Depósito Campus Casa Central Valparaíso

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Acople DC-DC con ripple regulable entre sistema fotovoltaico y electrolizador para producción de hidrógeno verde
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-05-27) Sessarego Ramírez, Ítalo Silvio; Rojas Monrroy, Christian Alexis; Departamento de Electrónica; Kouro Renaer, Samir Felipe
La capacidad del ser humano para progresar y avanzar de forma tecnológica ha marcado varios puntos clave en el transcurso de la historia, desde simples invenciones hasta otras revolucionarias. En la actualidad, el desarrollo sigue constante y uno de los mayores puntos de apoyo para hacer posible dicho avance corresponde a la presencia del combustible, ya que varios procesos industriales y cotidianos han requerido el uso de combustibles para el desarrollo del día a día. Sin embargo, dado que el combustible fósil corresponde a un recurso natural con una cantidad limitada en el planeta, su combustión también afecta de forma crítica al medio ambiente. Es ahí donde se integran las energías renovables, ya sean eólicas, solares, hidráulicas, entre otras, siendo estas las principales. Gracias a la motivación de pasar a combustiones más amigables para el medio ambiente, entra en el campo el hidrógeno verde, dicho recurso corresponde a un método de almacenamiento de energía, cuya producción y combustión están libres de emisiones de carbono hacia el medio ambiente. Su producción es efectuada mediante el proceso de electrólisis, donde se ocupan las energías renovables como fuentes de energía para el proceso de producción. Este estudio busca conseguir un modelo de conversión de energía que permita realizar una conexión directa entre el sistema fotovoltaico y el electrolizador, con el objetivo de alargar la vida útil del electrolizador mediante control de rizado de corriente, sin afectar los niveles de producción.
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 ciclo de vida comparativo de la producción de hidrógeno verde en Chile: energía eólica en Magallanes vs energía solar fotovoltaica en Antofagasta, basado en el proyecto HNH Energy
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-03) Cerda Aliste, Victoria Belén; Meza, Roberto; Departamento de Química y Medio Ambiente; Ortiz Rojas, Adrián Enrique
En el presente estudio se evalúan y comparan los impactos ambientales asociados a la producción de hidrógeno verde purificado mediante electrólisis alcalina en Chile, utilizando la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV). Se define como impacto el valor que toman las categorías de impacto ambiental; en este caso se evalúan diez: calentamiento global (GW), formación de ozono - salud humana (OFHH), formación de ozono - ecosistemas terrestres (OFTE), acidificación terrestre (TA), eutrofización de agua dulce (FEU), eutrofización marina (MEU), uso de suelo (LU), escasez de recursos minerales (MRC), escasez de recursos fósiles (FRS) y consumo de agua (WC). El sistema se modela con un enfoque de la cuna a la puerta, considerando una unidad funcional de 1 kg de H₂ purificado, integrando las siguientes etapas de la cadena de valor del hidrógeno verde: generación de energía renovable, suministro de agua, electrólisis alcalina y purificación. Se construye un inventario basado en documentación del proyecto HNH Energy, complementado con fuentes bibliográficas y procesos de fondo de Ecoinvent v3.11, e implementado en OpenLCA versión 2.5. El objetivo es contrastar dos configuraciones territoriales de suministro eléctrico: Caso 1 de energía eólica en la Región de Región de Magallanes y Caso 2 de energía solar fotovoltaica (FV) en la Región de Antofagasta. A partir de los resultados obtenidos se determina que, para ambos casos, el desempeño ambiental se encuentra dominado por la etapa de generación de energía renovable. En el Caso 1, la etapa de generación de energía eólica domina la mayoría de las categorías de impacto evaluadas (60-77%), mientras que en el Caso 2 la generación solar presenta una dominancia significativamente mayor (70-98%). A su vez, el sistema de almacenamiento de energía BESS(...).
Análisis de impacto económico para los chilenos por reemplazo de vehículos tradicionales a vehículos eléctricos
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-09) Cortés Valenzuela, Ignacio Alonso; Urrutia Mundaca, Andrea Cristina; Departamento de Ingeniería Comercial; Rubio Romero, Patricio
Actualmente los altos niveles de contaminación son un tema de preocupación en Chile y el mundo, es por esto por lo que se han propuesto nuevas formas de funcionamiento y la innovación en busca de nuevas tecnologías. Una de estas nuevas tecnologías es la Electromovilidad, que corresponde a la implementación de vehículos eléctricos, característicos principalmente por no producir emisiones de gases contaminantes para el medioambiente. Este tipo de tecnología ha revolucionado el mercado automotriz, logrando que las marcas comiencen a invertir más en la fabricación de estos tipos de vehículos. Se ha demostrado que la aplicación de estas tecnologías genera un impacto positivo para el medioambiente y la calidad de vida futura. Sin embargo, aún presenta barreras que dificultan su correcta aplicación en muchos países, entre ellos se encuentra Chile. En este estudio se busca identificar si la población en Chile se encuentra en condiciones económicas y ver que tan dispuestos se encuentran para adaptarse a estas nuevas formas de transporte, identificando que tanto se verán afectados económicamente debido a las diferencias en los costos de adquisición en comparación de los vehículos convencionales. Esto con el fin de determinar la viabilidad de la implementación y en base a esto generar propuestas de mejora, que permitan disminuir la carga económica que significa para las personas y una implementación más eficiente de las estrategias a nivel nacional.
