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MODELACIÓN NUMÉRICA DE UNA TORRE DE CONCENTRACIÓN SOLAR CON ALMACENAMIENTO TÉRMICO

En el presente trabajo se desarrolla un modelo numérico de una torre de concentración solar, almacenamiento térmico por sales fundidas y un intercambiador de calor de placas paralelas. Estos tres componentes son fundamentales en una planta de concentración solar y permiten transferir la energía de la radiación proveniente del campo de heliostatos al ciclo de potencia. El modelo recibe como entrada el flujo de radiación de los heliostatos y como resultado se obtiene el calor que las sales fundidas pueden entregar al ciclo de potencia. El modelo es versátil y puede ser acoplado a diferentes campos de helióstatos y diferentes ciclos termodinámicos de diferentes potencias ya que todos los compontentes del modelo son escalables en función de las especificaciones requeridas. El modelo numérico se valida usando los resultados del software de código libre SAM con las especificaciones técnicas de la planta de concentración solar Solar Two. Finalmente, se modela una planta torre de concentración solar ubicada en el norte de Chile, la cual tiene acoplado un ciclo de Brayton que opera con dióxido de carbono en estado supercrítico y se obtienen resultados para el ciclo en condiciones variables.
 In the present work, a numerical model of a solar concentration tower, thermal storage by molten salts and a parallel plate heat exchanger is developed. These three components are essential in a concentrated solar power plant and allow transfer of radiation energy from the heliostat field to the power cycle. The model receives the radiation fluxof the heliostat field as input and as a result the heat that the molten salts can deliver to the power cycle is obtained. The model is versatile and can be coupled to different fields of heliostats and different thermodynamic cycles of different powers since all the components of the model are scalable depending on the required specifications. The numerical model is validated using the results of the open source software SAM with the technical specifications of the Solar Two power plant. Finally, a concentrated solar tower located in the north of Chile is modeled, which has a Brayton cycle coupled that operates with carbon dioxide in a supercritical stateand results are obtained for the cycle under variable conditions.
MODELACIÓN NUMÉRICA DE SISTEMA DE DESALINIZACIÓN HDH CON INCORPORACCIÓN DE PVT

En este trabajo se desarrolla una simulación transiente de un sistema de desalinización mediante método humidificación-deshumidificación. Los datos de la simulación se validan contra los datos de un sistema real en el cual el de la simulación está basado, este se encuentra instalado en el laboratorio de energía renovables (LER) de la universidad. El modelo numérico se desarrolla en el sistema TRNSYS y su finalidad es evaluar la conveniencia de incorporar un PVT o panel térmico-fotovoltaico, para reducir el número de componentes del sistema y hacerlo más económico. Integrar un PVT también haría que el sistema mejore su eficiencia energética ya que se podría aprovechar de enfriar los paneles fotovoltaicos a la vez que se aprovecha la energía térmica de los mismos, lo que aumentaría la eficiencia de la colección eléctrica y evita el desperdicio de la energía térmica al medio ambiente. Para este estudio se proponen dos configuraciones diferentes de PVT, una de ellas dentro de un ciclo de agua salada y otra dentro de un ciclo de fluido térmico, que este caso sería agua potable. Por lo tanto, ambas configuraciones involucran un PVT que funcione con un fluido líquido. El modelo matemático que se usa para el PVT es el propuesto por J. Bilbao y A. B. Sproul de la Universidad de New South Wales [24]. Este modelo es recibido en lenguaje Fortran y luego implementado en TRNSYS. Los resultados indican quelas configuraciones 2 y 3 son recomendadas ya que pueden producir más energía eléctrica con menor área de instalación que el sistema 1, con una pequeña disminución en la producción de destilado. Además, el sistema 3 es especialmente recomendable cuando se utiliza un PVT con cubierta ya que en ese caso se podría conseguir incluso mayor producción de destilado que el sistema base. Los resultados también indican que valores bajos de flujo de agua salada y que altos valores de radiación son muy beneficiosos para la producción de destilado. El mejor funcionamiento se encuentra en los menores flujos de agua salada del rango analizado y en las regiones de Antofagasta y Atacama donde la radiación es alta gracias a la poca humedad ambiental y baja nubosidad. Finalmente se concluye quela tecnología PVT tiene mucha investigación por si sola, sin embargo, no tiene tanta investigación al mezclarla con HDH. A pesar de esto se considera que usarla en sistemas HDH es una alternativa que entrega varios beneficios, como lo mostraron las simulaciones desarrolladas en TRNSYS. Estas simulaciones se llevaron a cabo gracias a la posibilidad de desarrollar un modelo numérico de un sistema HDH en ese software. De las tres configuraciones analizadas, se recomienda aquella en que un campo de PVT reemplaza completamente los colectores (configuración 3), por ser la más económica y entregar los mejores resultados en términos de cogeneración, es decir, producir tanto agua como energía eléctrica. Este modelo numérico entrega varias posibilidades para evaluar la modificación de estos sistemas HDH, con lo cual se abre una gran variedad de trabajos futuros en este mismo software.
DISEÑO DE UN LABORATORIO PARA DEGRADACIÓN ACELERADA DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS POR RADIACIÓN ULTRAVIOLETA

