Depósito Campus Vitacura

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Análisis comparativo de emisiones de CO₂ equivalentes en edificaciones universitarias: caso del Edificio de Ciencias y el Aulario B en el Campus Curauma de la PUCV
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) Radrigán Valencia, Daniel Gonzalo; Departamento de Industrias; Gárate Chateau, María Pilar
En el marco del Plan de Desarrollo Estratégico Institucional 2023-2029, la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV) se plantea como meta transitoria avanzar hacia la carbono neutralidad al año 2030. Este estudio tiene como propósito comparar las emisiones de CO₂ equivalente generadas por dos edificios del campus Curauma: el Edificio de Ciencias (en operación) y el Aulario B (proyectado para entrar en funcionamiento en marzo de 2026). La metodología empleada combina datos históricos del edificio existente con estimaciones proyectadas del nuevo edificio, evaluando consumos de agua potable, electricidad y Gas Licuado de Petróleo (GLP), y convirtiendo estos consumos en emisiones de gases de efecto invernadero mediante factores estándar de conversión. Los resultados muestran que el Aulario B logra una reducción global de emisiones equivalente del 21,8% por metro cuadrado construido en comparación con el Edificio de Ciencias. En cuanto al consumo de GLP, se estima una disminución del 77,6%, dada la eliminación del uso de calderas para climatización y su reemplazo por sistemas eléctricos más eficientes. El uso de energía eléctrica también se optimiza, con una baja del 11,2% gracias a la incorporación de climatización en base a Chillers con tecnología Inverter, luminarias LED y controles automáticos. En el ámbito hídrico, las emisiones asociadas al consumo de agua potable se reducen un 31,2% mediante grifería eficiente y la reutilización de aguas grises para riego, y el factor de recuperación del agua disminuye de 0,885 a 0,75 reflejando una menor proporción de agua vertida al alcantarillado. Estos resultados indican que las mejoras en eficiencia energética, la transición a sistemas eléctricos más avanzados y la gestión responsable del recurso hídrico pueden contribuir de forma sustancial a la reducción de la huella institucional de carbono, alineándose con los objetivos estratégicos de la PUCV. Cabe mencionar, que en el ámbito económico, las mejoras no son rentables asumiendo sólo ahorros de consumos de servicios, pero esta situación podría cambiar considerando otros aspectos como el aumento de la matrícula de alumnos.
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 de calidad del servicio eléctrico nacional: lecciones del apagón 25f y su impacto en la confiabilidad del SEN
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-01-05) Naim Águila, Miriel Said; Gómez Muñoz, Simón Mathías; Departamento de Industrias; Gárate Chateau, María Pilar
El presente estudio analiza las deficiencias en la gestión de calidad del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) evidenciadas durante el apagón ocurrido el 25 de febrero de 2025 (25F), y evalúa su impacto en la confiabilidad del suministro eléctrico. El evento expuso vulnerabilidades estructurales significativas, afectando a millones de usuarios y revelando brechas en la planificación, operación y regulación del servicio eléctrico chileno. Los resultados indican que el apagón no fue un incidente aislado, sino el reflejo de debilidades sistémicas profundizadas a lo largo del tiempo. En términos de indicadores de calidad, el SEN presenta niveles de SAIDI y SAIFI considerablemente superiores a los de países miembros de la OCDE, con interrupciones que alcanzan decenas de horas anuales frente a minutos registrados en naciones referentes. Entre los factores críticos destacan maniobras no autorizadas en la red de transmisión, falta de estandarización en protocolos operativos, pérdida de visibilidad en sistemas SCADA durante la contingencia y la ausencia de un sistema efectivo de control de fallos que promueva la mejora continua. A partir de este análisis, se proponen lineamientos estratégicos orientados a fortalecer la supervisión tecnológica y las comunicaciones para eliminar zonas operativas sin visibilidad; consolidar una cultura preventiva fundamentada en la estandarización y control riguroso de maniobras críticas; y promover la evolución del marco regulatorio mediante incentivos explícitos para la resiliencia y calidad del servicio, apoyándose en la legislación vigente orientada a la transición energética. Estas medidas buscan cerrar la brecha de confiabilidad del SEN respecto a estándares internacionales, transitando desde una gestión reactiva hacia un modelo preventivo y de calidad total en la operación del sistema eléctrico chileno.
