Academic literature on the topic 'Energía de las olas oceánicas'

El potencial de energía en mares y océanos se puede clasificar de distintas formas, por ejemplo: * La energía de las mareas ó Mareomotriz * La energía de las corrientes marinas * La energía de las olas ó Undimotriz * La energía térmica oceánica (OTEC). De estas formas de energía oceánica, tres son posibles en la zona Atlántica de nuestra Patagonia Austral, la Mareomotriz, la Undimotriz y la de corrientes marinas. La Energía Mareomotriz se da desde Viedma hasta Tierra del Fuego con amplitudes de mareas de 4m hasta 20m, la Energía de las Olas se da en la costa de Chubut y Santa Cruz con potenciales de 10 a 30kW/m lineal de frente de ola y el aprovechamiento de las corrientes marinas se puede dar en lugares puntuales como ser la desembocadura del río Deseado o la de Río Gallegos. Para estas Fuentes de Energía se está realizando un banco de pruebas de modelos conversores de las mismas a Energía Eléctrica, en la Unidad Académica Caleta Olivia (UACO) de la Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UNPA). Este banco dispondrá de dos canales de ensayos hidrodinámicos uno para energía de las corrientes marinas y otro para las olas. El primero dispondrá de una bomba de circulación con velocidad de fluido variable entre 0 y 4m/s. El banco para olas tendrá un sistema de batido del agua para producir ondas de amplitud y período variable. Además se están dimensionando dos modelos de conversores de energía oceánica. Uno es una turbina, tipo eólica sumergida y el otro modelo es de tubo electromecánico oscilante como conversor energético de las olas.

La UNPA-UACO comenzó a estudiar el tema de Energía Oceánica y sus conversores con el PI 29 B 125 del 2010: “Análisis de Sistemas de Conversores Fluidodinámicos de Energía Renovable para la Patagonia Austral de Argentina”. Luego en el 2014 se comienza el PI 29 B 163: “Sistemas Conversores Fluido-dinámicos de Energía Renovable para la Patagonia, Argentina”. Este proyecto analiza los recursos oceánicos de las corrientes marinas y undimotriz a macroescala y además se utilizaran modelos desarrollados de conversores de energía de las corrientes marinas y de las olas para estudio y posterior dimensionamiento de prototipos de aplicación para dichas fuentes. Durante el 2014 el becario se propone para estudiar el recurso de las mareas en Río Gallegos y determinación de ubicación de un futuro prototipo en la Ría de Rio Gallegos. El presente informe detalla el trabajo desarrollado durante el 2015 en lo que respecta a estudio del recurso mareomotriz y posible localización de prototipo de turbina hidrocinética flotante para la Ría de Río Gallegos, santa Cruz, Argentina.

Se presentan algunos aspectos del acople entre el modelo oceánico sbPOM, el modelo de oleaje CARIBWAM y el modelo atmosférico WRF para gran parte de la cuenca del mar Caribe. El acople consiste en el intercambio de energía en forma de calor, impulso y radiación en la super cie entre océano y atmósfera, rompimiento de olas de viento, generando la turbulencia en la capa superficial del océano en el modelo hidrodinámico, parámetro de rugosidad entregado al WRF, teniendo en cuenta la estratificación de la capa próxima de la atmósfera y temperatura de la superficie del agua para el modelo atmosférico. Lo anterior es la base del Sistema Integrado de Pronósticos Oceánicos y Atmosféricos (SPOA) de la Dirección General Marítima. El Sistema incluye el pronóstico de derrames y búsqueda y rescate, tanto para el Caribe, como para el Pacífico colombiano.

La mayoría de las comunidades en la zona del pacífico no están conectadas al sistema nacional de energía eléctrica, además estas zonas tienen gran riqueza hídrica y marítima, con un enorme potencial no solo pesquero sino también energético. La generación de electricidad a partir de energía undimotriz busca aprovechar la periodicidad y la amplitud de la energía cinética y potencial del oleaje, para generar electricidad a partir de un Convertidor de Energía de las Olas y menos perjudicial para el medio ambiente. Este artículo analiza la posibilidad de generar energía eléctrica a partir de las olas en la costa norte del Pacífico colombiano, lo que reducirá el impacto ambiental de la generación de energía actual a partir del Diesel o la gasolina, reduciendo los costos de generación de energía debido al costo y transporte de este combustible, lo que permitirá que estas comunidades tengan electricidad durante todo el día [1].

En este documento se describen los avances en la cuantificación de la energía de las olas de la costa caribeña colombiana. La metodología utilizada servirá como punto de partida para establecer el potencial energético en Colombia para este tipo de suministro energético. En la actualidad, el potencial energético teórico estimado en las ondas de la costa cercana en la costa atlántica es de aproximadamente 1107 MW y esto fue posible con datos que se han recogido y procesado desde enero de 2014. Las ecuaciones que tienen en cuenta variables tales como: la densidad del agua de mar, la temperatura y la velocidad del viento en la zona. También muestra el progreso del diseño del sistema Near Shore para la verificación del potencial de energía de las olas que consiste en un dispositivo que transforma la energía cinética de las ondas del mar en energía potencial gravitacional que se va a usar para mover un generador de corriente alterna.

Los conceptos de energía sustentable, limpia y con mínimo impacto negativo sobre el ambiente surgen a partir de la creciente demanda mundial energética y de la necesidad de combatir el calentamiento climático con la reducción de gases de efecto invernadero que emiten las fuentes energéticas fósiles. Esta situación está impulsando estudios sobre exploración y utilización de fuentes energéticas alternativas. Dentro de estas, la energía asociada a la dinámica de las olas (undimotriz) parecería ser una alternativa viable para localidades costeras con demanda moderada. Un requisito necesario y básico para que la energía undimotriz sea eficiente, viable y competitiva frente a otras fuentes es que el clima de olas de la región presente características apropiadas. En este sentido, se evalúan los sitios en los cuales se puede potencialmente extraer energía del mar en forma sustentable y a su vez existan las condiciones naturales necesarias para asegurar una disponibilidad energética estable y sostenida en el tiempo.