En este documento se presenta el trabajo realizado para el diseño de un laboratorio de envejecimiento acelerado por radiación ultravioleta. Para esto, se hizo una revisión de las metodologías utilizadas actualmente en laboratorios alrededor del mundo y luego se seleccionaron equipos y materiales para reacondicionar una jaula de Faraday y construir una cámara climatizada donde se controlen radiación y temperatura para realizar la prueba de precondicionamiento UV descrita en la norma IEC 61215. Se revisaron los requisitos para la realización de las pruebas de calidad de módulos fotovoltaicos que deben realizarse antes de la prueba de precondicionamiento, añadiendo procedimientos que aumentan la capacidad de evaluación de los módulos. Se identificaron los parámetros para hacer pruebas de degradación más exigentes que caractericen la operación en climas específicos, adoptando una metodología ya probada y modificándola para obtener resultados más representativos de climas con alta radiación UV.
 This document presents the work done for the design of an ultraviolet radiation accelerated aging laboratory. For this, a review of the methodologies currently used in laboratories around the world was carried out and then equipment and materials were selected to recondition a Faraday cage and build an environmental chamber where radiation and temperature are controlled to performthe UV preconditioning test described in the IEC 61215standard. Additionally, the requirements for the photovoltaic module quality tests that must be carried out prior to the preconditioning test were reviewed, adding procedures that improve the capacity of evaluation of modules. The parameters to carry out more demanding degradation tests that characterize the operation in specific climates were determined, adopting an already proven methodology and modifying it to obtain more representative results in climates with high UV radiation.
ESTUDIO PARÁMETRICO DE UN EVAPORADOR EN UNA DESALADORA POR MULTIEFECTO

En este trabajo de título se presentan los resultados obtenidos al estudio de diversas configuraciones para una planta desaladora por multiefectos (MED), simulada numéricamente mediante el sofware Engineering Equation Solver (EES). En primera instancia, se revisa el contexto de la industria desalinizadora y las principales tecnologías involucradas, para posteriormente detallar los aspectos más relevantes en la desalinización térmica por multiefectos. Se examina en profundidad el comportamiento del evaporador, analizando los flujos y fenómenos que se relacionan en su interior, y se obtiene una correlación para calcular su coeficiente global de transferencia de calor, con el objetivo de simplificar las simulaciones numéricas. Con ello, se estudia el funcionamiento de la planta a distintas modificaciones, tales como: variación en la cantidad de efectos, número de evaporadores y su tamaño, cantidad de flujo de alimentación y temperatura de condensado en primer efecto. Mediante la herramienta un certainty propagation del software EES, se realiza un análisis desensibilidad del ±10 %de las variables temperatura y flujo de enfriamiento (relacionadas con el condensador), temperatura salida del condensado en primer efecto y temperatura de alimentación, y se cuantifica sus impactos en el parámetro de rendimiento GOR (Gained Output Ratio) y en la producción de destilado. Finalmente, el modelo desarrollado se adapta a las condiciones correspondientes a la Plataforma Solar de Almería (PSA), y se registran valores obtenidos para cada efectos para la temperatura de salmuera, flujo másico de vapor formado y flujo másico de salmuera.
 This work presents the results obtained from the study of multiple configurations for a multieffect desalination plant (MED), numerically simulated using the Engineering Equation Solver (EES) software. In the first part, the context of desalination industry and main technologies involved are reviewed to further detail the most relevant aspects in thermal desalination by multieffects. The behavior of the evaporator is examined in depth, analyzing the flows and phenomena that are related in its interior, and a correlation is obtained to calculate the global heat transfer coefficient, in order to simplify the numerical simulations. Using this correlarion, the operation of the plant isstudied under different conditions, such as: variation in the number of effects, number of evaporators and their size, amount of feed flow and first effect condensate temperature. Using the uncertainty propagation tool of the EES software, a sensitivity analysis of ±10 % was done on variables involving temperature and cooling flow (related to the condenser), first effect condensate outlet temperature and feeding temperature, and its impacts on the GOR (Gained Output Ratio) performance parameter and on distillate production are quantified. Finally, the developed model is adapted to the conditions corresponding to the Almería Solar Platform (PSA), and values obtained for each effect are recorded for the brine temperature, mass flow of vapor formed and mass flow of brine.
INSPECCIÓN BASADA EN TERMOGRAFÍA AÉREA PARA PLANTAS FOTOVOLTAICAS SITUADAS EN TECHOS