Análisis de implementación de una planta desalinizadora en el Centro-Sur de Chile, alimentada por energía solar
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-09-10) Muñoz Vargas, Tomás Ignacio; Améstica Hernández, Gonzalo David; Departamento de Industrias; Gárate Chateau, María Pilar
La presente memoria aborda el problema de crisis hídrica que está afrontando Chile, centrándose en la macrozona Centro-Sur donde se destaca la región de O´Higgins como una de las más afectadas. Se plantea analizar la factibilidad técnica y económica de una desalinizadora destinada a agua de riego, para evidenciar la viabilidad de este tipo de proyectos como una fuente hídrica alternativa. Mediante un análisis técnico, se definió como caso de estudio un pequeño predio agrícola con un requerimiento hídrico de aproximadamente 2.690 m^3/día, para lo cual se consideraron los equipos de desalinización, transporte, almacenamiento y generación eléctrica, siendo esta última la principal fuente de autogeneración sustentable. A este diseño se sumó la estimación de los gastos operacionales asociados a los equipos, junto con la dotación de personal necesaria para la operación, mantención y administración de la planta. Todo lo anterior fue evaluado bajo el marco legal aplicable a proyectos de alto impacto ambiental (Ley 19.300), que regula actividades como la captación, el vertido y la calidad del agua a utilizar en la zona. Finalmente, la rentabilidad se evaluó mediante la proyección de un flujo de caja descontado, utilizando como indicador principal el VAN. El resultado fue negativo, evidenciando que, debido al alto costo de inversión y operación, el precio requerido para el agua resultaría muy superior al valor que actualmente se paga en el sector agrícola. Se concluye que, pese a la condición hídrica que experimenta el país, un proyecto de desalinización de las dimensiones propuestas no logra ser rentable económicamente. Es posible expandir el alcance del proyecto a un ámbito urbano, disponiendo de agua potable para comunidades con escasez crítica, pero bajo las condiciones actuales el agua de riego no representa un elemento lo suficientemente valorizado, como para justificar una desalinizadora.
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.
Análisis de resiliencia del sistema eléctrico nacional ante el proceso de descarbonización y propuesta para la incorporación de tecnologías de almacenamiento
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-12-10) Carrasco Cavieres, Pablo Esteban; Améstica Hernández, Gonzalo David; Departamento de Industrias; Garate Chateau, María Pilar
La presente tesis analiza cómo las tecnologías de almacenamiento pueden fortalecer la resiliencia del Sistema Eléctrico Nacional en un contexto de descarbonización acelerada y alta penetración de ERNC. El estudio se basa en un diagnóstico del sistema, el análisis del apagón del 25 de febrero de 2025, la revisión de métricas internacionales de resiliencia y una evaluación técnica comparativa de alternativas de almacenamiento. El diagnóstico mostró una creciente dependencia de la generación fotovoltaica y una reducción de la potencia firme debido al retiro de centrales térmicas. Aunque el sistema opera de manera confiable, su capacidad para enfrentar perturbaciones críticas es limitada. El evento de 2025 lo evidenció, con una caída casi instantánea y más de 24 horas para recuperarse. La curva de resiliencia permitió describir este comportamiento e identificar las etapas donde se requieren refuerzos. Se evaluaron cuatro tecnologías de almacenamiento (BESS, hidrobombeo, baterías de Carnot y CAES), concluyéndose que ninguna es suficiente por sí sola, pero su combinación puede mejorar distintas fases de degradación y recuperación. Las BESS aportan en los primeros segundos por su respuesta instantánea; el hidrobombeo y los CAES son los más eficaces para sostener el suministro durante interrupciones prolongadas; y las baterías de Carnot representan una opción estratégica para reconvertir centrales térmicas. Con base en estos resultados, se elaboró una hoja de ruta en tres etapas: (I) fortalecimiento de la respuesta inicial y preparación para operar por islas; (II) incorporación de almacenamiento de larga duración; y (III) consolidación de un sistema de almacenamiento integrado en la planificación del SEN. El estudio concluye que incorporar explícitamente la resiliencia en la planificación energética es esencial para asegurar un sistema robusto y preparado para eventos críticos.