Simulando con modelos numéricos las distribuciones espaciales de la energía de las olas en huracanes con trayectorias similares, se estudia la relación entre las características del huracán y la altura de las olas y la magnitud de los impactos que estos produjeron en las costas. Se encuentra que la mayor altura de ola generada por un huracán no depende de su intensidad o categoría, sino más bien, de su velocidad de avance. Huracanes como Fifí en 1974 y Joan en 1988, produjeron las mayores alturas de olas en la cuenca del Caribe y tuvieron la capacidad de generar el mayor impacto costero. La poca información que se encuentra apoya este resultado. Sin embargo, el impacto que puede generar un huracán no solo depende de su velocidad de avance, sino también, de su trayectoria hacia la costa, de la batimetría en la plataforma continental, de la existencia de cayos e islas que actúan como disipadores de la energía de las olas. Se argumenta también, que el impacto depende de la mayor vulnerabilidad de la creciente población costera y, posiblemente, de los avisos oportunos que las instituciones gubernamentales emiten ante estos eventos océano-meteorológicos.

Este documento describe los avances realizados con relación a la identificación y cuantificación del potencial de energía undimotriz en las costas del departamento del Atlántico. La metodología utilizada servirá como punto de partida para establecer el potencial que tiene Colombia en este tipo de fuente no convencional de energía renovable. Se estimó que el potencial energético cercano a la costa (near shore) teórico que poseen las olas de las costas del departamento del Atlántico es de 1.107 MW aproximadamente, lo cual fue posible gracias a los datos que han sido recopilados y procesados desde el mes de enero 2016, es decir, con un historial de datos mayor a un año, dándole mayor confiabilidad a los cálculos realizados. Fueron aplicadas ecuaciones consultadas, las cuales tienen en cuenta variables como altura significativa de la ola, periodo, densidad del agua de mar, temperatura y velocidad del viento en la zona. Así mismo se muestra el avance del diseño de un sistema near shore para la verificación del potencial energético, que consiste en un dispositivo que transforma la energía cinética de las olas del mar en energía mecánica, para bombear agua a una determinada altura convirtiéndola en energía potencial gravitacional y que posteriormente mueva un generador de corriente alterna.

Introducción: La Isla del Coco por su ubicación en el océano Pacífico y en aguas profundas, periódicamente arriban olas energéticas que se originan en el Océano del Sur. La isla actúa como un abrigo disipando parte de la energía de las olas que llegan a la costa pacífica de Costa Rica. Objetivo: El objetivo del trabajo es caracterizar las condiciones generales del oleaje a través de la simulación numérica del oleaje en el Pacífico Tropical del Este (PTE), con especial interés en la Isla del Coco. Métodos: Las olas se propagan con el modelo espectral de oleaje WAVEWATCH III. Se usa en el modelo una malla no estructurada. Se utilizan dos años (2007-2008) de datos históricos de oleaje como condiciones de frontera obtenidos de reanálisis con el modelo WAVEWATCH generado por el Instituto Francés para la Investigación del Mar (IFREMER por sus siglas en francés). Se obtienen mapas anuales y estacionales y series temporales de la altura significante de la ola, periodo y dirección asociado al pico del espectro de energía. Resultados: Los resultados mostrados son similares a otros estudios previos de simulación y observación. El campo de oleaje es caracterizado por periodos largos y dirección desde suroeste en promedio. Las condiciones de oleaje sobre la isla obedecen a los sistemas extratropicales de ambos hemisferios y a procesos locales en el PTE. Conclusiones: El modelo de olas WAVEWATCH III mostró que representa las condiciones típicas de oleaje en los alrededores de la Isla del Coco. Es el primer trabajo de simulación de oleaje aplicando una malla no convencional en la zona económica exclusiva de Costa Rica. El estudio sirve como base para extenderse a otras áreas específicas de la costa.

En esta nota técnica se considera el estudio y diseño de una superestructura energética capaz de producir energía mediante el aprovechamiento de las corrientes marinas del canal de la Mona. El objetivo de esta superestructura es explotar las corrientes como recurso natural sostenible para la República Dominicana con el fin de producir energía eléctrica. Además, se discutirá la posible implementación de un prototipo a escala que permita estimar y predecir el comportamiento de generadores de energía basados en el aprovechamiento de corrientes marinas. Para desarrollar el presente estudio se discutirá la posible implementación de un marco de trabajo basado en los siguientes pasos:• Estudio del estado del arte actual, que incluirá los distintos tipos de turbinas, así como plataformas de fijación, líneas de transmisión de la energía y su transformación.• Estudio del fondo marino del canal de la Mona, referente a la topología, la geología y las características climáticas.• Desarrollo e implementación de sistemas de medición del flujo de corrientes. Este apartado incluye tanto el desarrollo como la ubicación y recopilación de información. Esto permitirá la generación de modelos y la estimación real del caudal.• Análisis y fusión de datos. Selección del material y adecuación al entorno, tanto de las turbinas como de las plataformas de fijación marinas.• Desarrollo de un prototipo para experimentación, predicción y adecuación de los resultados.• Estudio de eficiencia y desarrollo de las infraestructuras de transmisión y conversión energéticas necesarias.• Análisis de los resultados. Cuantificación económica y planificación en el tiempo, ambas necesarias para el desarrollo del proyecto.