Análisis de la caída de presión en placas de orificio en fluido newtoniano y no newtoniano mediante métodos numéricos
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-11) Cárcamo Morales, Sebastián; Cooper Villagran, Christopher; Pérez Obreque, Javier; Departamento de Ingeniería Mecánica; Cisternas Fernández, Martín
La presente memoria analiza la caída de presión generada por un fluido newtoniano (agua) y un fluido no newtoniano (Bingham) al atravesar placas de orificio con distintas relaciones de obstrucción β. El objetivo principal es cuantificar y comparar la disipación de presión entre ambos fluidos, evaluando cómo la geometría del orificio y la reología del fluido afectan el desarrollo del flujo. Este estudio busca contribuir a la comprensión de los efectos viscoplásticos en sistemas de transporte hidráulico, con aplicación directa en la industria minera. La geometría base corresponde a una sección de tubería con un diámetro de 180 mm y una longitud total de 4509 mm, donde se implementaron placas de orificio con valores de β: 0.20, 0.25, 0.30, 0.40 y 0.50. Los modelos se diseñaron en el software FreeCAD y se mallaron con snappyHexMesh, aplicando refinamientos en la zona del orificio. Se utilizaron mallas entre 90 000 y 530 000 celdas, asegurando parámetros de calidad adecuados para garantizar la estabilidad numérica del cálculo. El posprocesamiento de resultados se efectuó en ParaView. Las simulaciones se desarrollaron en régimen permanente, con flujo incompresible y una velocidad de entrada uniforme de 1.5 m/s. El solver utilizado fue pimpleFoam, adecuado para flujos transitorios acoplados, utilizando el modelo de turbulencia k–omega SST. Se realizó un análisis de sensibilidad variando la obstrucción β para evaluar su influencia sobre la pérdida de carga. Los resultados obtenidos mostraron que, para el fluido newtoniano, la caída de presión disminuye de forma cuadrática desde 1862 Pa en β: 0.2 hasta 33 Pa en β: 0.5. En el caso del fluido bingham, las pérdidas alcanzaron 2209 Pa para β: 0.2 y 43 Pa para β: 0.5, presentando entre un 17 % y 30 % mayor disipación respecto al fluido newtoniano. Las pérdidas de presión se ajustaron a una relación del tipo ΔP: aβ² + bβ + c, con un coeficiente de correlación R² aproximado de 0.945 para ambos fluidos. Respecto al análisis de recirculación, indicó que las longitudes en el caso bingham son hasta un 72 % superiores, alcanzando 0.85 m para β: 0.2, mientras que el newtoniano se estabiliza en torno a 0.50 m. En conclusión, el modelo numérico reprodujo con precisión el comportamiento hidráulico de placas de orificio para fluidos newtonianos y viscoplásticos, validando su aplicación industrial como herramienta confiable para estimar pérdidas de presión en sistemas de transporte de agua y pulpas.
Análisis de la calidad del servicio y mejoramiento del sistema de protecciones para la planta Cemento Melón LCA considerando el cambio en el nivel de tensión propuesto por la empresa en el mediano plazo y el ingreso de generación distribuida
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Bolívar Rodríguez, Sergio Ignacio; Montaña Chaparro, Johny Hernán; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Hinojosa Mateus, Víctor Hugo
La presente memoria de titulación desarrolla un estudio integral orientado a mejorar la calidad del servicio eléctrico y la coordinación del sistema de protecciones de la planta Cemento Melón LCA, considerando cambios operativos proyectados a mediano plazo. Estos cambios incluyen el reemplazo de equipos en 44 kV con vida útil sobrepasada, la migración a un nivel de 12 kV y la futura incorporación de una planta fotovoltaica PMGD en la red de 66 kV. El trabajo tiene por objetivo asegurar la continuidad de suministro, la seguridad del sistema y el cumplimiento de la normativa vigente, para lo cual se implementó un modelo eléctrico detallado en DIgSILENT PowerFactory, evaluando un horizonte de diez años bajo distintos escenarios de demanda, penetración renovable y contingencias definidas por el criterio N-1. La metodología abarcó estudios de flujos de potencia, cortocircuito y coordinación de protecciones, complementados con una evaluación técnico-económica. Los resultados evidencian que, en escenarios de alta demanda, se producen caídas de tensión que superan los rangos permitidos por norma. La solución planteada consiste en inyectar 10,8 MVAR de potencia reactiva en 66 kV, lo que restituye los niveles de tensión normativos, aunque provoca sobrecargas en transformadores y líneas, sugiriendo la necesidad de refuerzos de infraestructura en el mediano plazo. Los estudios de cortocircuito muestran que las modificaciones propuestas no incrementan de forma significativa las corrientes de falla, manteniéndose dentro de la capacidad de interrupción de los equipos existentes. En cuanto a la coordinación de protecciones, se detectaron desajustes en las funciones de sobrecorriente y de distancia, además de falta de selectividad entre transformadores en paralelo. Se propusieron nuevos ajustes (ANSI 50/51, 51N, 21) y la incorporación de lógicas de bloqueo basadas en IEC 61850 GOOSE, logrando mejorar la confiabilidad y la seguridad del sistema. Finalmente, la evaluación económico-financiera, aunque arrojó un VAN negativo en el escenario base, reveló mediante análisis de sensibilidad que, con mayores ahorros anuales en mantenimiento, pérdidas y costos de falla, el proyecto podría alcanzar rentabilidad positiva. Pese a ello, se concluye que las mejoras técnicas resultan imprescindibles para la continuidad operativa y el cumplimiento de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (NTSyCS) y los criterios del Coordinador Eléctrico Nacional (CEN).