Análisis financiero para la implementación de movilidad eléctrica en el sistema de transporte público de buses del tipo BRT para la ciudad de Guayaquil, Ecuador
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-01) Pontón Véliz, Álvaro; Mansilla Caro, Patricio Alejandro; Departamento de Ingeniería Comercial; Ortega Blu, Rodrigo Augusto
El presente estudio evalúa la viabilidad financiera de incorporar buses eléctricos al sistema BRT de Guayaquil, considerando la proyección de demanda, estructura de costos, ingresos, financiamiento y análisis de sensibilidad. El análisis parte con el contexto actual del sistema BRT llamado “Metrovía”, la composición de la flota y las metas nacionales de electrificación, que proyectan la incorporación de 40.000 buses eléctricos al 2040. La evaluación incluye dos tipos de buses: articulados y alimentadores, con un Gasto de Capital (CAPEX) de $625.000 y $230.000 respectivamente, además de incluir infraestructura de carga y conexión eléctrica; a su vez, también se evalúa un escenario conjunto entre ambos tipos de buses. La proyección de demanda se estructura en función del crecimiento poblacional y uso del transporte público. Se considera 6 recorridos diarios de 35 km de distancia para buses articulados y 15 recorridos de 15 km para los de tipo alimentador. Los ingresos se estiman según las tarifas subsidiadas actuales del sistema e incluyen una proyección de pasajeros por tipo de usuario, alcanzando flujos anuales por bus articulado superiores a $57.000 en 2030 y $148.000 en 2036, posterior al término del pago del financiamiento. Para el bus alimentador se esperan flujos superiores a $45.000 desde el año 2036 y flujos superiores a $126.000 para el escenario conjunto después del año 2036. En el apartado financiero, la evaluación incorpora un esquema de financiamiento del 80% del CAPEX total, a financiar a una tasa del 11% anual durante diez años, con un año de gracia, lo que genera cuotas anuales de $93.190 para el bus articulado y $47.534 para el alimentador, y $142.170 en el escenario conjunto. En costos operacionales, destacan el costo energético, mantenimiento, personal y seguros, que muestran incrementos moderados en el horizonte de evaluación tanto para buses articulados como alimentadores. Los resultados financieros indican que el bus articulado obtiene un VAN de $521.765 y una TIR del 100%, mientras que el bus alimentador presenta un VAN de $45.951 y una TIR del 17%. En el escenario conjunto, que considera la integración tarifaria de los usuarios al utilizar ambos tipos de buses secuencialmente, se obtiene un VAN de $54.655 y una TIR del 12%, confirmando que la inversión es financieramente viable incluso bajo condiciones conservadoras(...).
Desarrollo e implementación de un sistema de gestión de activos bajo lineamientos NCH-ISO 55001. Energía - empresa de transmisión, Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2022-06) Flores Bernal, Alejandro Javier; Departamento de Industrias; Stegmaier Bravo, Raúl Enrique
Desde mediados del 2021 hasta diciembre del 2023, la empresa REDINTER llevó a cabo la implementación de un sistema de gestión de activos conforme a la normativa NCH-ISO 55001, en respuesta a las exigencias establecidas en el RPTD N°17, cuya fecha límite de cumplimiento fue marzo 2024. Este proceso fue liderado por la Gerencia de Gestión de Infraestructuras, específicamente por el Subgerente del área. La implementación contó con el apoyo de una empresa consultora especializada y se estructuró en diez hitos de trabajo, organizados en dos enfoques complementarios: técnico y estratégico. Los hitos técnicos involucraron la adopción de metodologías y herramientas propias de la gestión de activos, tales como criticidad, taxonomía, FMECA, RCM, y LCCA. Por otro lado, los hitos estratégicos se centraron en la definición de la política de gestión, el desarrollo del PEGA, la integración con el sistema de gestión corporativo y la planificación del ciclo de vida de los activos. Cada hito siguió una metodología estructurada que incluyó una fase teórica (revisión de mejores prácticas), una fase práctica (aplicación contextualizada en la empresa) y una fase normativa (alineamiento con los requisitos del RPTD N°17). La certificación ante un organismo acreditado fue necesaria para evidenciar un nivel de madurez 3 ante la Superintendencia de Electricidad y Combustibles (SEC). Dicha auditoría se realizó con éxito en octubre de 2023, y el informe final fue emitido en enero de 2024. Los positivos resultados del proceso de implementación motivaron a consolidar un sistema de gestión de activos a nivel LATAM, incorporando las concesiones de REDINTER Perú. Este documento presenta de manera integral el proceso de implementación, incluyendo sus fundamentos, estrategias, dificultades enfrentadas y lecciones aprendidas.
