Abordando la Tercera Misión: Transferencias Tecnológicas

D Sc. Johan Guzmán Diaz
Departamento de Tecnologías Industriales
Facultad de Ingeniería
Universidad de Talca
Sumario
 Introducción
 La tercera misión de las universidades públicas
 Medios de generación
 Ahorro de energía
 Experiencias, resultados y problemas de vinculación
con el medio
 Conclusiones
Introducción
 El costo de la energía eléctrica en Chile supera promedio de la región
afectando directamente la competitividad del sector industrial,
específicamente el de la industria minera y metalmecánica.
 Problema de déficit energético se debe atacar tanto desde el punto de
vista de la generación como desde el punto de vista del ahorro de
energía.
 En forma complementaria con grandes generadoras, marco regulatorio
dado por ley 20.257 fomenta instalación de pequeñas centrales de
ERNC. Así como ley 20.571 fomenta instalación de micro generación
en clientes regulados (esperando reglamento asociado).
 Brechas de información respecto naturaleza de las leyes, reglamentos
y fondos de apoyo dificulta instalación de generación a pequeña
escala y de micro generación.
Introducción
¿Cuál es el rol que las universidades
públicas deben cumplir en este
escenario?
La tercera misión de las
universidades públicas
 Las universidades públicas se definen en función de tres misiones,





investigar, educar y transferir conocimientos al entorno.
Existen en Chile especialistas de alto nivel en diferentes áreas
dedicados a investigación y desarrollo de tecnología.
Resultados de investigación genera publicaciones y reconocimiento en
círculos de especialistas.
Con contadas excepciones resultados no se están convirtiendo ni en
negocios ni en mejoras a la comunidad.
Es tarea de los planteles universitarios mejorar mecanismos de
transferencia tecnológica de modo que la comunidad se
beneficie.
Si queremos ingeniería de clase mundial, universidad debe
responder a problemas de su entorno y desarrollar tecnología
aplicada a problemas locales, con recursos globales.
La tercera misión de las
universidades públicas
 Con datos del 2011, Chile
comparado con países
OECD tiene 5 Preció más
caro electricidad
para
industrias, solo superado
por Japón, Eslovaquia,
Republica
Checa,
y
Alemania. Ninguno con
recursos Hídricos,
 2011
costo de energía
eléctrica a industrias en
Chile fue de fue de us$
154/MW-hr , US$ 40 sobre
promedio
ponderado
OECD.
Fuente: Comparación de Precios de Electricidad en Chile y países de la
OCDE y América Latina1 informe BCN
La tercera misión de las
universidades públicas
Fuente: Comparación de Precios de Electricidad en Chile y países de
Iberoamérica informe BCN
La tercera misión de las
universidades públicas
 Estudios centro de energías de la facultad de ingeniería sobre
efectos de precios de energía indican:
 Retail y banca traspasan costos de consumos eléctricos a precios de
clientes.
 Empresas agrícolas intensivas en mano de obra no perciben de forma tan
evidente efectos de alza de energía, con excepción del bombeo y
refrigeración.
 Es factor critico para minería, de cuyos procesos gran parte de los costos
están asociados a precio de la energía.
 Es factor critico para industria metalmecánica.
 Es factor critico para fundiciones.
La tercera misión de las
universidades públicas
Si precio de la energía repercute en la
minería y en la industria del país…
¿Porque se produce oposición a
proyectos de generación?
La tercera misión de las
universidades públicas
1.- Malas experiencias pasadas
Política de hechos consumados, comunidad se entera de
efectos del proyecto cuando este ya se comienza a
ejecutar.
2. Desplazamiento de comunidades.
3. Efectos ambientales, ejemplo de central Ralco, ante
presión ciudadana proyecto no se detiene y apenas se
obtienen los permisos se inunda valle SIN TALA RASA
del BOSQUE. El efecto, es tener descomposición
anaerobia de la madera con emisión de metano en
un proyecto que debió ser de energía limpia.
1.
La tercera misión de las
universidades públicas
2.- Desconocimiento
“No se mucho del tema pero mi opinión es …”
(escuchado a una señora en un bus en la ruta 160)
No existe una política pública destinada a educar a la ciudadanía respecto
a las diferentes alternativas de generación, con sus ventajas,
desventajas, costos y medidas de mitigación.
¿Cómo pedimos racionalidad si no entregamos
herramientas de juicio?
La tercera misión de las
universidades públicas
3.- Desconexión territorial
“Nos dejan la mugre, y los tributos se quedan en
Santiago”
En general las comunidades no sienten que se les tome
en cuenta al momento de intervenir su entorno. Ni
tampoco ven efectos positivos de largo plazo cuando
se instala un proyecto de generación.
La tercera misión de las
universidades públicas
Reacción Ciudadana
La suma de desconfianza, ignorancia y el sentimiento de
abandono se traduce en la consigna
“No queremos nada”
La tercera misión de las
universidades públicas
No se escucha
“Queremos energía barata, con proyectos que
consideren las necesidades de la comunidad
afectada, con participación ciudadana, bien
ejecutados y con un plan de beneficio
permanente para los municipios afectados”
como se esperaría de una ciudadanía
educada.
¿Cómo lo hacemos?
La tercera misión de las
universidades públicas
Falta mayor cooperación y disposición a escucharse
mutuamente entre comunidades, autoridades,
empresas y la academia.
La tercera misión de las
universidades públicas
Las universidades deben convertirse en entes
divulgadores y generar instancias de encuentro
entre todos los actores involucrados.
Medios de Generación
Ventajas, desventajas, mejoras tecnológicas, obras de
mitigación
 Convencional,
 Central hidroeléctrica de represa (Renovable)
 Central Hidroeléctrica de paso (Renovable)
 Central termonuclear
 Central térmica gas natural
 Central térmica carbón
 Central térmica Diesel
Medios de Generación
Ventajas, desventajas, mejoras tecnológicas, obras de
mitigación
 ERNC