Ingeniero Civil
El oleaje offshore puede ser caracterizado por modelos de generación de oleaje a partir de información de viento atmosférico hindcasting. Los resultados obtenidos deben ser calibrados a través de registros de oleaje para brindarles mayor utilidad en ingeniería. La manera más práctica de obtener una base de datos para realizar la calibración es mediante mediciones de olas con altimetría satelital. El mayor desafío consiste en asociar los datos altimétricos de olas con las salidas de modelos de hindcasting globales, ya que la probabilidad de que el satélite pase por el punto exacto y en el mismo instante de un dato simulado, es muy baja. Dado lo anterior, se deben definir ventanas temporales y espaciales en las cuales se puedan asociar pares de datos de ambas fuentes de información. El objetivo general del presente trabajo es generar una serie de metodologías de calibración de oleaje de aguas profundas mediante altimetría satelital, y estudiar el impacto de éstas en proyectos de ingeniería de costas desarrollados en Chile. Para lograr lo anterior se comenzó por desarrollar una herramienta de calibración de oleaje similar a la que realizan las firmas de ingeniería que venden este tipo de información. Luego se desarrolló una variación de lo anterior donde se pudo verificar si el oleaje de tormenta y de operación, y si los oleajes con diferentes direcciones, y de diferentes periodos requiere ajustes distintos. Se estudió el efecto de estas metodologías en proyectos relacionados con oleaje operacional y en el diseño de estructuras expuestas al oleaje. El trabajo comenzó con una revisión bibliográfica sobre calibraciones de oleaje con satélites. Luego se accedió a las fuentes de información de oleaje medida con satélites y modelada para generar bases de datos con las cuales trabajar. Además, se confeccionaron rutinas de programación para generar climas de oleaje mediante los diferentes métodos de calibración. Finalmente, mediante técnicas estadísticas, se generaron familias de climas de oleaje de aguas profundas. Éstas fueron evaluadas en proyectos de ingeniería de costas.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico
En el siguiente documento se muestra el proceso de diseño y construcción de un sistema undívago para extracción de energía de las olas del mar. El documento comienza con un acercamiento a esta materia destacando el recurso energético disponible en las olas del mar, las tecnologías que hoy lideran el mercado y su clasificación. Luego se detalla el equipamiento experimental construido e instalado en el laboratorio, previo y necesario para el diseño del sistema undívago. Se construye un generador de olas y se deja instalado en el estanque de agua del laboratorio de Síntesis de Máquinas Inteligentes del DIMEC . El costo del generador de olas es de $54.500. La etapa de diseño está caracterizada por la elaboración de modelos a escala que se prueban en el estanque de agua y el generador de olas. Se selecciona una estructura a construir y se realizan modelos analíticos del comportamiento dinámico que tendría la estructura en el ambiente marino. Luego se diseña la estructura final con todos sus componentes mecánicos, procurando que pueda ser construida en los talleres de la FCFM y el laboratorio de Fabricación Digital (Fab Lab) de la Universidad. Se elaboran los planos de las piezas a fabricar y la lista de materiales a comprar. El capítulo 5 muestra todos los procesos de manufactura utilizados para la construcción de las piezas diseñadas, adjuntando fotos y descripciones detalladas. Se construye el sistema y se nombra Nahuenrew, que en la lengua Mapudungun significa energía de las olas. Se realiza una prueba a Nahuenrew en el ambiente marino, en la playa de Pichidangui. Los resultados fueron más bajos de lo esperado pero satisfactorios pues se cumplen los objetivos propuestos para el trabajo. El costo del sistema Nahuenrew es de $658.000. Finalmente se analiza el comportamiento del sistema Nahuenrew durante la prueba en el ambiente marino y se propone mejoras que pueden ser ejecutadas tanto en el corto plazo como otras más elaboradas que requieren tiempo. Se estima también la potencia que sería posible generar mediante un aerogenerador ideal con la energía extraída durante la prueba. Esta potencia tiene un límite máximo de 50[W].

Las olas son un recurso energético inagotable y de costo nulo. Se ha estimado que Chile posee un potencial eléctrico de 240 GW a lo largo de toda la costa. Esto hace que sea interesante comenzar a estudiar la factibilidad de producir energía eléctrica a partir de las olas del mar, con el fin, de aportar a la diversificación del mix de generación y desincentivar el uso de combustibles fósiles para tal propósito en el país. El presente trabajo de título tiene por finalidad evaluar técnica y económicamente una central undimotriz (o del oleaje) con tecnología Pelamis en Chile. Para ello, se obtuvo las potencias de salida teóricas de un dispositivo Pelamis (con potencia nominal 1 MW), cada 3 horas durante 20 años (1985-2004) en seis sitios a lo largo del Sistema Interconectado del Norte Grande (SING) y del Sistema Interconectado Central (SIC), próximos a importantes centros de consumo (Arica, Antofagasta, Huasco, Valparaíso, Lebu y Chiloé). Además se consideraron dos posibles tamaños para la central del oleaje; una con una potencia instalada de 3 MW y a otra de 30 MW. La evaluación se enfocó principalmente en obtener dos indicadores; valor actual neto (VAN) y costo de energía (COE), los cuales fueron sensibilizados para determinar qué variables dependen sus rendimientos. Se revisó también el marco legal que rige a la generación eléctrica a partir de energías renovables no convencionales (ERNC) en Chile. Los resultados de la evaluación indican que actualmente la explotación comercial de la energía del oleaje es inviable. Las probabilidades que en el corto plazo un proyecto como el anteriormente descrito sea rentable en el norte de Chile son nulas. A su vez, desde Valparaíso a Chiloé, las probabilidades fluctúan entre un 4% y un 12%, alcanzando su máximo en último sitio nombrado. Esto se produce ya que, al igual que otras energías renovables no convencionales, la undimotriz depende críticamente del precio de la energía. En un caso optimista, si el costo marginal de energía promediara US$135/MW en 20 años, una central undimotriz Pelamis con una potencia instalada de 30 MW podría ser rentable en Chiloé. El precio promedio de energía en los dos últimos años (marzo 2006 - marzo 2008) sobrepasa los US$138/MWH en promedio. Por otra parte, los altos costos de capital son otra característica negativa de las ERNC, y en particular, de la energía del oleaje. En un caso optimista, la inversión por MW instalado asciende a US$ 2,7 millones, esto equivale aproximadamente a 1,6 veces de lo que se invirtió por MW en el Parque Eólico Canela. Sin embargo, priorizar los costos de energía (COE) de un proyecto de este tipo sobre el valor actual neto (VAN) podría significar más posibilidades de inversión, puesto que el COE no depende del precio energía (ni de otros supuestos), sino de variables que pueden ser mejoradas producto de avances en tecnología (reducción de costos y mayor generación de energía) y porque la ley chilena estipula una obligación a los distribuidores a obtener un porcentaje de su energía a partir de fuentes renovables no convencionales. Chiloé es el único lugar donde la energía del oleaje podría competir en costos de energía con respecto a otras fuentes no convencionales en el corto plazo. Bajo supuestos razonables, para una planta con potencia instalada de 30 MW se podrían alcanzar costos de energía casi tan competitivos como los de una planta geotérmica de similar tamaño. No se descarta que pueda ocurrir lo mismo en Valparaíso y Lebu en un mediano plazo. Esto dependerá que tan rápido el avance de la tecnología repercuta en la disminución de costos y en la mayor capacidad de los convertidores al capturar la energía disponible en las olas.