Economía circular y energía sostenible: modelo de negocios para tecnología basada en residuos con aplicación de la conversora de desechossolar
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-09) Reyes Canales, Adolfo Eduardo; Gatica Silva, Macarena; Departamento de Ingeniería Comercial; Acevedo Muller, Miguel
El presente trabajo aborda la necesidad de contar con modelos de negocios de tecnologías emergentes de generación energética a partir de residuos, bajo los principios de economía circular y sostenibilidad. Se propone un modelo de negocios que integra dimensiones técnicas, económicas, ambientales y estratégicas, orientado a apoyar la toma de decisiones de inversionistas, comunidades y entidades públicas en un contexto de transición energética. La metodología combina marcos analíticos tradicionales y herramientas de gestión empresarial, como el modelo Canvas y el análisis de las Cinco Fuerzas de Porter. Estas se articulan con un enfoque multicriterio que pondera atributos claves: eficiencia energética, escalabilidad, madurez tecnológica, reducción de emisiones, costos operacionales, compatibilidad regulatoria y generación de ingresos diversificados. De esta manera, el modelo trasciende las evaluaciones unidimensionales centradas en CAPEX o LCOE, incorporando la complejidad real de los proyectos de valorización de residuos. Como caso de aplicación se analizó la tecnología Conversora de Desechos Solar, una solución modular que integra energía solar con procesos termoquímicos para transformar residuos en electricidad, hidrógeno verde y subproductos valorizables (biochar, carbón activado, carbón black). Este enfoque multiproducto no solo amplía las fuentes de ingreso, sino que también reduce riesgos financieros y fortalece la resiliencia del modelo de negocio. El análisis demuestra que, en comparación con tecnologías como la gasificación, la pirolisis convencional o la biodigestión, la Conversora de Desechos Solar presenta ventajas en costos marginales, impacto ambiental y escalabilidad en la zona centro de Chile(...).
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 implementación de suelos inteligentes en terminales aéreas: caso de estudio en el aeropuerto internacional de Santiago
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) Sepúlveda Clavería, Felipe Andrés; Flores A., Álvaro; Departamento de Ciencias Aeronáuticas (ACA); Potters, Martinus Gerardus
El crecimiento sostenido del tráfico aéreo en el Aeropuerto Arturo Merino Benítez (AMB) plantea importantes desafíos en términos de sustentabilidad energética y experiencia del pasajero. Frente a este escenario, el presente estudio propone la implementación de un proyecto con una solución tecnológica innovadora para contribuir con los compromisos de carbono neutralidad y mejorar la infraestructura pública. El objetivo del proyecto es evaluar la factibilidad de implementar un sistema de eléctrico sustentable en las terminales de AMB basado en un suelo inteligente que es capaz de generar energía mediante el tránsito peatonal y que además es capaz de recolectar datos relevantes al flujo de pisadas. Junto a esto se buscará crear un espacio para la promoción de campañas publicitarias de manera sustentables. El sistema que se busca implementar está compuesto por módulos de baldosas inteligentes que transforman la energía cinética del paso de los pasajeros a electricidad útil. De este modo se integran pantallas QLED y sensores que permitan recolectar y visualizar datos como cantidad de pisadas, energía generada, horarios de mayor y menor flujo entre otros, reforzando así las dimensiones estadísticas, educativas, emocional y de marketing del proyecto. Para determinar la viabilidad del proyecto se realizó un análisis técnico de la instalación, como también de proyecciones de la demanda de pasajeros por cada terminal de AMB, un estudio legal sobre los aspectos del mismo que puedan influir en el proyecto como aranceles o impuestos y una evaluación financiera que concluyó ingresos esperados por la energía producida, publicidad y el valor que puede presentar un dato estadístico(...).