Análisis de la factibilidad de realizar carga vehicular lenta utilizando un inversor comercial y paneles solares
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-06) Pandelara Elgueta, Fernanda Jesús; Lezana Illesca, Pablo Andrés; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Norambuena Valdivia, Margarita Andrea
El presente trabajo evalúa la factibilidad de realizar carga vehicular lenta utilizando un inversor comercial DC/DC/AC alimentado desde un arreglo fotovoltaico de escala doméstica, sin recurrir a equipamiento especializado ni sistemas de almacenamiento de gran capacidad. El estudio abarca el análisis de la electrónica de potencia involucrada, el diseño e implementación de un modelo de simulación y la validación experimental del sistema bajo condiciones reales de operación. Se realizó una inspección física del inversor Axpert VP 2000-24 con el fin de identificar sus topologías internas, verificándose la presencia de un convertidor elevador DC/DC con MPPT integrado y un inversor monofásico en puente H con filtro LC de salida. A partir de este análisis, se desarrolló un modelo eléctrico equivalente implementado en PLECS, que integra el arreglo fotovoltaico modelado mediante el circuito de diodo único, el convertidor boost controlado mediante el algoritmo Perturb & Observe, un bus DC representado por un condensador de alta capacidad (C = 10 F, V₀ = 400 V) para emular el comportamiento de una batería y el inversor en puente H con control PI en cascada y modulación PWM unipolar. Los resultados de simulación confirmaron que el sistema es capaz de entregar 1975,2 W a una carga resistiva equivalente al consumo de un cargador de vehículo eléctrico, con una tensión de salida de 220,36 Vrms y un error de regulación inferior al 0,2 %. El balance de potencia arrojó una eficiencia global de 99,88 %. En este escenario, el arreglo fotovoltaico aportó apenas el 5,41 % de la energía total (107,1 W de 1977,5 W), siendo el condensador del bus DC la fuente principal de energía por diseño, ya que la lógica del sistema consiste en transferir la energía solar acumulada en el bus DC hacia la carga a través del inversor y no en alimentar la carga directamente desde los paneles en tiempo real. La validación experimental se realizó en dos etapas(...).
Analisis de la resistencia al tracking de probetas de silicona bajo corriente continua y diferentes condiciones ambientales emuladas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) Núñez Araya, Osvaldo Esteban; Ardila Rey, Jorge Alfredo; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Schurch Brandt, Roger Steffan
La consolidación de un proyecto HVDC en Chile obliga a comprender con mayor profundidad el desempeño de los aisladores poliméricos expuestos a tensión continua en entornos áridos y salinos. En este contexto, la presente memoria estudia la resistencia al {tracking} y a la erosión de un compuesto de silicona HTV cuando actúan, de forma combinada, la polaridad del sistema, distintos niveles de contaminación superficial y el envejecimiento por radiación ultravioleta. El trabajo se justifica por la ausencia de datos públicos para condiciones locales y porque las normas IEC vigentes siguen basadas, en gran medida, en ensayos bajo corriente alterna. La investigación se estructura en tres etapas. Primero, se revisa la literatura técnica para identificar procesos normados que se puedan aplicar en línea con la investigación, para que todo lo realizado sea replicable en cualquier laboratorio y por todo el que lo requiera. En la segunda etapa se adapta el método de plano inclinado a un esquema DC de {$\pm$3.5}{kV}, se implementa un protocolo reproducible de deposición contaminante (clases E2, E3 y E5) y se acelera el envejecimiento mediante una dosis controlada de radiación UV equivalente a varios días de exposición real en el norte de chile. Se registran corrientes de fuga, pérdida de masa, cambios en la hidrofobicidad superficial y se inspecciona la integridad de los electrodos. Los resultados confirman que la severidad del fenómeno depende de la sinergia entre los tres factores estudiados. Bajo polaridad positiva se observan corrientes de fuga y tasas de erosión notablemente superiores a las registradas en polaridad negativa, mientras que la contaminación severa provoca incrementos sustanciales en los picos iniciales de corriente y acelera la pérdida de hidrofobicidad. El envejecimiento UV modifica las propiedades superficiales de la silicona y, al combinarse con contaminación salina, genera trayectorias de carbonización más extensas y profundas. Se constata, además, daños en los electrodos metálicos, lo que introduce un nuevo escenario de riesgo que suele omitirse en las evaluaciones convencionales centradas sólo en el polímero(...).