Ingeniero Civil Mecánico
En este documento se detalla el diseño, la construcción y el estudio de un sistema undimotriz a pequeña escala conformado por módulos dispuestos linealmente el cual flota y describe la forma de las olas, además acumula presión gracias a la presencia de actuadores neumáticos. El trabajo tiene como fin maximizar la acumulación energética bajo ciertas condiciones de oleaje en un laboratorio mediante el bloqueo automatizado de las articulaciones entre módulos. Inicialmente se refiere de forma general la memoria de título Diseño y Construcción de Sistema Undívago para la Conversión de Energía , en él se describe el sistema denominado Nahuenrew, proyecto en el que esta memoria está basada. Luego se describen generalmente otros tipos de tecnologías undimotrices. Se describe la metodología de desarrollo del proyecto el cual involucra el diseño con herramientas de fabricación digital, la construcción e implementación del sistema con marcadores para la captura de datos mediante un OptiTrack el cual graba su movimiento según las variaciones de la frecuencia de un generador de olas. Una fase experimental fue intervenir en los grados de libertad del sistema bloqueando algunas articulaciones para analizar el comportamiento del sistema y comprar su comportamiento al estar con todos sus grados de libertad con el sistema con unos módulos bloqueados. Finalmente se automatiza el sistema y se logra maximizar la carrera total de los actuadores del mecanismo bloqueando los módulos según la frecuencia con la que la ola hace oscilar el prototipo. Y se logra aumentar la carrera de un actuador Los resultados de este proyecto validan que es posible aumentar la captura de aire presurizado al bloquear ciertos módulos.

Arquitecto
El Parque Undimotriz de La Chimba es un parque duro, proyectado sobre las rocas costeras del sector de La Chimba al norte de la ciudad de Antofagasta, que genera energía eléctrica a partir de la tecnología undimotriz, es decir, a partir del movimiento de las olas del mar. Considerando entonces, el carácter experimental de este proyecto en términos de su implementación en las costas de nuestro país, este proyecto en ningún caso pretende satisfacer la demanda energética que requerirá la minera en los próximos años, sino más bien, la idea es sentar un precedente de generación de energía eléctrica a partir del movimiento de las olas; utilizando e integrando esta fuente energética a la red de distribución local de la ciudad. - Chile debe duplicar su suministro de energía en los próximos diez años, y debe hacerlo de forma correcta. La diversificación de la matriz es necesaria estratégicamente para el país, en cuanto pueda paulatinamente, reducir el uso de combustibles fósiles, que, además del daño medioambiental que genera, nos hace dependientes de precios y políticas externas que están fuera de nuestra soberanía. - Es aquí donde se necesita la energía. Las grandes mineras consumen 1/5 de la energía total producida por el país, lo que explica de manera concreta que pueblos del sur del país, sientan vulnerados sus derechos en cuanto a la instalación de grandes represas que abastecerán, finalmente el consumo de estas faenas. - Existen recursos económicos para poder invertir en prototipos que lleven adelante a Chile en la investigación del potencial energético del mar. Si bien el carácter experimental del proyecto, obliga a pensar en una rentabilidad económica que no es inmediata, estudios revelan que los precios de la energía undimotriz podrían ser competitivos con el diesel al año 2020. - El desafío entonces, consistirá en identificar primero el dispositivo correcto a implementarse tomando en cuenta las variables analizadas.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas
Las olas son un recurso energético inagotable y de costo nulo. Se estima que Chile tiene un potencial teórico bruto es de 240 GW según un estudio realizado por Baird & Associates S.A., y la actividad del oleaje es lo suficientemente intensa como para producir energía en toda la costa del Pacífico. Se podría decir que Chile es el mejor lugar del mundo para la generación de energía undimotriz, con más de 4.000 km de costa expuesta a constantes oleajes de alta energía. Esto nos muestra que sea interesante comenzar a estudiar la factibilidad de producir energía eléctrica a partir de las olas del mar, con el fin, de aportar a la diversificación del mix de generación y desincentivar el uso de combustibles fósiles para tal propósito en el país. El presente trabajo de título tiene por finalidad evaluar la factibilidad de instalar una central undimotriz con tecnología Pelamis o Wilefko en el puerto de Minera Centinela, perteneciente al grupo Minero Chileno Antofagasta Minerals. Ubicado en la localidad de Michilla, 50 Km al Norte de la Ciudad de Mejillones en la segunda región de Antofagasta Chile, lugar privilegiado, ya que posee olas ideal para esta tecnología por su frecuencia, Amplitud y desplazamiento. Para ello, se propone crear un sistema de energías renovables no convencionales (ERNC), capaz de suministrar 2MW continuos, por medio del sistema undimotriz, inyectándolo al Sistema Interconectado del Norte Grande (SING). Se revisará también el marco legal, tributario y económico que rige a la generación eléctrica a partir de energías renovables no convencionales (ERNC)1 en Chile. Identificando algunas oportunidades y obligaciones para este proyecto, tomando en cuenta el interés que presenta el estado de Chile en realizar proyectos de este tipo y que se consideran en las siguientes leyes e instrumentos de incentivo tributarios vigentes: 1) Ley Corta 1, (ley 19.940) Fecha de publicación 12-2 -2004 2) Ley Corta 2, (ley 20.018) Fecha de publicación 19-05 -2005 3) Ley ERNC, (ley 20.257) Fecha de publicación 01-04-2008 4) Ley 20/25, (ley 20.698) Fecha de publicación 20-10-2013 5) Incentivo Tributario a la Inversión privada en Investigación y Desarrollo: La Ley I+D da el derecho a un crédito tributario equivalente a un 35% de los pagos en virtud de Proyectos certificados por Corfo. Históricamente, Antofagasta Minerals AMSA a través de su división Minera Carolina de Michilla, ha colaborado con la comuna del mismo nombre proporcionándoles energía eléctrica desde su subestación en planta, hoy en día, esta división asumió su cierre definitivo como parte del grupo AMSA y el futuro comprador de la minera no nos asegura que dispondrá el mantener dicho aporte a esta vecina comuna. AMSA tiene un Compromiso Social con nuestros vecinos y este proyecto logra proponer una alternativa de asegurar este compromiso, a través de un proyecto para un puerto sustentable en energía y una alternativa de aporte energético para la comunidad de Michilla. Dado el cambio climático que ha experimentado el planeta en los últimos tiempos, hoy en día urge generar energía a partir de métodos sustentables. Chile, en particular, atraviesa por una seria crisis energética producida principalmente por el aumento de la demanda nacional y este tipo de proyectos innovadores 1 Definido por el Gobierno de Chile como excluyente de proyectos hidroeléctricos mayores a 20 MW de potencia instalada