Faced the decarbonization of the Chilean energy matrix, it is that in recent years the installation projects of photovoltaic plants located both on the ground and on the rooftop have increased. Therefore, the need arises to study aerial thermography and establish the common characteristics that this type of inspection must meet in these plants and thus support their respective maintenance. Based on what has been learned through the state of the art and the experience gained from flight tests and experiments, flight guide is generated, and a work methodology is proposed. Finally, this work is contrasted with the IEC 62446-3: 2017 thermography international standard.
 Ante la descarbonización de la matriz energética chilena, es que en los últimos años se han incrementado los proyectos de instalación de plantas fotovoltaicas situadas tanto en suelo como en techo. Por tanto, surge la necesidad de estudiar la termografía aérea y establecer las características comunes que este tipo de inspección debe cumplir en estas plantas y así apoyar sus respectivos mantenimientos. A partir de lo recopilado en el estado del arte, la experiencia adquirida de las pruebas de vuelo y los experimentos se generó una guía de buenas prácticas y se propone una metodología de trabajo para inspección de plantas FV a través de termografía aérea. Por último, para validar los resultados obtenidos, se contrastaron los requerimientos del estándar internacional de la IEC 62446-3: 2017 con los resultados obtenidos en este trabajo.
APORTE A LA ORGANIZACIÓN DE EMPRESA METALMECÁNICA CON INCORPORACIÓN DE MÁQUINAS-HERRAMIENTA CON CONTROL NUMÉRICO

El objetivo principal de este trabajo, es el de entregar criterios generales que sirvan de base al realizar la organización de una empresa metal-mecánica de tamaño mediano que ha decidido la introducción de máquinas-herramienta con control numérico en sus procesos productivos que hasta la fecha eran realizados por máquinas-herramientas convencionales. La realización del trabajo comienza con una etapa de conceptos necesarios para el desarrollo con el fin de otorgar mayor entendimiento al problema. Luego, con el fin de establecer actividades precisas de planificación y adecuados límites de acción, se define la etapa condiciones especificas para el desarrollo. Finalmente, se efectúa el desarrollo del estudio de organización donde se entregan criterios y resultados para servir de aporte a la organización de una empresa especifica.
APLICACIÓN DE ESTRATEGIAS DE MEJORA CONTINUA EN LABORATORIO DE MANUFACTURA AVANZADA

El Laboratorio de Manufactura Avanzada, perteneciente al Departamento de Ingeniería Mecánica, se ubica en el Campus San Joaquín de la Universidad Técnica Federico Santa María. Al tener un enfoque estilo MakerSpace tanto los alumnos como la comunidad pueden acceder a máquinas, herramientas, servicios y un espacio de aprendizaje para el desarrollo de actividades y prototipos con fines académicos, de investigación, personales o industriales a baja escala. Desde que se fundó el laboratorio se ha estado trabajando sin un funcionamiento estandarizado. Las personas cumplen sus funciones como les han enseñado de boca en boca. Por otra parte, la distribución espacial tampoco está definida de manera particular, el mobiliario y las máquinas están ubicadas de manera aleatoria. El presente trabajo se realizó con el objetivo de mejorar estas condiciones, acomodar el lugar para instalar una nueva máquina de sinterización y acondicionar para poder realizar clases prácticas de prototipado para las carreras de Ingeniería Civil Mecánica e Ingeniería en Diseño de Productos. Esto a través de la aplicación de herramientas de mejora continua, siguiendo los pasos de la metodología DMAIC.
 The Advanced Manufacturing Laboratory, belonging to the Mechanical Engineering Department, is located on the San Joaquín Campus of the Federico Santa María Technical University. By having a MakerSpace-style approach, students and the community can access a learning space with machines, tools, services for the development of activities and prototypes for academic, research, personal or small scale industrial purposes. Since its founding, the lab has been functioning without a standardized operation, resulting in people carrying out their functions as they have been taught by word of mouth. Furthermore, the spatial distribution is not defined in a particular way either, the furniture and machines are randomly located. The present work aims to improve these conditions, accommodating the workplace to install a new sintering machine and allowing the appropriate conditions to carry out the Mechanical Engineering and Product Design Engineering carreer's practical prototyping classes. All of this, through the application of continuous improvement tools, following the DMAIC methodology steps.
ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD TECNICA ECONOMICA PARA LA CREACION DE UNA EMPRESA DEDICADA A LA EJECUCION DE DOMOS TURISTICOS