Análisis de la situación actual del mercado eléctrico chileno, sus principales desafíos y potenciales soluciones de cara a una matriz 100% renovable al 2050
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-09) Vargas Moreno, Sergio Igor; Paredes Buzeta, Lorena Andrea; Valenzuela Oyaneder, Lionel AndrÉs; Departamento de Ingeniería Comercial; Tapia Gertosio, Juan Francisco
El mercado eléctrico chileno ha avanzado significativamente durante la última década en el proceso de descarbonización de su matriz energética, donde a diciembre de 2024, con una capacidad instalada total de 38,9GW, las energías renovables no convencionales (ERNC) representan aproximadamente el 51% de la capacidad instalada en el Sistema Eléctrico Nacional (SEN) (Acera, 2025). Muchas han sido las empresas multinacionales / inversionistas que han arribado al país atraídos por su gran estabilidad económica, clara regulación en materia energética, políticas públicas sólidas de largo plazo y sin duda por el gran recurso con el que cuenta; alta irradiación en el norte y centro y muy buena velocidad de viento en general, todas estas características que se constituyen como ingredientes claves para la obtención de proyectos con interesantes retornos para los inversionistas. El país ha crecido de manera constante en materia de inversión energética durante los últimos años, lo que se puede constatar a través del reporte emitido en noviembre del 2023 por Bloomberg New Energy Finance, en el cual se ubica a Chile en el tercer lugar entre los mejores países emergentes para invertir en energías renovables, ranking liderado por India y China Continental y con Filipinas y Brasil en tercer y cuarto lugar respectivamente (Bloomberg, 2023). En el 2024, Chile atrajo inversiones en energía limpia por US$5.695 millones, lo que se debe principalmente a su sector eléctrico bien estructurado, que cuenta, entre otros, con subastas de energías renovables para contratos estandarizados de compra de energía (PPA) denominados en dólares estadounidenses, así como la posibilidad de que los desarrolladores firmen contratos bilaterales fuera del mercado regulado con grandes consumidores (ACERA, 2025)(...).
Análisis de los requisitos técnicos y normativos necesarios para la implementación de tecnologías del tipo Grid forming en Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-09) Vattier Reyes, Anaís Samantha; Huerta Soto, Guillermo; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Gil Sagas, Esteban Manuel
La transición energética que enfrenta Chile ha impulsado una alta penetración de Energías Renovables Variables (ERV), principalmente solar y eólica, gracias a sus condiciones geográficas privilegiadas. Si bien este proceso representa un avance hacia un sistema eléctrico más limpio y sustentable, también ha generado desafíos técnicos importantes para la operación segura y estable de la red. Uno de los principales problemas radica en la creciente presencia de recursos basados en inversores (IBR), que, a diferencia de los generadores síncronos tradicionales, no aportan inercia al sistema, reduciendo su capacidad para resistir perturbaciones de frecuencia o tensión. En este contexto, surgen tecnologías del tipo Grid forming (GFM) como una alternativa prometedora para enfrentar dichos desafíos. A través de esquemas de control que permiten a los IBR comportarse como fuentes de tensión, los sistemas GFM pueden contribuir activamente a la estabilidad de frecuencia, soporte de tensión, sincronismo y capacidad de respuesta ante fallas, incluso en redes débiles o de baja inercia. No obstante, su implementación a nivel nacional requiere de un marco normativo y regulatorio adecuado que aún no ha sido completamente desarrollado en Chile. Esta memoria tiene como objetivo analizar, desde una perspectiva técnica y normativa, los aspectos necesarios para recomendar condiciones habilitantes que favorezcan la incorporación de tecnologías GFM en el sistema eléctrico chileno. Para ello, se realiza una revisión exhaustiva de los fundamentos técnicos de este tipo de control, clasificando las distintas estrategias disponibles y evaluando sus ventajas, limitaciones y requerimientos operativos. Posteriormente, se analizan y comparan las exigencias establecidas en la Norma Técnica de Seguridad y Calidad del Servicio (NTSyCS) con los códigos de red de países que han avanzado en esta materia, como Australia, Estados Unidos (IEEE 2800 y CAISO), Reino Unido y España. Esta comparación evidencia importantes vacíos en la normativa nacional, tales como la falta de requisitos técnicos mínimos para el comportamiento dinámico de IBRs, ausencia de pruebas específicas para tecnologías GFM y falta de definiciones que diferencien entre controles Grid Forming y Grid Following. Como resultado de este análisis, se proponen recomendaciones regulatorias orientadas a facilitar la integración de tecnologías GFM en Chile(...).