Ingeniero Civil Mecánico
Actualmente existe un gran interés científico por las distintas formas de conversión de energías renovables no convencionales (ERNC). Una de ellas, que pretende ser una alternativa a las ya presentes en el mercado, es la energía undimotriz. El estado actual de este tipo de energía se encuentra a nivel de laboratorio, con algunos prototipos instalados a modo de prueba. Todos estos sistemas de conversión de energía marina necesitan ser caracterizados bajo condiciones controladas de laboratorio, típicamente utilizando un canal con generación artificial de ondas de superficie que represente lo mejor posible las condiciones reales del mar. Las simulaciones numéricas representan una etapa inicial de diseño de bajo costo para distintos mecanismos, entre los que se encuentran los canales de olas. El objetivo de este trabajo de título es realizar una simulación numérica transiente 2D, mediante el software comercial Fluent, de un canal longitudinal para estudiar la propagación de ondas de superficie en agua. Las simulaciones numéricas son realizadas en el cluster de cómputo paralelo del laboratorio de Estudios Avanzados en Fenómenos No Lineales (LEAF-NL) del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile. La simulación es realizada para una onda bajo la teoría lineal. Esta onda es generada por un generador de tipo pistón en un canal de dos dimensiones, donde la generación se realiza por el borde izquierdo del canal y la absorción por el derecho. Los resultados obtenidos mediante el software CFD se ajustan a la teoría lineal de ondas, lo que se comprobó con el registro del nivel de superficie de agua en distintos puntos del canal y su posterior comparación con los valores teóricos. Se estudia y diseña el mecanismo de atenuación de las ondas reflejadas en la pared opuesta a la de generación, el cual consiste en un mecanismo de atenuación activo del tipo cinemático. Este diseño se realiza estudiando la respuesta dinámica del sistema ante una entrada de tipo escalón, en donde se registra la amplitud de onda generada para distintas velocidades de entrada del pistón y se caracteriza el sistema como uno de segundo orden. En base a este diseño se plantean dos mecanismos de absorción del tipo cinemático mediante un sistema de control, los cuales son simulados y comparados por su desempeño frente a una onda armónica bajo la teoría lineal. Además, se realiza la simulación de uno de los mecanismos de absorción ante una onda de tipo impulsiva. Para los dos tipos de onda probados los mecanismos diseñados logran atenuar las ondas reflejadas a lo largo del canal.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Eléctrico
Una de las energías renovables más prometedoras hoy en día corresponden a las mareomotrices y undimotrices, siendo esta última el foco principal de este informe. La energía undimotriz se manifiesta como energía mecánica que se transporta a través de las olas marítimas, y los métodos para aprovecharla, junto con los procedimientos de máxima extracción de energía son un tema que merecen un estudio bien detallado. La energía undimotriz, posee diversas diversas ventajas con respecto al resto de las Energías Renovables No Convencionales (ERNC), las cuales pueden utilizarse como motivación para el desarrollo de este trabajo. Algunas de ellas son: Posee menor variabilidad, es fácil de predecir, la generación prevalece en el tiempo, posee gran potencial a nivel mundial y posee bajo impacto negativo en el medio ambiente. La necesidad de buscar nuevos métodos de extracción de energía marina, se basa en el reemplazo de los sistemas hidráulicos que utilizan las centrales undimotrices, por las siguientes razones: Existe un impacto medio-ambiental asociado al uso de pistones con fluidos tóxicos, fomentando las siguientes consecuencias: Contaminación de la fauna oceánica circundante, se añade complejidad al sistema, los costos en construcción son elevados, existe una mayor cantidad de pérdidas y alta probabilidad de falla. Lo anterior impulsa la búsqueda de generación energética marina minimizando costos y de manera sustentable, aplicando sistemas que no requieran de un intermediario hidráulico. En este trabajo de memoria, se procede a evaluar y comparar la posibilidad de generar energía undimotriz a través de dos métodos de extracción: El primero, consiste en la generación a través de Columnas de Agua Oscilantes (OWC), el cual utiliza una Máquina de Inducción Doblemente Alimentada (DFIM) que genera energía eléctrica a nivel costero o en alta mar. El segundo método, se concentra en el movimiento unidimensional de boyas flotantes acopladas con Máquinas Lineales Doblemente Alimentadas (DFLM), cuyas unidades se encuentran operando en mares de alta profundidad, debido a su capacidad de operar a bajas velocidades pero sometida a grandes fuerzas. Al utilizar el regulador de deslizamiento para el DFIG que permite evitar el estancamiento de la turbina, se demuestra una mayor eficiencia en la generación eléctrica. Mientras que al utilizar el diseño de flujo híbrido se prueba que la generación de energía es convincente. Lo anterior se concluye debido al aumento de la potencia RMS o promedio para el caso del DFIG, y por la generación de potencia instantánea sinusoidal sobre el DFLG.