Estudio de prefactibilidad técnico – económico de un sistema fotovoltaico conectado a la red eléctrica
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10-24) Henríquez Cabrera, Javier Fernando; Departamento de Industrias; Demarco Bull, Rodrigo Andrés
El estudio realizado contiene el análisis técnico y financiero preliminar de dos posibles diseños para implementar un sistema fotovoltaico On-Grid en las instalaciones del Hospital de la Familia y la Comunidad de Laja. Este análisis tiene como fin presentar una alternativa a la generación de electricidad convencional, buscando el cuidado al medioambiente y fomentando la sustentabilidad. El primer capítulo del presente proyecto de tesis proporcionó una serie de antecedentes acerca del Servicio de Salud del Biobío. En el capítulo II se llevó a cabo un minucioso marco teórico en donde se explicaron los conceptos claves de la energía fotovoltaica. Así como también, se analizaron los principales componentes de una instalación fotovoltaica y se expuso acerca de los diferentes tipos de mantenimiento que permiten tener una instalación operativa de forma continua. Además, se presentó el marco legal que regula este tipo de instalaciones. En el capítulo III se dieron a conocer consideraciones fundamentales de diseño del sistema fotovoltaico, tales como la ubicación de la instalación, dimensiones a utilizar, consumos eléctricos del edificio y las condiciones climatológicas que se presentan en el lugar. En el capítulo IV se presentaron los escenarios de operación que el autor definió para el análisis de los sistemas fotovoltaicos diseñados. Se mostraron detalles de la simulación a modo de comparación y análisis. En el capítulo V se realizó una evaluación económica de los sistemas fotovoltaicos a través de diferentes criterios de evaluación económica. Además, se estimaron los costos de módulos fotovoltaicos e inversores estudiados, costos de los materiales y de montaje y los costos asociados a la instalación del sistema fotovoltaico. Por otro lado, se calcularon los ahorros (ingresos) de forma aproximada durante 20 años, considerando el costo de la energía ($/kWh), eficiencia del panel y la producción fotovoltaica por año (kWh). Se recomendó llevar a cabo el diseño del sistema fotovoltaico de 45 kWp que tiene una generación aproximada de 75.716 kWh al año de los cuales el 100% corresponde a consumo propio del edificio. Este sistema que tiene un costo total de $46.628.571 posee un periodo de recuperación de 7,4 años. En cuanto a lo económico, este diseño resultó ser el que posee el mayor VAN entre las alternativas estudiadas, generando una riqueza de $5.030.359 en un periodo de 20 años a una tasa de descuento del 10%.