Análisis de sistemas de recolección de radio-frecuencia ambiental en tecnología CMOS
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-01-19) Veas Moyano, Bastián Ignacio; Marín Niño de Zepeda, Jorge Ignacio; Rojas Monrroy, Christian Alexis; Departamento de Electrónica; Weinstein Oppenheimer, Alejandro José
En las últimas décadas, la recolección de energía a partir de señales de radiofrecuencia se ha consolidado como una alternativa viable para la alimentación de sistemas electrónicos de ultra bajo consumo, tales como nodos de sensores inalámbricos y dispositivos autónomos. En este contexto, los rectificadores CMOS de alta eficiencia juegan un rol fundamental en la conversión de la energía electromagnética incidente en energía eléctrica utilizable, especialmente bajo condiciones de baja densidad de potencia disponible. En esta memoria se analiza el funcionamiento del transistor MOSFET en las regiones de operación relevantes para la rectificación RF, incluyendo la conducción directa, la operación en subumbral y la conducción inversa. Se estudian los efectos de modulación de longitud de canal, las capacitancias dependientes de tensión y los fenómenos dinámicos no cuasi–estáticos, los cuales influyen directamente en la corriente entregada por el rectificador y en su eficiencia de conversión. Sobre esta base, se desarrolla un modelo analítico del rectificador diferencial tipo CrossCoupled Differential Drive (CCDD), capaz de describir la evolución temporal del voltaje y la corriente de salida bajo excitación RF sinusoidal. El modelo incorpora explícitamente los efectos capacitivos y los mecanismos de bombeo de carga, permitiendo explicar la acumulación progresiva de tensión en el nodo de salida y su dependencia con la amplitud de la señal de entrada. Finalmente, se evalúa el desempeño del rectificador frente a variaciones de parámetros tecnológicos y de diseño, considerando métricas como el voltaje de salida DC, la eficiencia de conversión de potencia (PCE). Los resultados obtenidos permiten identificar los principales compromisos de diseño y establecer criterios físicos claros para la optimización de rectificadores CMOS destinados a sistemas RF-EH de baja potencia.
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 D.S. N°1, que establce Norma de Emisión de Luminusidad Artificial Generada por Alumbrados de Exteriones, en la planta de lubricantes ENEX Antofagasta
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-04) Silva Marfán, María Antonieta; Ramírez Livingston, Daniel Alberto; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Bonert Puig, Pamela Alejandra
La contaminación lumínica generada por sistemas de alumbrado exterior constituye un problema relevante debido a sus efectos sobre la salud humana, los ecosistemas y la calidad del cielo nocturno, además de su impacto en la observación astronómica, especialmente crítico en Chile. En este contexto, el objetivo principal de esta memoria fue analizar el Decreto Supremo N°1/2022 en la Planta de Lubricantes ENEX de Antofagasta, con el propósito de evaluar el nivel de cumplimiento del sistema de alumbrado exterior y proponer mejoras orientadas a su adecuación normativa. La metodología empleada integró el análisis del marco regulatorio vigente (D.S. N°1/2022, NCh 3833/2:2023 y D.S. N°594), mediciones en terreno para un escenario actual y un escenario modificado y el desarrollo de una simulación luminotécnica. Los resultados evidencian que el escenario actual presenta desviaciones relevantes respecto a los límites establecidos, con niveles de iluminancia que superan en más de un 20% los valores recomendados en las zonas evaluadas. Tras el reemplazo de luminarias (escenario modificado), se observa una mejora significativa en la distribución lumínica, donde algunas de las zonas fueron evaluadas mediante áreas representativas, alcanzando los niveles de uniformidad y un acercamiento a los valores de iluminancia mantenida exigidos por normativa. Las simulaciones demostraron, además, un control efectivo del índice de deslumbramiento y una reducción de los niveles de iluminancia innecesarios en rangos de entre el 15% y el 30%. En este contexto, se logra un avance significativo tanto en el cumplimiento ambiental asociado a la reducción de contaminación lumínica, como en el cumplimiento de condiciones laborales seguras establecidas en la normativa vigente. Se concluye que es técnicamente viable avanzar hacia el cumplimiento normativo mediante ajustes acotados, tales como(...).