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Busca mostrar la factibilidad de generar electricidad a partir de la energía undular. Ubica el área adecuada para cada uno de los dispositivos generadores de electricidad en la zona de costa. Selecciona el sistema más adecuado para cada dispositivo: turbina o motor hidráulico en cada zona de costa. Concluye que a pesar de disponer de múltiples tecnologías para diferentes dispositivos de conversión de energía de olas en energía eléctrica, los dispositivos basados en columna de agua oscilante mediante turbinas y los que se obtienen mediante conversión hidráulica son los que concentran un nivel más alto de desarrollo tanto en su fase de investigación como en su fácil de explotación comercial.
Tesis

Coastal zones are governed by physical forces originating from tidal currents, waves, winds and night convection, amongst others, and are characterized by the presence of canopy meadows. This thesis studies the hydrodynamic in a fluid dominated by: nearly isotropic turbulence, progressive waves and breaking waves in different canopy models. Under nearly isotropic turbulence sheltering is enhanced by a reduction in the plant-to-plant distance. Under progressive waves sheltering is associated with the reduction of wave velocity at the top of submerged rigid canopy. Sheltering observed in the submerged flexible model is caused by blade movement which absorbes the energy. Emergent rigid vegetation shows sheltering. On the other hand, for some specific progressive wave conditions and plant densities and under a fluid dominated by breaking waves, turbulence increases within the meadow if Reynolds number, based on wave velocity, is larger than 300
Les zones costeres estan governades per forces físiques originades per la marea, l’onatge, i la convecció nocturna, entre d’altres, i caracteritzades per la presència de plantes aquàtiques. Aquesta tesi té per objectiu estudiar la hidrodinàmica d’un fluid dominat per: turbulència quasi-isotròpica, onades progressives i onades trencants en diferents models de vegetació. En un fluid dominat per turbulència isotròpica, la reducció de la turbulència augmenta al reduir la distància entre plantes. En un fluid dominat per onades progressives, la disminució de la turbulència està associada a la reducció de la velocitat d’onada al cim de la vegetació. Aquesta reducció s’observa en plantes submergides flexibles degut a que el moviment de les plantes absorbeix l’energia. La vegetació emergent també redueix la turbulència. Per condicions específiques d’onades progressives i densitat de plantes i sota un fluid dominat per onades trencants, la turbulència incrementa si el número de Reynolds és més gran que 300

La energía eólica marina debe jugar un papel importante en el cumplimiento de los compromisos ambientales asumidos en el Acuerdo de París. El uso de las soluciones flotantes para la energía eólica fuera-costa (offshore) está ganando importancia, ya que permite la expansión a un gran número de regiones en las que esto no ha sido técnicamente factible hasta ahora debido a la profundidad del lecho marino. Uno de los problemas de estas estructuras flotantes son las oscilaciones producidas por las olas y el viento, debiéndose evitar que la inclinación de la estructura supere un determinado valor durante la fase de operación. Este trabajo presenta un modelado dinámico sencillo y un sistema de control multivariable no lineal para una turbina Windfloat. Su función principal es mantener el aerogenerador en las condiciones óptimas requeridas de orientación para un mayor aprovechamiento de la energía del viento.

La construcción del espacio público para los recientes deportes alternativos que aparecen en la ciudad, además de la necesaria integración en la trama urbana que no desplace a quienes los practican a lugares en el extrarradio o marginales, lleva aparejados los retos de durabilidad y complejidad de ejecución de las superficies que se emplean en la práctica de estos deportes. Uno de ellos, el skateboarding, se dirime entre la colocación de módulos prefabricados sobre soleras horizotales o la ejecución de todas sus superficies (captadores de energía, trucos y superficie de deslizamiento) en hormigón “in situ”. El artículo que se presenta a continuación narra la experiencia de diseño y ejecución de estas geometrías complejas en continuidad con la apuesta por este material como respuesta durable en términos de juntas, asientos y abrasión frente a las opciones más económicas de los módulos prefabricados. A continuación se narra el desarrollo y los puntos más cruciales en el proceso del gunitado de superficies inclinadas y curvas en la ejecución de un skate-plaza. Una experiencia sobre la cual apenas existen detalles de ejecución y, sobre todo, indicaciones de dosificación y puesta en obra de la gunita como acabado final deslizante.