Estudio de prefactibilidad técnico-económica para el mejoramiento del sistema de aire comprimido de AquaChile Planta Cardonal
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-12) Rivera Toledo, Felipe; Gárate Chateau, María Pilar; Departamento de Industrias; Stegmaier Bravo, Raúl Enrique
El sistema de aire comprimido de AquaChile Planta Cardonal constituye un componente crítico para la operación continua de los procesos de eviscerado, fileteado, envasado y transporte interno, abasteciendo a más de un centenar de actuadores neumáticos y equipos automatizados. El diagnóstico del sistema evidenció deficiencias estructurales y operativas relevantes, entre ellas la presencia de acumuladores sin certificación y con avanzado estado de corrosión, la ausencia de sistemas adecuados de secado y filtración en etapas, pérdidas de presión superiores a los valores recomendados, presencia de humedad en la red, fugas significativas y un trazado heterogéneo que no cumple con los requisitos sanitarios de la industria alimentaria. Estas condiciones generan fallas recurrentes en los actuadores neumáticos, variabilidad en las presiones de trabajo, aumento del consumo energético y costos crecientes de mantenimiento. En respuesta a esta problemática, se desarrolló una propuesta de rediseño integral del sistema, basada en la incorporación de acumuladores certificados bajo normativa ASME, la instalación de un secador FD260 VSD, sistemas de filtración coalescente, purgadores automáticos y una nueva red de distribución construida en acero inoxidable y aluminio anodizado. La red se configura en dos anillos cerrados, lo que permite mejorar la estabilidad de presión, reducir las pérdidas de carga y asegurar la calidad del aire comprimido conforme a los estándares ISO 8573-1 y NCh 2861. El diseño se sustenta en cálculos hidráulicos detallados, análisis de velocidades máximas admisibles, estimación de caídas de presión y una adecuada selección de materiales de acuerdo con la norma ASME B31.3. La inversión total requerida para la implementación del proyecto asciende a $61.451.620, mientras que los ahorros anuales proyectados alcanzan aproximadamente $15.300.000, derivados principalmente de la reducción de fugas, la disminución de la presión de operación, el menor consumo energético y la reducción de fallas en cilindros neumáticos. El análisis económico, considerando un horizonte de evaluación de diez años, arroja un valor actual neto (VAN) de $32.621.161, una tasa interna de retorno (TIR) del 21 % y un período de recuperación simple cercano a cuatro años. El análisis de sensibilidad confirma la viabilidad económica del proyecto incluso bajo escenarios conservadores. En términos técnicos y económicos, la propuesta resulta plenamente viable. El rediseño del sistema mejora significativamente la confiabilidad del suministro neumático, garantiza la calidad del aire requerida para procesos alimentarios, reduce los costos operativos y contribuye a la eficiencia energética de la planta, disminuyendo el costo total de propiedad en un 16,6 % respecto del sistema actual. En consecuencia, el proyecto constituye una solución sólida para asegurar la continuidad operativa y el desempeño sustentable de la instalación.
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(...).
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, 2025-07) 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.
Gestión de baterías de ion-litio fuera de uso en la electromovilidad chilena hacia 2060
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-11-21) Ramírez Becerra, María Fernanda; Departamento de Industrias; Gárate Chateau, María Pilar
En Chile, la reducción de emisiones asociadas a los gases de efecto invernadero se aborda mediante la Estrategia Nacional de Electromovilidad, la cual promueve una crecimiento progresivo del parque de vehículos eléctricos. Este proceso conlleva un incremento proporcional en el uso de baterías de ion-litio que una vez alcanzado el fin de su vida útil, generarán un volumen creciente de residuos que requerirá una gestión adecuada. La presente investigación desarrolla una proyección de generación de baterías fuera de uso (BFU) y propone el diseño de un sistema integral de gestión orientado a su trazabilidad, recolección y valorización. Para ello, se combina un enfoque de modelación cuantitativa, análisis normativo y planificación estratégica, con el objetivo de definir los lineamientos técnicos e institucionales necesarios para implementar en Chile un modelo de economía circular aplicable a las baterías de electromovilidad. A partir de los escenarios desarrollados, se estimó que la generación acumulada de BFU podría superar los 1,8 millones de toneladas al año 2060 en el escenario base, y alcanzar hasta 3,6 millones de toneladas en un escenario optimista, evidenciando un crecimiento exponencial correspondiente al aumento del parque vehicular eléctrico. En el escenario pesimista hay una menor cantidad de residuos proyectados con un volumen que asciende a 1,2 millones de toneladas, lo que confirma el desafío logístico y ambiental que enfrentará el país durante las próximas décadas(...).