La actividad turísticaen el país ha presentado un fuerte crecimiento año tras año, los turistas tanto nacionales como extranjeros se dedican a recorrer cada vez más lugares nacionales para conocer y lo hacen con mayor frecuencia, según estadísticas aportadas por SERNATURla demanda de visitantesaumenta cada año principalmente en regiones de carácter turísticocomo lo es la región de la Araucanía.Debido a que por hoy el rubro turístico presenta un escenario muy favorable para realizar inversiones, surge la idea de evaluar un proyecto ligado a este rubroen una región que presenta una alta demanda de turistas por contar con distintos atractivos turísticos presentes en todosu territorio.La idea es entregar respuesta a las necesidades a los inversores de establecimientos de alojamientos turísticos ofreciendo un producto que cumpla con todos los requisitos y características para destacar en frente de la competencia.El presente trabajo tiene como finalidad el realizar un estudio de prefactibilidad técnico económico de una empresa dedicada a la ejecución de domos turísticos, ejecutandodiferentes estudios para determinarsufactibilidad.Esteestudio de prefactibilidad técnico económico se divideen trescapítulos, donde elprimero abarca la presentaciónde la empresa,indicándoselos objetivostanto general como específicos, de igual manera se realiza un análisis FODAy se ejecutaun estudio de mercado, en donde se analizala demanda y oferta actual y futurade acuerdo condatos estadísticos entregados por SERNATUR.El segundo capítulo, constará del estudio técnico de la empresa, donde se detallala descripción y selección de procesos,la modalidadde captación de clientes,cotizaciones y selección de equipos. Otro punto por abarcar en el estudio técnico correspondea los aspectos técnicos y legales de la empresa, diseño de la plantay documentos del proyecto como lo son las cotizaciones.Por último, el tercer capítulodesarrollael estudio económico, uno de los más importantes, en donde se calculavalores importantes que están asociados a la fabricación de los domos, se conocerán las distintas fuentes de financiamiento en modalidad de inversión propia y financiamiento crediticiobancariode 25%, 50% 75%, en donde la opción más conveniente se escoge de acuerdo conindicadores como el VAN, el PRI y la TIR.
FULL BRIDGE CONVERTER CONTROLLER IC

El presente proyecto consiste en la explicación y funcionamiento de una fuente conmutada a través de un diagrama de bloque que explica la parte de control hasta el rectificador con filtro. Se menciona las características con el uso de la hoja técnica, el tipo de onda que produce y cálculos que demuestra la selección de cada uno. Se utilizará un driver que entrega dos trenes de pulso, un controlador de potencia para los MOSFET entre en conmutación, transformador de pulso que trabaja con altas frecuencia, un rectificador y un filtro para el tiempo muerto del driver. Con un programa llamado Proteus se implantará el circuito por etapas para obtener mejores resultados y contemplar el acabado en 3D.
ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD TECNICA Y ECONOMICA PARA LA FABRICACION DE PASAMANOS CON COBRE ANTIMICROBIANO

