Facultad de Ciencias - Facultad de Ingeniería

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https://tesis.ucsc.cl/handle/25022009/446

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Browsing Facultad de Ciencias - Facultad de Ingeniería by Author "Espinosa Neira, Eduardo"

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    Thesis
    Evaluación de la operación de camiones a h2v: análisis de variables técnicas y económicas de los camiones a hidrógeno verde recientemente incorporados en chile respecto a camiones diesel
    (Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2026) León Ayala, Matías Javier; Lizana Fuentes, Ricardo; Espinosa Neira, Eduardo
    El cambio climático, impulsado por la quema de combustibles fósiles, genera emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) como el CO2, que en 2023 alcanzaron 37,01 mil millones de toneladas métricas a nivel global, con China y Estados Unidos como principales emisores (Statista, 2024; Parlamento Europeo, 2018). En Chile, el sector energético, especialmente el transporte terrestre, contribuye significativamente, con un 87,47% de las emisiones del sector transporte provenientes de camiones pesados y autobuses, que emitieron 9.766,2 kt CO2 eq en 2020 (Inventario Nacional de GEI, 2022). Estas emisiones no solo aceleran el calentamiento global, sino que también deterioran la calidad del aire, aumentando riesgos de enfermedades cardiovasculares y respiratorias (Torres Vázquez et al., 2023; Villanueva et al., 2019). Chile, altamente vulnerable al cambio climático, enfrenta desafíos como desertificación, pérdida de biodiversidad y olas de calor más intensas (ARClim, 2025). Para abordar esta problemática, Chile ha establecido metas ambiciosas hacia la carbono neutralidad al 2050, alineadas con el Acuerdo de París (2015) y su NDC 3.0 (2025), que priorizan la descarbonización del transporte y la energía (UNFCCC, 2025). La Estrategia Nacional de Electromovilidad (2021) impulsa la electrificación del transporte público y privado, mientras que la Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde (2020) promueve el uso de hidrógeno verde (H2V) en sectores de difícil descarbonización, como el transporte de carga pesada. Este combustible, producido mediante electrólisis con energías renovables, ofrece mayor autonomía y tiempos de recarga más cortos que los vehículos eléctricos a batería, siendo ideal para camiones de gran tonelaje (Ministerio de Energía, 2020). Proyectos como el camión H2V de Walmart Chile y Marval Clean Logistics, con 750 km de autonomía y cero emisiones, demuestran su viabilidad (H2 News, 2024). Sin embargo, la adopción de camiones H2V enfrenta desafíos como altos costos iniciales, infraestructura limitada y necesidades de regulación (Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde, 2020). La Ley de Eficiencia Energética (2021) y el Plan Nacional de Eficiencia Energética (2022-2026) fomentan estándares más estrictos y la transición hacia tecnologías limpias (Ministerio de Energía, 2022). Este estudio evalúa la viabilidad técnica y económica de camiones H2V frente a los diésel, analizando el Costo Total de Propiedad (TCO), autonomía y condiciones de mercado. Utilizando datos de fabricantes como Hyundai y modelaciones en Excel con Solver, se comparan escenarios con precios de H2V entre 1,5 y 5 USD/kg, identificando que flotas de más de 50 camiones y precios de H2V inferiores a 3 USD/kg son competitivos. El diagnóstico propone flotas piloto en regiones estratégicas, infraestructura de hidrolineras y políticas de incentivos para acelerar la transición, contribuyendo al cumplimiento de las metas climáticas de Chile y los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS 7 y 13).
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    Thesis
    Propuesta de monitoreo online de MP2,5 en la ciudad de Constitución como herramienta para la gestión ambiental y la salud pública
    (Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2026) Freire Reyes, Yasna Karina; Espinosa Neira, Eduardo; Nisar, Muhammad; Garcés H., Hugo
    La calidad del aire en las ciudades de la zona centro-sur de Chile constituye un desafío creciente, particularmente en territorios donde predomina y no está certificada, y las condiciones geográficas favorecen la acumulación de contaminantes atmosféricos. La ciudad de Constitución, en la Región del Maule, presenta características ambientales y socioeconómicas que sugieren un riesgo relevante de exposición a material particulado fino (PM2,5). Sin embargo, la comuna no cuenta con sistemas de monitoreo ni con datos oficiales que permitan evaluar la magnitud real del problema, lo que limita la capacidad institucional para diseñar estrategias preventivas y proteger la salud de la población. El presente trabajo se desarrolla en este contexto de ausencia de información local, con el objetivo de comprender los factores que podrían influir en la generación y concentración