1.1 Resumen macroeconómico En el segundo trimestre la economía enfrentó varios choques, principalmente de oferta y de costos, la mayoría de los cuales no fueron anticipados, o los previstos fueron más persistentes de lo esperado, y que en conjunto interrumpieron la recuperación de la actividad económica observada a comienzos de año y llevaron la inflación total a niveles superiores a la meta. La inflación básica (sin alimentos ni regulados: SAR) aumentó, pero se mantuvo baja y acorde con lo esperado por el equipo técnico. A comienzos de abril se inició una tercera ola de pandemia, más acentuada y prolongada que la anterior, con un elevado costo en vidas humanas y algún impacto negativo en la recuperación económica. Entre mayo y mediados de junio los bloqueos de las carreteras y los problemas de orden público tuvieron un fuerte efecto negativo sobre la actividad económica y la inflación. Se estima que la magnitud de estos dos choques combinados habría generado una caída en niveles en el producto interno bruto (PIB) con respecto al primer trimestre del año. Adicionalmente, los bloqueos causaron un aumento significativo de los precios de los alimentos. A estos choques se sumaron los efectos acumulados de la disrupción global en algunas cadenas de valor y el incremento en los fletes internacionales que desde finales de 2020 vienen generando restricciones de oferta y aumentos de costos. Todos estos factores, que afectaron principalmente el índice de precios al consumidor (IPC) de bienes y de alimentos, explicaron la mayor parte del error de pronóstico del equipo técnico y el aumento de la inflación total a niveles superiores a la meta del 3 %. El incremento en la inflación básica y de los precios de los regulados fue acorde con lo esperado por el equipo técnico, y se explica principalmente por la eliminación de varios alivios de precios otorgados un año atrás. A todo esto se suma la mayor percepción de riesgo soberano y las presiones al alza que esto implica sobre el costo de financiamiento externo y la tasa de cambio. A pesar de los fuertes choques negativos, el crecimiento económico esperado para la primera mitad del año (9,1%), es significativamente mayor que lo proyectado en el informe de abril (7,1%), signo de una economía más dinámica que se recuperaría más rápido de lo previsto. Desde finales de 2020 las diferentes cifras de actividad económica han mostrado un crecimiento mayor que el esperado. Esto sugiere que los efectos negativos sobre el producto de las recurrentes olas de contagio estarían siendo cada vez menos fuertes y duraderos. No obstante, la tercera ola de contagio del Covid-19, y en mayor medida los bloqueos a las vías y los problemas de orden público, habrían generado una caída del PIB durante el segundo trimestre, frente al primero. Pese a lo anterior, los datos del índice de seguimiento a la economía (ISE) de abril y mayo han resultado mayores que lo esperado, y las nuevas cifras de actividad económica sectoriales sugieren que el impacto negativo de la pandemia sobre el producto se sigue moderando, en un entorno de menores restricciones a la movilidad y de mayor avance en el ritmo de vacunación. Los registros de transporte de carga (junio) y la demanda de energía no regulada (julio), entre otros, indican una recuperación importante después de los bloqueos en mayo. Con todo lo anterior, el incremento anual del PIB del segundo trimestre se habría situado alrededor del 17,3 % (antes 15,8 %), explicado en gran parte por una base baja de comparación. Para todo 2021 el equipo técnico incrementó su proyección de crecimiento desde un 6 % hasta el 7,5 %. Este pronóstico, que está rodeado de una incertidumbre inusualmente elevada, supone que no se presentarán problemas de orden público y que posibles nuevas olas de contagio del Covid-19 no tendrán efectos negativos adicionales sobre la actividad económica. Frente al pronóstico del informe pasado, la recuperación de la demanda externa, los niveles de precios de algunos bienes básicos que exporta el país y la dinámica de las remesas de trabajadores han sido mejores que las esperadas y seguirían impulsando la recuperación del ingreso nacional en lo que resta del año. A esto se sumaría la aún amplia liquidez internacional, la aceleración en el proceso de vacunación y las bajas tasas de interés, factores que continuarían favoreciendo la actividad económica. La mejor dinámica del primer semestre, que llevó a una revisión al alza en el crecimiento de todos los componentes del gasto, continuaría hacia adelante y, antes de lo esperado en abril, la economía recuperaría los niveles de producción de 2019 a finales de 2021. El pronóstico continúa incluyendo efectos de corto plazo sobre la demanda agregada de una reforma tributaria de magnitud similar a la proyectada por el Gobierno. Con todo eso, en el escenario central de este informe, el pronóstico de crecimiento para 2021 es del 7,5 % y para 2022 del 3,1 %. A pesar de esto, el nivel de la actividad económica seguiría siendo inferior a su potencial. La mejora en estas proyecciones, sin embargo, está rodeada de una alta incertidumbre. En junio la inflación anual (3,63 %) aumentó más de lo esperado debido al comportamiento del grupo de alimentos, mientras que la inflación básica (1,87 %) fue similar a la proyectada. En lo que resta del año el mayor nivel del IPC de alimentos persistiría y contribuiría a mantener la inflación por encima de la meta. A finales de 2022 la inflación total y básica retornarían a tasas cercanas al 3 %, en un entorno de desaceleración del IPC de alimentos y de menores excesos de capacidad productiva. En los meses recientes el aumento en los precios internacionales de los fletes y de los bienes agrícolas, y las mayores exportaciones de carne y el ciclo ganadero han ejercido presiones al alza sobre el precio de los alimentos, principalmente de los procesados. A estas fuerzas persistentes se sumaron los bloqueos de las vías nacionales y los problemas de orden público en varias ciudades registrados en mayo y parte de junio, los cuales se reflejaron en una fuerte restricción en la oferta y en un aumento anual no esperado del IPC de alimentos (8,52 %). El grupo de regulados (5,93 %) también se aceleró, debido a la baja base de comparación en los precios de la gasolina y a la disolución de parte de los alivios a las tarifas de servicios públicos otorgados en 2020. Como se proyectaba, la inflación SAR repuntó al 1,87 %, debido a la reactivación de los impuestos indirectos de algunos bienes y servicios eliminados un año atrás, y por las presiones al alza que ejercieron los alimentos sobre las comidas fuera del hogar (CFH), entre otros. En lo que resta del año se espera que el aumento en los alimentos perecederos se revierta, siempre y cuando no se registren nuevos bloqueos duraderos a las vías nacionales. El mayor nivel de precios de los alimentos procesados persistiría y contribuiría a mantener la inflación por encima de la meta a finales de año. La inflación SAR continuaría con una tendencia creciente, en la medida en que los excesos de capacidad productiva se sigan cerrando y registraría un aumento transitorio en marzo de 2022, debido principalmente al restablecimiento del impuesto al consumo en las CFH. Con todo esto, para finales de 2021 y 2022 se estima una inflación total del 4,1 % y 3,1 %, y una inflación básica del 2,6 % y 3,2 %, respectivamente. El comportamiento conjunto de los precios del IPC SAR, junto con continuas sorpresas al alza en la actividad económica, son interpretados por el equipo técnico como señales de amplios excesos de capacidad productiva de la economía. Estos persistirían en los siguientes dos años, al final de los cuales la brecha del producto se cerraría. El mayor crecimiento económico sugiere una brecha del producto menos negativa que la estimada hace un trimestre. Sin embargo, el comportamiento de la inflación básica, especialmente en servicios, indica que el PIB potencial se ha recuperado de forma sorpresiva y que los excesos de capacidad siguen siendo amplios, con una demanda agregada afectada de forma persistente. Esta interpretación encuentra soporte en el mercado laboral, en donde persiste un desempleo alto y la recuperación de