrial, su matriz energética diversificada (hidroeléctrica, biomasa, combustibles fósiles y una incipiente generación eólica) y su infraestructura portuaria estratégica. Estas características la posicionan con un alto potencial para el desarrollo del hidrógeno verde, especialmente en sectores intensivos en energía como la celulosa, el cemento, la petroquímica y la fabricación de vidrio. El presente trabajo tiene como objetivo analizar las condiciones técnicas y productivas del sector industrial del área metropolitana del Gran Concepción, con el fin de identificar aquellos rubros/empresas con mayor factibilidad de adoptar tecnologías basadas en el hidrógeno verde. Este trabajo se enmarca en un enfoque exploratorio y descriptivo, considerando el creciente interés nacional por la descarbonización de procesos industriales y la transición hacia energías limpias. A partir de un análisis cualitativo de fuentes secundarias, se identificaron siete empresas industriales representativas (Cementos BíoBío, Papeles Bío Bío, Masisa, Vidrios Lirquén, Inchalam, Petroquím y Oxy), evaluando su matriz energética, infraestructura instalada y grado de preparación para una reconversión tecnológica. Se observó que aquellas que ya operan con gas natural o utilizan vectores energéticos gaseosos presentan claramente una mayor viabilidad para integrar el hidrógeno verde. Asimismo, se analizó el rol de ENAP como productor de hidrógeno gris en Chile, y el caso de su planta en Hualpén como infraestructura clave para una transición progresiva hacia el 𝐻!𝑉. También se identificaron desafíos relevantes, entre ellos el alto costo actual del hidrógeno verde y la necesidad de adecuaciones técnicas. Finalmente, esta investigación propone una línea base territorial e industrial que pueda orientar a quienes toman decisiones, empresas y formuladores de políticas públicas en la identificación de sectores prioritarios y estrategias de implementación gradual del hidrógeno verde en el Gran Concepción.
Linealización funciones de costos de combustible mediante aproximación lineal por tramos en un problema de unit commitment
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06-26) Peña Casas-Cordero, Javier Arturo; Salgado Valenzuela, Esteban Andrés; Departamento de Industrias; Mena Bustos, Rodrigo Andrés
Este trabajo aborda el problema de Unit Commitment (UC) en sistemas eléctricos modernos, con un enfoque en la optimización de costos operativos y la integración eficiente de energías renovables. El UC es una herramienta crucial en la operación de sistemas eléctricos, cuyo objetivo es determinar la programación óptima de encendido y apagado de unidades generadoras para satisfacer la demanda de energía de manera económica y confiable. La creciente penetración de energías renovables, como la eólica y solar, ha añadido una mayor complejidad al UC, debido a su naturaleza intermitente y dependiente de factores climáticos. El estudio se centra en la linealización de las funciones de costos de combustible, que tradicionalmente se modelan de forma cuadrática, para convertir el problema de UC en un modelo más manejable computacionalmente, utilizando Programación Lineal Entera Mixta (MILP). El objetivo general es desarrollar un modelo de UC con las funciónes de costos linealizadas mediante la técnica de Piecewise Upper Linear Approximation (PUA), que permite aproximar las funciones cuadráticas originales mediante segmentos lineales. Los objetivos específicos incluyen investigar y modelar el problema de UC, implementar el modelo en Python usando Pyomo, y comparar la precisión y la reducción de tiempo de cómputo a medida que se aumenta el número de tramos. El UC es un problema de optimización entero mixto que implica decisiones binarias (encendido/apagado de unidades) y variables continuas (potencia generada). Las funciones de costos cuadráticas han sido preferidas en la formulación tradicional por su capacidad para capturar de manera realista la relación no lineal entre la potencia generada y el consumo de combustible. Sin embargo, estas funciones incrementan la complejidad computacional, convirtiendo el UC en un problema de Programación Cuadrática Entera Mixta (MIQP), lo que lo hace más costoso y difícilde resolver. Para abordar esta limitación, la linealización por tramos transforma el problema en un modelo de MILP, que es más tratable computacionalmente. El modelo de UC propuesto emplea la técnica de PUA para las funciones de costos de combustible, dividiendo el rango de generación en segmentos lineales. Se definen condiciones de linealización para asegurar que la aproximación represente adecuadamente la función cuadrática original.(...)
Plan de implementación de la norma ISO 14064-1:2018 en aerolíneas menores a 10 toneladas; caso aplicado Aerocardal
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Palacios Briones, Matías Gonzalo; Lobos Flores, Leonardo Ignacio; Departamento de Ciencias Aeronáuticas (ACA); Potters, Martinus Gerardus
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo central el diseño de un plan de implementación de un sistema de medición, gestión y reporte de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en la empresa nacional de aviación ejecutiva Aerocardal, tomando como base la normativa internacional ISO 14064-1:2018. Este proyecto buscar abordar una brecha estructural de operadores aéreos no regulares en Chile, los cuales, a diferencia de las aerolíneas comerciales a gran escala, no cuentan con herramientas técnicas ni procesos sistematizados que les permitan cuantificar ni comunicar adecuadamente su huella de carbono organizacional. La motivación de este trabajo surge a partir de un mercado global creciente en cuanto a presión regulatoria, institucional y comercial hacia la sostenibilidad empresarial. Normativas como el programa CORSIA impulsado por la OACI, la ley Marco de Cambio Climático (Ley N° 21.455), y los compromisos internacionales de carbono neutralidad al 2050, han situado a la gestión ambiental como un eje estratégico para todos los sectores productivos. En este marco, la aviación, pese a representar un 2,4% del total de las emisiones globales, es considerada un sector sensible por su alta intensidad energética y limitada disponibilidad de alternativas tecnológicas limpias. Si bien compañías como LATAM y Sky han incorporado reportes públicos y sistemas de medición bajo estándares como GHG Protocol, operadores más pequeños como Aerocardal no cuentan con una estructura similar, quedando en desventaja ante licitaciones, alianzas, o procesos de fiscalización ambiental. La metodología de aplicación se estructuró en cinco fases principales: (1) Diagnóstico y preparación, que incluyó la identificación de fuentes de emisión, límites organizacionales, y responsables internos del proceso. (2) Cuantificación y categorizaciones de emisiones, aplicando factores de emisión IPCC y fuentes nacionales. (3) Desarrollo del inventario organizacional conforme a ISO 14064-1, para el año base 2024. (4) Generación del informe organizacional e implementación de controles de calidad y (5) Capacitación interna y diseño de un sistema de mejora continua con definición de indicadores clave de desempeño ambiental (KPI). Las fuentes contempladas se clasificaron según los Alcances 1 y 2 definidos en la norma, considerando consumo de Jet A1 en aeronaves, diésel en vehículos terrestres, uso de GPU, consumo eléctrico en hangares y oficinas, y uso de gases refrigerantes.(...)