El presente trabajo tiene como objetivo general evaluar la factibilidad técnica y económica de reactivar el diseño, fabricación y comercialización de pasamanos de cobre y de sus distintas aleaciones aprobadas que cumplan con la función autodesinfectante para espacios públicos. El estudio trabaja sobre una empresa existente, la cual entre los años 2010-2016 se dedicó a la fabricación de productos con cobre por sus características auto sanitizantes, entre ellos los pasamanos y barandas.Este estudio se divide en cuatro capítulos, siendo el primero sobre el negocio del proyecto, dónde se revisa la historia de la empresa CuBH SpA y su situación actual, los objetivos del proyecto, análisis FODA y la localización del proyecto, el cual quedará situado en el sector industrial de la comuna de Ñuñoa, Santiago por los motivos que se describirán con más detalle dentro de este mismo estudio. Además, en el primer capítulo se analiza la demanda y la oferta actual y futura del producto a comercializar, más un análisis del precio y del sistema de comercialización.En el segundo capítulo, se profundizará en la ingeniería conceptual del proyecto, determinando los costos y gastos de este, como también las inversiones necesarias para su funcionamiento y el capital humano involucrado.El tercer capítulo es sobre la Ingeniería de detalles del proyecto, dónde se determinará la mejor alternativa de disposición de máquinas siguiendo el método de Guerchet, la elección de máquinas y sus fichas técnicas y el cálculo estructural de los pasamanos en conformidad con las normas vigentes en Chile. Para finalizar, en el cuarto capítulo se evaluará financiera y económicamente el proyecto. Para ello se hará un ejercicio financiero con el proyecto puro (sin prestamos) y con créditos a 10 años por el 25%, 50% y el 75% para financiar las inversiones y capital de trabajo. Con ello se evaluarán cuatro flujos de caja con los financiamientos ya mencionados dando como resultado un VAN = 10202 UF, un TIR de 78.7% y un PRI de 2.2 años.
ESTUDIO DE PREFRACTIBILIDAD PARA LA CREACION DE UNA EMPRESA DE SERVICIO DE ASEO Y DESINFECCION INDUSTRIAL

Elpresente proyecto lleva por título “Estudio de prefactibilidad para la creación de una empresa de aseo industrial”, en la ciudad de Valparaíso. El principal objetivo está enfocado en el combate de la propagación del virus Sars-Cov-2, comúnmentellamado “Covid 19” o “Coronavirus”enmedianas empresas de la ciudad,disminuyendo así las posibilidades de contagio mediante superficies contagiadas,ademáspermitirá la eliminación deotros patógenosdañinos para la salud.En el capítulo Nº1 “Diagnóstico y metodología de evaluación”, sedefine el proyecto, los objetivos generales y específicos, impactos relacionados a su ejecución ycómo influye su creación para el sector. Principalmente es un impacto positivo, ya que, los clientes o consumidoresbuscan permaneceren lugares limpios, sanitizados y libres de cualquier tipo de patógeno dañino para su saludy de los demás.En el capítulo Nº2“Análisis de prefactibilidad de mercado”, se da a conocer la demanda mediante una encuesta realizada a potenciales clientes, se analiza el mercado actual, las competencias, ubicación geográfica, promociónde la empresa mediante plataformas digitales, detalle del servicio ofrecido, determinaciónde precios, entre otras. En el capítulo Nº3 “Análisis de prefactibilidad técnica”, se describeel servicio y sus procedimientos, selecciónde equipos y maquinariasnecesarios, especificaciones técnicasy calidaddel producto. Conjuntamente,se establece el personal inicial, costos operacionales, gastos e inversiones.Para ello la inversión requerida considerando inversión en compra de activos, puesta en marcha, capital de trabajo y un 15% paraimprevistos es de$27.120.203(938,78UF).En el capítulo Nº4 “Análisis de prefactibilidad administrativa, legal,societaria, tributaria, financiera y ambiental”, se determinacomo obtener los recursos, poniendo en regla la implementación de la empresa, tipo de sociedad y todo ámbito egal a cumplir mediante normas y leyes vigentes.
NUEVO COLEGIO ULDA ARACENA GONZALEZ ADAPTABILIDAD A LOS CAMBIOS EN EL MODELO EDUCATIVO

La memoria abarca el estudio y diseño de un colegio, poniendo como estudio la flexibilidad y adaptabilidad del proyecto frente a los constantes cambios en los modelos educativos, normas o formas en las que actualmente se hace y construye escuela en nuestro país. Para esto es vital un estudio y observación previa de como las escuelas han variado históricamente en el tiempo, de manera de poder entender como podrían cambiar en un futuro, además de entender los distintos modelos educativos los cuales el país ha implementado, así como sus proyecciones futuras. Para esto se trabajará con la Escuela Ulda Aracena Gonzáles a modo de caso de estudio y lugar a proyectar; escuela pública de dependencia municipal ubicada en la Comuna de Nogales, la cual acoge a cerca de 500 alumnos de las clases sociales más bajas y medias del sector.