Mini Hidro
Central geotérmica
Central térmica biomasa
Parque eólico
Parque eólico off shore
Parque fotovoltaico
Parque termo solar
 No convencional
 Térmica quema basura
Medios de Generación
 Discusiones importantes afectan ciudadano
 Mega centrales v/s pequeñas centrales ventajas y desventajas.
 Conceptos de Net Metering, Net Billing, Net Parity.
 Interconexión de sistemas, HVAC v/s HVDC.


Interconexión SING-SIC
Interconexión anillos energéticos internacionales, ejemplos
europeos, asiáticos
 Implementación de la Ley 20.257 fomento energías
renovables.
 Futura implementación de la ley 20.571 fomento micro
generación.
 Generación distribuida, Smart Grids, ciudades inteligentes,
tarificación diferenciada.
 Calidad de suministro FACTS.
Medios de Generación
 Ejemplo de información que debe conocer ciudadanía
 Conexión de Redes de Transmisión:
 HVDC o HVAC
 HVDC




Mas económica a largas distancias, enlace Xiangjiaba-Shanghai
2.071km
Conexión punto a punto
Permite aislar fallas entre las redes
Conexión de redes asincrónicas
 HVAC
 Más económica en distancias menores a 300km.
 Requiere sincronización de todos los generadores conectados a la
red.
 Conexión multipunto.
Medios de Generación
 Desafíos:
 Aumentar generación con proyectos convencionales
proyectados en corto, mediano y largo plazo.
 Interconexión de sistemas nacionales/internacionales
mediante HVDC.
 Aumentar participación de ERNC fomentando pequeñas
generadoras.
 Educar a la población para que conozca ventajas y
desventajas de todos los medios de generación.
 Prepararse para desafío de generación distribuida, redes
inteligentes
Ahorro de energía
“No es mas rico el que mas tiene sino el que menos
necesita” (San Agustín)
Ahorro de energía
Para lograr los objetivos de eficiencia energética, existen
buenas tecnologías y también buenas prácticas, ambas
son importantes.
Ahorro de energía
 Iluminación
 Cambio de bombillas por sistemas más eficientes como tecnología
LED.
 Uso racional de iluminación apague la luz.
 Transporte
 Automóviles híbridos
 Automóviles eléctricos
 Uso de bicicleta, transporte público o las piernas.
Ahorro de energía
•
Calefacción