Análisis del uso de energías renovables en sistemas de climatización y riego para invernaderos destinados a la pequeña empresa agrícola en el Valle Central de Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-11) Paschke Celedón, Jorge Ricardo; Verdugo Montecinos, Ignacio; Departamento de Industrias; Demarco Bull, Rodrigo Andrés
El aumento de la población y la creciente demanda por alimentos ha generado una fuerte expansión agrícola en el mundo, lo que conlleva la destrucción de ecosistemas y la biodiversidad circundante. La solución a este problema es aumentar el rendimiento de la producción agrícola por metro cuadrado, lo cual se logra optimizando las condiciones climáticas requerida por los cultivos para su desarrollo, mediante la utilización de invernaderos especialmente si estos cuentan con un sistema de enfriamiento y de calefacción. Dicha tecnificación implica una alta inversión, pero a su vez genera altos beneficios mediante un incremento de las ventas de productos de gran calidad, debido al mayor rendimiento del suelo y al aumento de la cantidad de temporadas de producción anual, lo que justifica la evaluación técnica y económica de un proyecto de este tipo. Para la calefacción de invernaderos típicamente se utilizan calderas a diésel y cuando la ventilación natural no es suficiente para el enfriamiento, una solución es utilizar ventiladores energizados desde la red. Debido a esto, en el presente estudio se evaluó técnica y económicamente la incorporación de energía solar y biomasa como ERNC, obteniendo como resultado que la energía renovable factible de utilizar es la biomasa, la cual es utilizada para reemplazar en un cierto porcentaje el calor generado por el diésel. La evaluación económica se focaliza en la Pequeña Empresa Agrícola debido a la importancia que tiene en la producción de hortalizas en Chile y por el acceso a financiamiento para solventar la gran inversión en la climatización de un invernadero. El invernadero que se estudió es de tipo multicapilla de 2.000 m2, el cual va a estar ubicado en la comuna de San Felipe y producirá tomate de primera, en dos temporadas(...).
Análisis econométrico de la demanda y modelado de capacidad: determinación de recursos óptimos para la atención de emergencias en empresa de gas natural
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10-13) Cabrera Segura, Diego Ignacio; Departamento de Industrias; Pincheira Sarmiento, Bernardo Eugenio
La atención oportuna de emergencias en la distribución de gas natural constituye un aspecto esencial tanto para la seguridad de los usuarios como para el cumplimiento de estándares en la organización. En este contexto, la dotación de móviles de emergencia se configura como un recurso crítico cuya planificación debe equilibrar eficiencia operativa, costos y niveles de servicio. El presente estudio aborda esta problemática mediante el desarrollo de un marco metodológico que combina análisis exploratorio de datos, modelos econométricos, teoría de colas, simulación estocástica y evaluación costo–beneficio. A partir de registros históricos de llamadas de emergencia de una empresa distribuidora de gas en Chile, se construyó una base de datos que permitió caracterizar la demanda, identificar patrones de tipos de emergencias y focalización, así como estimar la probabilidad de ocurrencia y simultaneidad de eventos. En la primera etapa, el análisis exploratorio de datos permitió describir el comportamiento histórico de las emergencias, con apoyo de herramientas como RStudio, Python y Excel, evidenciando diferencias significativas entre tipos de emergencia, distinta focalización de llamadas (interior, exterior/medidor y sin suministro), carga horaria, patrones de distribución por comunas y patrones de cumplimiento de tiempos de respuesta y simultaneidad de eventos. Posteriormente, se desarrollaron modelos econométricos Logit y Probit para estimar la probabilidad de ocurrencia de emergencias y de cumplimiento de los estándares establecidos, generando un marco cuantitativo robusto. Adicionalmente, se ajustaron distribuciones de probabilidad a la cantidad de llamadas diarias mediante técnicas de máxima verosimilitud, seleccionando aquellas con mejor ajuste (ej. Binomial Negativa, Lognormal, Gamma) y validándolas con criterios de información (AIC)(...).
Análisis espaciotemporal del uso de suelo en zonas de localización de plantas fotovoltaicas en la región de Valparaíso
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07-11) Palma Díaz, Sebastián Andrés; Verdugo, Ignacio; Departamento de Industrias; Demarco Bull, Rodrigo Andrés
Esta memoria analiza el impacto territorial, económico y ambiental de la expansión de plantas solares fotovoltaicas (FV) en la Región de Valparaíso entre 2015 y 2023, integrando herramientas de Sistemas de Información Geográficos (SIG), modelación estadística y análisis económico-ambiental. El objetivo fue evaluar si la expansión FV es compatible con la conservación de suelos agrícolas y vegetacionales, considerando tanto la rentabilidad como la captura de carbono natural. El análisis espaciotemporal reveló que, si bien el suelo agrícola ha sido el más transformado históricamente, desde 2019 se observa una expansión creciente sobre bosques y praderas, especialmente en proyectos de gran escala. En lo económico, se proyectaron ingresos por hectárea para cultivos (trigo, uva y palta) y para FV. La palta destacó con una rentabilidad creciente, superando a la FV a partir de 2029. En lo ambiental, se estimaron las emisiones evitadas por FV bajo distintos modelos de factor de emisión y se compararon con la captura de CO₂ de bosques y praderas. Los resultados indicaron que, en escenarios de descarbonización acelerada, la conservación de vegetación nativa ofrece mayores beneficios climáticos desde 2029 (modelo polinomial) o 2041 (modelo Holt–Winters). Se concluye que, aunque la FV es clave para la transición energética, su expansión debe planificarse cuidadosamente. La rentabilidad es alta, pero existen cultivos competitivos como la palta. Además, la instalación sobre suelos con cobertura vegetal solo es climáticamente ventajosa mientras el sistema eléctrico mantenga altos factores de emisión. Se recomienda priorizar suelos degradados o de baja productividad para futuros proyectos, integrando criterios de ordenamiento territorial y sostenibilidad.