los empleos perdidos se estancó. Adicionalmente, los aumentos en la inflación en buena medida están explicados por choques de oferta y de costos y por la disolución de algunos alivios de precios otorgados un año atrás. Los pronósticos de crecimiento y de inflación descritos son coherentes con una brecha del producto que se cierra más rápido y es menos negativa en todo el horizonte de pronóstico con respecto al informe de abril. No obstante, la incertidumbre sobre los excesos de capacidad es muy alta y es un riesgo sobre el pronóstico. Las perspectivas de las cuentas fiscales de Colombia se deterioraron, Standard & Poor’s Global Ratings (S&P) y Fitch Ratings (Fitch) redujeron su calificación crediticia, los bloqueos y problemas de orden público afectaron el producto y el país enfrentó una nueva ola de contagios de Covid-19 más acentuada y prolongada que las pasadas. Todo lo anterior se ha reflejado en un aumento de las primas de riesgo y en una depreciación del peso frente al dólar. Esto ha ocurrido en un entorno favorable de ingresos externos. Los precios internacionales del petróleo, del café y de otros bienes básicos que exporta el país aumentaron y han contribuido a la recuperación de los términos de intercambio y del ingreso nacional, y han mitigado las presiones al alza sobre las primas de riesgo y la tasa de cambio. En el presente informe se incrementó el precio esperado del petróleo para 2021 a USD 68 por barril (antes USD 61 bl) y para 2022 a USD 66 bl (antes USD 60 bl). Esta mayor senda presenta una convergencia hacia precios menores que los observados recientemente, como resultado de una mayor oferta mundial esperada de petróleo, la cual más que compensaría el incremento en la demanda de este bien básico. Por ende, se supone que el aumento reciente de los precios tiene un carácter transitorio. En el escenario macroeconómico actual se espera que las condiciones financieras internacionales sean algo menos favorables, a pesar de la mejora en los ingresos externos por cuenta de una mayor demanda y unos precios del petróleo y de otros productos de exportación más altos. Frente al informe de abril el crecimiento de la demanda externa fue mejor que el esperado, y las proyecciones para 2021 y 2022 aumentaron del 5,2 % al 6,0 % y del 3,4 % al 3,5 %, respectivamente. En lo corrido del año las cifras de actividad económica muestran una demanda externa más dinámica de la esperada. En los Estados Unidos y China la recuperación del producto ha sido más rápida que la registrada en los países de la región. En estos últimos la reactivación económica ha estado limitada por los rebrotes del Covid-19, las limitaciones en la oferta de vacunas y el poco espacio fiscal para enfrentar la pandemia, entre otros factores. La buena dinámica en el comercio externo de bienes se ha dado en un entorno de deterioro en las cadenas de valor y de un aumento importante en los precios de las materias primas y en el costo de los fletes. En los Estados Unidos la inflación sorprendió al alza y su valor observado y esperado se mantiene por encima de la meta, al tiempo que se incrementó la proyección de crecimiento económico. Con esto, el inicio de la normalización de la política monetaria en ese país se daría antes de lo proyectado. En este informe se estima que el primer incremento en la tasa de interés de la Reserva Federal de los Estados Unidos se dé a finales de 2022 (antes del primer trimestre de 2023). Para Colombia se supone una mayor prima de riesgo frente al informe de abril y se sigue esperando que presente una tendencia creciente, dada la acumulación de deuda pública y externa del país. Todo esto contribuiría a un incremento en el costo del financiamiento externo en el horizonte de pronóstico. La postura expansiva de la política monetaria sigue soportando unas condiciones financieras internas favorables. En el segundo trimestre la tasa de interés interbancaria y el índice bancario de referencia (IBR) se han mantenido acordes con la tasa de interés de política. Las tasas de interés promedio de captación y crédito continuaron históricamente bajas, a pesar de algunos incrementos observados a finales de junio. La cartera en moneda nacional detuvo su desaceleración anual y, entre marzo y junio, el crédito a los hogares se aceleró, principalmente para compra de vivienda. La recuperación de la cartera comercial y de los desembolsos a ese sector fue importante, y se alcanzó de nuevo el elevado saldo observado un año atrás, cuando las empresas requirieron niveles significativos de liquidez para enfrentar los efectos económicos de la pandemia. El riesgo de crédito aumentó, las provisiones se mantienes altas y algunos bancos han retirado de su balance una parte de su cartera vencida. No obstante, las utilidades del sistema financiero se han recuperado y sus niveles de liquidez y solvencia se mantienen por encima del mínimo regulatorio. A partir de este informe se implementará una nueva metodología para cuantificar y comunicar la incertidumbre que rodea los pronósticos del escenario macroeconómico central, en un entorno de política monetaria activa. Esta metodología se conoce como densidades predictivas (DP) y se explica en detalle en el Recuadro 1. Partiendo del balance de riesgos que contiene los principales factores que, de acuerdo con el juicio del equipo técnico, podrían afectar a la economía en el horizonte de pronóstico, la metodología DP produce distribuciones de probabilidad sobre el pronóstico de las principales variables (v. g.: crecimiento, inflación). Estas distribuciones reflejan el resultado de los posibles choques (a variables externas, precios y actividad económica) que podría recibir la economía y su transmisión, considerando la estructura económica y la respuesta de política monetaria en el futuro. En este sentido, permiten cuantificar la incertidumbre alrededor del pronóstico y su sesgo. El ejercicio DP muestra un sesgo a la baja en el crecimiento económico y en la brecha del producto, y al alza en la inflación. El balance de riesgos indica que las disyuntivas para la política monetaria serán potencialmente más complejas que lo contemplado en el pasado. Por el lado de las condiciones de financiamiento externo, se considera que el mayor riesgo es que se tornen un poco menos favorables, en un escenario en el cual la Reserva Federal de los Estados Unidos incremente con mayor prontitud su tasa de interés. Esto último, ante un crecimiento económico y del empleo mayor que el esperado en los Estados Unidos que genere presiones significativas sobre la inflación de ese país. A esto se suma la incertidumbre sobre el panorama fiscal en Colombia y sus efectos sobre la prima de riesgo y el costo del financiamiento externo. En el caso del crecimiento, la mayoría de los riesgos son a la baja, destacándose los efectos de la incertidumbre política y fiscal sobre las decisiones de consumo e inversión, la aparición de nuevas olas de contagio de la pandemia del Covid-19 y sus impactos sobre la actividad económica. En el caso de la inflación, se incorporó el riesgo de una mayor persistencia de los choques asociados con la disrupción de las cadenas de valor, mayores precios internacionales de las materias primas y de los alimentos, y una recuperación más lenta que la esperada de la cadena agrícola nacional afectada por los pasados bloqueos a las vías. Estos riesgos presionarían al alza principalmente los precios de los alimentos y de los bienes. Como principal riesgo a la baja se incluyó un alza de los arriendos menor que el esperado en el escenario central, explicada por una demanda débil y por una mayor oferta en 2022 dadas las altas ventas de vivienda observadas en el presente año. Con todo, el crecimiento económico presenta un sesgo a la baja y, con el 90 % de confianza, se encontraría entre un 6,1 % y 9,1 % para 2021 y entre el 0,5 % y 4,1 % para 2022. La brecha del producto tendría un sesgo a la baja, principalmente en 2022. El sesgo de la inflación es al alza, y se encontraría entre el 3,7 % y 4,9 % en 2021, y el 2,2 % y 4,7 % en 2022, con un 90 % de probabilidad. 1.2 Decisión de política monetaria En las reuniones de junio y julio la JDBR decidió mantener la tasa de política monetaria inalterada en 1,75 %.