•
Mejoras construcción ¿casas punta arenas con los mismos modelos
que zona central? Uso aislamiento para ahorro energético.
Uso de energía solar para precalentamiento de agua, aporte de paneles
fotovoltaicos para uso de bombas de calor para generación de
calor/frio.
Procesos Industriales
 Recuperación de calor, cogeneración.
 Rediseño de fuentes de poder
 Optimización de layout de procesos
 Uso de variador de frecuencia para control de caudal.
 Uso de variador de frecuencia para control en accionamientos.
 Implementación de sistemas regenerativos para recuperación de
energía.
Ahorro de energía
• Ejemplo uso variadores de frecuencia
 ¿Cómo beneficia el uso de convertidores estáticos a su bolsillo?
Imagine que usted paga $100.000/año por la energía que consume una
pequeña bomba de caudal variable. Si usted requiere 50% del caudal y
utiliza una válvula, sigue pagando $100.000/año, pero solo ocupa
$50.000/año. Si decide alimentar la bomba con un variador de
frecuencia de un 98% de eficiencia, que cueste $50.000, entonces usted
gastará $51.000/año por la energía y la inversión se recuperará al
segundo año.
 Escale esta situación en todo Chile. El ahorro es interesante. Procesos
críticos involucran a todos aquellos con motores operando con
potencias variables.
Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
 Asesoría diseño de parque fotovoltaico Loncomilla (2MW)
 Plataforma Energética Maule.
 Programa Descubriendo Talento Científicos
 Diseño de sistemas de captación de aguas lluvias, riego
fotovoltaico y purificación de agua para consumo humano.
 Retrofitting de maquinaria de industria metalmecánica
para mejorar perfil eficiencia energética.
Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
 DISEÑO DE PARQUE FOTOVOLTAICO LONCOMILLA
 El proyecto de Parque Fotovoltaico consistirá en una planta de 2MW, destinada
a abastecer un sistema de riego para 3 mil 500 hectáreas en el sector de
Melozal Marimaura, en la comuna de San Javier, beneficiando a 76 agricultores.
 Elaborado en coordinación con la Dirección de Obras Hidráulicas del Maule, la
iniciativa se enmarca en la necesidad de aumentar en los próximos años la
superficie, seguridad y eficiencia de regadío en las localidades del secano
maulino, zonas que de acuerdo al último censo agropecuario presentan un
déficit del 90% de agua.
 El proyecto, pionero en la Región, buscará promover en la zona de Marimaura el
uso del recurso solar y las Energías Renovables No Convencionales (ERNC),
fortaleciendo la pequeña agricultura local, reduciendo sus costos de operación y
aumentando la productividad de los predios del secano
Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
 PLATAFORMA ENERGETICA
DEL MAULE.
 Información de potencial energético
georeferenciado.
 Divulgación de tecnologías
asociadas a generación y eficiencia
energética.
 Asociada a actividades de
divulgación en colegios
(Descubriendo Talento Cientificos)
 Servicios de evaluación energética
más detallada. (bucket de
100mx100m)
Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
 Descubriendo Talento Científicos
 Intervención en colegios de la séptima región con modelo de
apadrinamiento de alumnos de últimos años a equipos de
colegios que compiten en feria científica.
 Desarrollo de kits de bajo costo para aprendizaje de metodos
de generación de energía y ahorro de energía.
 Ayuda al colegio y universidad a detectar talentos en áreas de
las ciencias.
 Fuerte impacto en zonas de alta ruralidad.
Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
 Diseño de sistemas de captación de aguas lluvias, riego
fotovoltaico y purificación de agua para consumo humano
 Beneficia a pequeñas comunidades agrícolas del secano costero e interior de la
séptima región sin derechos de agua y sin acceso a energía eléctrica.
 Considera uso de SCALL que almacena 50 m3 de agua para predios de 2HA,
planificación de riego, instalación de planta de bombeo solar, instalación de
sistema de purificación de agua.
 Incluye capacitación de beneficiarios y funcionarios municipales.
 Paradigma de proyecto orientado a mejorar calidad de vida de comunidades
rurales y reducir brechas de acceso a información y tecnología.
Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
• Retrofitting de fuentes de poder para tinas de
cromado para mejorar su perfil eficiencia
energética.
 Requerimiento de particular para mejorar el costo de
su proceso.
 Búsqueda y propuesta de diferentes alternativas
 Implementación de solución mejor adaptada a
requerimientos.
Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
 Procesos de galvanoplastia