de PM2,5 en Constitución. Para ello, se analizan antecedentes nacionales e internacionales sobre la contaminación por leña, episodios críticos, impactos en la salud y experiencias de monitoreo en territorios de características similares. Paralelamente, se incorpora un diagnóstico territorial que considera elementos climáticos, geográficos, urbanos y socioambientales que permiten caracterizar las condiciones potenciales de riesgo en la ciudad. A partir de la revisión teórica y del análisis del territorio, se evaluó la pertinencia de incorporar en el futuro estaciones de monitoreo de bajo costo como herramienta inicial para establecer una línea base de calidad del aire. En este marco, se definen criterios técnicos y territoriales para orientar la selección de zonas prioritarias de emplazamiento, tales como densidad residencial, uso de leña, presencia de fuentes emisoras, patrones de ventilación local, vulnerabilidad social y accesibilidad. La propuesta no contempla costos ni especificaciones de instalación, sino que se orienta a entregar una fundamentación técnica y espacial que permita, en etapas posteriores, avanzar hacia la implementación de sistemas de vigilancia atmosférica. Los resultados evidencian una brecha crítica de información que dificulta la evaluación de los riesgos sanitarios asociados al PM2,5 en la ciudad de Constitución. Asimismo, se identifican sectores del territorio donde la interacción entre condiciones sociales, ambientales y habitacionales podría favorecer una mayor exposición, lo que subraya la necesidad de contar con instrumentos de monitoreo a corto y mediano plazo. En conclusión, la presente investigación constituye un aporte inicial para la futura construcción de una línea base de calidad del aire en la ciudad de Constitución. La definición de criterios de localización y el diagnóstico territorial realizado permiten orientar decisiones municipales y regionales en torno a la instalación de estaciones de medición, contribuyendo al fortalecimiento de la gestión ambiental y a la prevención de riesgos sanitarios asociados a la contaminación por PM2,5.
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    Thesis
    Reducción potencial de huella de carbono de la Compañía Aguas Andinas mediante el aprovechamiento de sus conducciones para la generación de energía eléctrica
    (Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2019-12) Abarca Liberona, Nelson Rodrigo; Espinosa Neira, Eduardo; Ramírez Arias, Guillermo Esteban
    En la actualidad Aguas Andinas S.A., empresa de Servicios Sanitarios más grande de Chile, se ha declarado como una compañía de servicios medioambientales, en base a que actualmente la empresa se encuentra implementando varias iniciativas al respecto, tales como la Biofactoría (Economía Circular), cogeneración en la Planta de Tratamiento de Agua Potable San Antonio (infraestructura que pertenece a la filial Aguas Cordillera) e incorporación de vehículos eléctricos para su operación. Con el ánimo de realizar un aporte a esta línea de trabajo, el presente proyecto de habilitación de grado propone evaluar la reducción potencial de huella de carbono de Aguas Andinas, aprovechando su infraestructura sanitaria vinculada a conducciones de agua potable en grandes diámetros, particularmente en estaciones reguladoras de presión, las cuales corresponden a infraestructura sanitaria destinada a inducir pérdida de energía para evitar afectación de las redes y conducciones hidráulicas que se ubican aguas abajo, debido a altas presiones. Para identificar la infraestructura considerada se empleó el estudio denominado: “Actualización Plan General de Producción y Transporte (PGPT)”, realizado por Aguas Andinas en el año 2011. En aquel estudio se identifican las estaciones reguladoras de presión de las que dispone la empresa, por medio de la recopilación de datos operativos en conducciones con diámetros iguales y superiores de 300 mm. La tecnología que se considera corresponde a implementar microturbinas en By-Pass a las Válvulas Reguladoras, se seleccionan microturbinas apropiadas para la operación en los rangos de presión y caudales presentes en las estaciones reguladoras que en concreto se estudian. Asimismo, se establece como un elemento de análisis el marco regulatorio vigente, determinando las restricciones y requerimientos a cumplir para la materialización de este proyecto, cuyo elemento de juicio es la decisión de la empresa para el destino final de la energía generada. El estudio da cuenta que existe la posibilidad realista de instalar estas micro turbinas en conducciones hidráulicas que en términos virtuales permitirían generar energía eléctrica en una potencia estimada de 2,6 MW, con la correspondiente reducción por año de huella de carbono a nivel compañía de 9.656 tCO2eq. Asimismo, se evalúa en términos económicos el daño ambiental evitado, dentro del cual se encuentra la salud de las personas, logrando un valor de $CLP 108.000.000 anuales.