Análisis técnico de convertidor resonante en serie Buck–Boost de potencia parcial y red Z-Source para generación fotovoltaica
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026-03) Rojas Pezo, Abraham Isaac; Lezana Illesca, Pablo Andrés; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Norambuena Valdivia, Margarita Andrea
La transición hacia sistemas energéticos más sostenibles y eficientes se ha consolidado como uno de los principales desafíos tecnológicos y ambientales a nivel mundial. En este contexto, la generación de energía eléctrica a partir de fuentes renovables, en particular la Energía solar fotovoltaica, ha experimentado un crecimiento sostenido durante las últimas décadas, impulsado por la disminución de los costos de los paneles, el desarrollo de nuevas tecnologías de conversión de potencia y la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, la naturaleza intermitente de la irradiancia solar y la dependencia del rendimiento fotovoltaico de condiciones ambientales variables, tales como la temperatura y la radiación incidente, imponen exigencias significativas sobre los sistemas electrónicos encargados de la conversión y gestión de la energía generada. En los sistemas fotovoltaicos modernos, los convertidores electrónicos de potencia desempeñan un rol fundamental, ya que permiten adaptar los niveles de tensión y corriente entregados por los paneles a los requerimientos de las cargas, los sistemas de almacenamiento o las redes eléctricas. Asimismo, estos convertidores deben garantizar una operación eficiente, confiable y robusta frente a variaciones abruptas de las condiciones de operación, maximizando en todo momento la energía extraída desde el generador fotovoltaico. En este escenario, la eficiencia energética, la reducción de pérdidas y la densidad de potencia se han convertido en criterios de diseño prioritarios para las topologías de conversión DC–DC empleadas en aplicaciones fotovoltaicas. Dentro de las distintas arquitecturas propuestas, los convertidores resonantes han adquirido un protagonismo creciente en el ámbito de la electrónica de potencia, especialmente en aplicaciones de media y alta frecuencia. Su capacidad para operar bajo condiciones de conmutación suave (soft switching) permite reducir significativamente las pérdidas por conmutación y el estrés electromagnético sobre los dispositivos semiconductores, favoreciendo el uso de frecuencias de operación elevadas y, en consecuencia, la reducción del tamaño de los componentes pasivos. En particular, el convertidor resonante en serie se caracteriza por su simplicidad estructural, su comportamiento senoidal de la corriente y su buen desempeño en términos de compatibilidad electromagnética, lo que lo convierte en una alternativa atractiva para sistemas de generación fotovoltaica. No obstante, el convertidor resonante(...).
Análisis técnico económico de generación de energía eléctrica utilizando la tecnología compressed hydro energy storage chex en reservorios de hidrocarburos abandonados
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-03) Friedli Fernández, Damián Cristóbal; Romero Vieyra, Christian; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Ortiz Rojas, Adrián Enrique
El presente estudio aborda el análisis técnico y económico de la implementación de la tecnología Compressed Hydro Energy Storage (CHEX) en reservorios de hidrocarburos abandonados, con el objetivo de almacenar aire comprimido para luego generar energía eléctrica. El caso de estudio se centra en la región de Magallanes, al sur de Chile, donde existen numerosos pozos de hidrocarburos abandonados que poseen características geológicas adecuadas para el almacenamiento de aire comprimido. Se analizaron cuatro escenarios definidos por diferentes presiones de fondo del pozo: 10, 25, 50 y 100 [bar], evaluando el impacto de estos parámetros en el desempeño técnico y económico del sistema. La metodología incluyó el diseño de compresores, turbinas, estanques de agua y el cálculo del número de pozos y reservorios necesarios. Además, para el análisis económico se consideró el ahorro económico en función del costo que representaría adquirir la misma cantidad de energía y potencia instalada a través de la tarifa eléctrica actualmente vigente en la región de Magallanes. El sistema propuesto utiliza energía eólica para alimentar compresores que almacenan aire comprimido en reservorios conectados por pozos de hidrocarburos abandonados. Durante periodos de alta demanda, el aire comprimido desplaza agua hacia turbinas hidráulicas, generando electricidad. Los resultados muestran que la presión de cabezal del pozo es más sensible a cambios en profundidades mayores cuando la presión de fondo es alta. El caso más favorable, con una presión de fondo de 10 [bar] y una eficiencia cíclica del 40,2%, requiere un volumen de reservorio de 5.691.641 [m³] y 49 pozos. El caso menos favorable, con una presión de fondo de 100 [bar] y una eficiencia cíclica del 18,0%, necesita un volumen de reservorio de 569.164 [m³] y solo 5 pozos. El diseño propuesto incluye 3 cadenas de 3 compresores, 2 turbinas hidráulicas de 50 [MW] y 3 estanques por turbina, cuyos volúmenes aumentan cuando la presión de fondo del pozo es mayor. En cuanto al análisis económico, se observó que el principal costo de inversión corresponde a la planta eólica, seguida por los componentes principales del sistema(...).