Gestión de residuos de paneles solares en Chile: desafíos ambientales y rol de las políticas públicas en el fomento del reciclaje sustentable
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10-23) Toro Muñoz, Ariel Leandro; Departamento de Industrias; Gárate Chateau, María Pilar
El crecimiento acelerado de la capacidad solar en Chile, que a 2024 supera los 10 GW y seguirá aumentando hacia 2030, anticipa una ola significativa de residuos fotovoltaicos en las próximas dos décadas. Estos residuos presentan un volumen considerable, vida útil prolongada, presencia de materiales peligrosos y un alto potencial de valorización. La incorporación de los paneles fotovoltaicos en la Ley N.° 20.920, mediante la Resolución Exenta N.° 3.413/2025, constituye un hito regulatorio al reconocer este flujo emergente y establecer obligaciones específicas de gestión. A nivel nacional, persisten vacíos relevantes: ausencia de normas técnicas de tratamiento, falta de criterios de clasificación por peligrosidad, escasez de infraestructura de reciclaje y un bajo nivel de conocimiento ciudadano sobre las políticas y el reciclaje de PFV. Estas brechas limitan la eficacia del sistema REP y requieren respuestas integrales. El análisis comparado con experiencias internacionales en Europa (Alemania y Francia) y Asia (Japón) confirma que Chile debe avanzar hacia un modelo híbrido que combine trazabilidad efectiva, financiamiento sostenible e impulso a la innovación tecnológica, adaptando estas prácticas a su contexto. Asimismo, se identifican oportunidades para desarrollar modelos de negocio circulares en logística inversa, recertificación y valorización de materiales estratégicos. El estudio reconoce limitaciones asociadas a la falta de datos nacionales, la incertidumbre regulatoria y la ausencia de un análisis económico detallado de los modelos propuestos. Estas limitaciones orientan futuras investigaciones hacia la generación de información local, estudios de factibilidad, validación tecnológica y evaluación de la percepción social. En conclusión, la gestión de residuos fotovoltaicos debe asumirse como parte esencial de la transición energética hacia 2050. Solo con un marco regulatorio sólido, financiamiento adecuado, infraestructura especializada y participación social será posible transformar este desafío en una oportunidad para el desarrollo sustentable del país.
Investigación sobre la adopción de los vehículos electricos por personas naturales
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-05-19) Aceituno Díaz, Francisco ; Departamento de Industrias; Améstica Hernández, Gonzalo David
Esta tesis analiza la adopción de vehículos eléctricos de batería (BEV) por personas naturales en Chile desde una mirada integrada del mercado, las políticas y un modelo de proyección. Primero, caracteriza la oferta y la demanda: la canasta local se diversifica (SUV, sedanes, hatchbacks, camionetas) y el transporte público electrificado aporta aprendizajes en costos operacionales, mantenimiento y disponibilidad. Luego, describe la infraestructura de carga (pública/privada, AC/DC, distribución territorial)y sus cuellos de botella más frecuentes: capacidad de empalmes y permisos, plazos de tramitación y disponibilidad de técnicos certificados. En el plano regulatorio, revisa el entramado vigente —etiquetado de eficiencia, homologación y exigencias de seguridad, incentivos tributarios selectivos— y contrasta con experiencias internacionales que combinan subsidios a la compra con apoyos a la instalación de cargadores, útiles para cerrar brechas domésticas y acelerar la adopción. El componente cuantitativo entrega una métrica operativa para la planificación: con datos anuales 2018–2024, un modelo log-log estima que cada cargador adicional se asocia con un ≈0,27% de aumento en ventas futuras de BEV. Bajo un escenario con ~120 cargadores netos/año y desinflación gradual, las proyecciones sugieren un punto de inflexión después de 2030, cuando la densidad de red supera holgadamente los niveles de 2024. La ventana temporal acotada y registros aún incipientes de infraestructura limitan la precisión, pero no alteran la dirección de los resultados. A partir de ello, se recomiendan cuatro líneas: (1) actualizar la Estrategia Nacional de Electromovilidad con metas intermedias trazables y responsables definidos; (2) priorizar incentivos a la instalación de cargadores (en complemento a la compra de BEV); (3) agilizar estándares y certificaciones (p. ej., TE-6, Pliego Técnico N.º 15, criterios SEC); y (4) fortalecer capacidades técnicas y refuerzos de red donde sean críticos. El aporte central es un marco replicable que alinea mercado, regulación e inversión para una adopción ordenada rumbo a los hitos de 2035.
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.(...)