El proceso de galvanoplastia consiste en utilizar la electrodeposición
de un material sobre otro material conductor, con el objeto de
mejorar alguna característica, ya sea dureza, resistencia a la corrosión
o para joyería.
Procesos industriales más utilizados, protección de acero con
cromo, zinc, aluminio.
Joyería procesos mas utilizados cobertura de sustrato con metales
como oro y plata.
Proceso requiere circulación de altas corrientes controladas a bajos
voltajes, lo que trae aparejado un aumento significativo de perdidas
de conducción en algunos casos.
Fuentes de poder sencillas, pesadas, con rendimiento de 60-70%.
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Camino a los Niches km 1 Curicó
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Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
 ¿Que alternativas existen?
 Rectificador tradicional SCR, maquina robusta, utiliza transformador trifásico
reductor de 380/6V de 10kVA. Rendimiento máximo 67%. Peso fuente de poder,
120 kg.
 Propuesta de reemplazo 1: Utilizar mismo transformador de maquina
tradicional, desplazando control de flujo de potencia al primario con arreglo de
SCR operando a frecuencia natural y reemplazando rectificador controlado de
secundario por rectificador de diodos. Rendimiento máximo 83%. Peso fuente
de poder, 120 kg.
 Propuesta de reemplazo 2: Se reemplaza transformador por transformador de
alta frecuencia. Se desplaza control potencia al primario con un variador de
frecuencia que entrega una salida de voltaje variable a una frecuencia de 20 kHz
y reemplazando rectificador controlado de secundario por rectificador de
diodos. Rendimiento máximo, 80%. Peso fuente de poder, 40 kg.
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vinculación con el medio
i sa
io
1200
I o. ref
1000
Current (A)
v sa
800
600
io
400
200
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
time(s)
Topología Original
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Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
1200
I o. ref
Current (A)
1000
800
600
io
400
200
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
time(s)
Propuesta de reemplazo 1:
1200
I o.ref
Current (A)
1000
800
600
io
400
200
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
time(s)
Propuesta de reemplazo 2:
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Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
Se selecciona alternativa mas sencilla por sobre la más
tecnológica cliente puede reutilizar mayor parte de su
antiguo equipo y no requiere moverlo, por lo que no se
justifica mayor inversión para bajar peso.
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Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
 Problemas:
 PYME no sabe donde buscar ayuda, largo tiempo entre búsqueda de




solución y encuentro con experto..
Ciudadanos beneficiada por fondos públicos no toma conciencia
del costo de la solución.
Especial cuidado al escoger subcontratistas, pues beneficiario no
distingue entre subcontratista, fuente de financiamiento y
universidad al momento de reclamos.
Necesidad de formar redes entre universidades para suplir carencia
de algunos profesionales.
Inercia de procesos dentro de la universidad, conveniencia de
empresa/fundación/centro de estudios como unidad gestora
intermedie entre cliente y universidad.
Experiencias, resultados y problemas de
vinculación con el medio
 Oportunidades:
 Creación de centros de transferencia tecnológica para detectar
puntos de intervención y así reducción de brechas tecnologías de la
comunidad para mejora de calidad de vida.
 Generar estudios y asesorías para fomentar en empresas, municipios
y comunidades el utilizar fuentes de energía ociosas aprovechando
marco legal y fondos disponibles.
 Generar asociaciones entre grupos de universidades y empresas
gestoras que permitan realizar auditorias tecnológicas en PYME
con el objeto de dar recomendaciones para mejorar eficiencia
energética.
Conclusiones
 Cambio de paradigma, universidades deben pasar de modelo de
claustro a modelo abierto a la comunidad, activo de detección,
intervención y corrección de problemas locales y globales,
desarrollando o integrando tecnología aplicada a los problemas locales.
 Es fundamental contar con ciudadanía informada sobre ventajas y
desventajas asociadas a diferentes medios de generación, universidades
deben fortalecer los canales de divulgación de estudios en lenguaje
sencillo.
 Se debe trabajar en conjunto con otras universidades nacionales e
internacionales, autoridades, municipios, comunidades y empresa
privada para solucionar problemas locales, en este caso particular,
fomentar la el ahorro de energía y la generación distribuida utilizando
medios convencionales y no convencionales.
Gracias