Análisis técnico y económico sobre la compra de ventanas a un proveedor chino a través de un intermediario
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-12) Olivares Morales, Matías Eduardo; Departamento de Obras Civiles; Lagos Peralta, Francisco Omar
Este estudio evalúa la factibilidad técnica y económica de importar sistemas de ventanas de PVC con unidades de doble vidrio hermético (DVH) desde China para proyectos de edificación ubicados en la zona costera de la Región de Valparaíso en Chile. El análisis compara soluciones nacionales con alternativas provenientes de China, examinando los costos totales de adquisición, el desempeño térmico, el cumplimiento normativo y los riesgos logísticos asociados al proceso de compra en dicho país. La investigación se basa en presupuestos reales de proyectos, documentación técnica, normativa chilena y china, además de información comercial proporcionada por fabricantes y distribuidores. El análisis incorpora cuatro proyectos residenciales de Concón y Viña del Mar, permitiendo determinar la incidencia económica de la partida de ventanas dentro de la etapa de terminaciones y del presupuesto global. Los resultados muestran que esta partida representa en promedio un 10,60% de las terminaciones y un 3,93% del costo total de obra, posicionándose como una de las más relevantes dentro de su categoría. Además, se compararon distintos tipos de perfiles, configuraciones de vidriado y estándares de fabricación, verificándose diferencias importantes en transmitancia térmica y eficiencia energética. En cuanto a los costos, se estimó el valor final de las alternativas nacional e importada, considerando fabricación, flete marítimo, seguro, liberación aduanera, transporte interno e instalación. La opción proveniente de China presenta un ahorro potencial cercano al 11,82%, siempre que se mantengan controles rigurosos de calidad y especificación. Este análisis se complementa con la identificación de riesgos propios del proceso: variaciones en la calidad del DVH, diferencias en la formulación del PVC, herrajes de menor estándar, errores de interpretación de planos y posibles daños durante el transporte. Los resultados permiten concluir que la importación de ventanas desde China es una alternativa viable y competitiva para proyectos de mediana y gran escala, siempre que se implemente una supervisión técnica permanente, protocolos de inspección claros y una planificación logística adecuada. El estudio entrega una base objetiva que contribuye a futuras decisiones de abastecimiento internacional en el sector de la construcción.
Análisis técnico-económico de un sistema de extracción de agua ambiental alimentado por energía fotovoltica con prueba piloto en Taltal
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) Moro Quezada, Camila Paz; Lezana Illesca, Pablo Andrés; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Norambuena Valdivia, Margarita Andrea
La crisis hídrica es un problema creciente en diversas regiones del mundo, y la comuna de Taltal no es la excepción. Con precipitaciones prácticamente nulas y una disponibilidad limitada de fuentes de agua para riego y consumo, es una tarea fundamental buscar alternativas sostenibles para la obtención de agua. En este contexto, la presente memoria propone un análisis técnico-económico de un sistema de extracción de agua ambiental alimentado por energía fotovoltaica. El objetivo principal es evaluar la factibilidad técnica y económica de implementar un sistema de deshumidificación fotovoltaica en Taltal, aprovechando el microclima único que tiene el sector para generar agua apta para regadío. Para ello, se analizarán datos climáticos de la zona, incluyendo temperatura, humedad relativa y radiación solar, se estudiará la capacidad del deshumidificador TTK27 para extraer agua bajo distintas condiciones climáticas monitoreando de forma continua su consumo de potencia y se dimensionará el sistema fotovoltaico que sea capaz de garantizar la autonomía energética del sistema de forma amigable con el medioambiente. Metodológicamente, el estudio abarcará una evaluación integral del sistema, donde se verificará la capacidad del deshumidificador para extraer agua de forma continua y se realizará un análisis de costos y beneficios para determinar su viabilidad económica. Adicionalmente, se llevará a cabo una prueba piloto del sistema integrado en una comunidad rural de agricultores en Taltal para evaluar el desempeño del sistema en condiciones reales. Los resultados esperados incluyen la cuantificación de la producción de agua, la eficiencia del sistema y una comparación entre costos y beneficios asociados a su implementación. De confirmarse su viabilidad, este proyecto podría ofrecer una solución innovadora y sostenible para mitigar la escasez de agua que enfrentan los pequeños agricultores en la región, sentando las bases para futuras aplicaciones en zonas con características climáticas similares. Se espera que este estudio contribuya al desarrollo de tecnologías limpias y eficientes en el ámbito de la energía renovable y que sea un paso para la agricultura sostenible en pequeñas comunidades agrícolas afectadas por la sequía y la escasez hídrica.