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El contexto internacional actual exige reformular en forma radical el modelo productivo mundial. En particular, se vislumbra una creciente demanda por fuentes de Energía Renovables No Convencionales (ERNC) que compatibilicen el crecimiento económico de los países con una explotación sustentable de los recursos disponibles. En este contexto, el Estado de Chile ha definido, dentro de sus políticas de fomento a la incorporación de ERNC al sistema eléctrico nacional, que al horizonte del año 2024 un 10% de la generación de energía inyectada provenga de estas fuentes de energía. Para cumplir con este objetivo, es indispensable diversificar los aportes en ERNC explorando nuevas fuentes que tengan ventajas comparativas importantes en nuestro país. Para aumentar el valor agregado asociado a estos desarrollos, este proceso debe contemplar, en forma paralela, la formación de capital humano avanzado local, además de la producción de metodologías y herramientas adaptadas que puedan constituir una oportunidad futura de negocios I&D y Servicios de Ingeniería a nivel nacional y regional.
Estudios internacionales encargados por el Estado de Chile y financiados por el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), indican que nuestro país posee recursos energéticos asociados a corrientes mareales que lo ubican entre los mejores del mundo. Ésto abre nuevas oportunidades de desarrollo para el mercado de las ERNC en Chile que podrían además favorecer el posicionamiento de nuestro país como uno de los líderes mundiales en este tipo de explotaciones teniendo en cuenta la abundancia de recursos disponibles.
Es importante destacar además, que en la actualidad, y a nivel mundial, no existe un nivel de conocimiento adecuado acerca de las tecnologías de recuperación de energía de mareas, ni sobre las metodologías o herramientas específicas que deben permitir :
• Evaluar el recurso energético disponible
• Estudiar el impacto ambiental y las interferencias que estas explotaciones pudieran producir
• Diseñar, adaptar y optimizar los dispositivos recuperadores de energía
• Diseñar parques comerciales de extracción de energía
• Realizar estudios de mercado y diseñar políticas de fomento para el ingreso de ERNC asociadas a corrientes de marea
Este proyecto pretende contribuir, desde Chile y en asociación con universidades, instituciones públicas y privadas líderes, al desarrollo mundial de este tipo de explotaciones. Para ello se proponen una serie de acciones coordinadas que serán realizadas por los mejores profesionales e investigadores con que cuenta nuestro país en las áreas abordadas por el proyecto. Estas acciones están destinadas específicamente a mejorar el conocimiento y disminuir las limitaciones que existen en la actualidad respecto de la explotación del recurso energético asociado a corrientes mareales. Al mismo tiempo, la formación de capacidades, metodologías y herramientas avanzadas para el diseño y explotación de este recurso contempladas en el proyecto, permitirán situar a nuestro país en una posición de liderazgo regional respecto de la aplicación futura de estas nuevas tecnologías de generación de ERNC.
En términos del proyecto de inversión de aprovechamiento energético que le interesa a las empresas asociados constituidas por HydroChile S.A. y DICTUC S.A., es absolutamente necesario que las herramientas y metodologías que se diseñen para la evaluación del recurso permitan conocer con certeza sus valores medios así como su variación estacional y volúmenes efectivos de producción. En este sentido, se ha definido a la zona del Canal de Chacao, como objeto de estudio específico, el que servirá como base para elaborar, aplicar y validar las metodologías y herramientas que serán desarrolladas durante el proyecto. Del mismo modo, la confianza y apoyo comprometidos por HydroChile S.A. y DICTUC S.A. para llevar a cabo este estudio exigen que las instituciones a cargo del desarrollo del proyecto entreguen productos y resultados empaquetados que tengan utilidad real en la orientación de futuras decisiones de inversión en ERNC.
El equipo de trabajo conformado para abordar este desafiante e innovador proyecto será liderado por la Pontificia Universidad Católica de Chile, institución que cuenta con investigadores doctores de nivel mundial en ingeniería hidráulica y de costas, ingeniería mecánica y eléctrica, además de laboratorios equipados con instrumentos de última generación. Participará también el Instituto Nacional de Hidráulica (INH), institución pública de gran experiencia en el modelado matemático y las mediciones oceanográficas que dispone de investigadores con formación especializada en ingeniería hidráulica y de costas.
En esta misma línea, resulta primordial aprovechar la experiencia y nuevos conocimientos que el equipo de desarrolladores adquiera durante la realización del proyecto. Es por ello que nos hemos fijado como meta de mediano plazo (post-proyecto), preparar la creación de un Centro Especializado en la Evaluación de este tipo de recursos energéticos y la formación de capital humano avanzado, así como en la realización de las pruebas en prototipo necesarias para monitorear el desempeño de los dispositivos en condiciones naturales. En la medida que las mediciones y análisis que se lleven a cabo respecto del recurso disponible sean favorables, este centro podría materializarse a través de la conformación de un Consorcio Tecnológico que incluya a las entidades participantes, además de una fluida colaboración con inversionistas nacionales y extranjeros, universidades e instituciones líderes a nivel mundial. Es importante señalar, que ya se cuenta con el apoyo del Institute for Energy Systems de la Universidad de Edimburgo (UK), del BMT Group Ltd (UK), del Northwest National Marine Renewable Energy Center formado por la Universidad Estatal de Oregon (EE.UU.) y la Universidad de Washington (EE.UU.), y del St. Anthony Falls Laboratory de la Universidad de Minnesota (EE.UU). Todos estos centros de investigación han sido pioneros en la investigación de la hidráulica y mecánica de fluidos, del aprovechamiento de recursos renovables no convencionales (mini-hidro, eólicos y oceánicos), lo que asegurará la participación en el proyecto de reconocidos expertos y la organización de giras tecnológicas a las más avanzadas instalaciones tecnológicas disponibles en la actualidad.
En el plano nacional, el proyecto permitirá concretamente, reducir el nivel de incertidumbre existente respecto del recurso disponible y aprovechable en el Canal de Chacao, para en el futuro, extender la aplicación de las herramientas y metodologías generadas, hacia otras zonas potencialmente explotables. Para ello, resulta fundamental en esta etapa, realizar campañas de terreno intensivas y diseñar metodologías que permitan afinar las estimaciones con que se cuenta actualmente. Del mismo modo, se requiere avanzar hacia la identificación de tecnologías adecuadas para la extracción de energía en las condiciones locales, así como evaluar posibles conflictos o interferencias que pudieran presentarse entre este tipo de explotaciones y los delicados equilibrios medioambientales propios de las dinámicas estuariales. Es así como las distintas fases del estudio contemplan realizar las acciones necesarias para la instalación y operación de los primeros prototipos de recuperación de energía de corrientes de marea en Chile.
Desde el punto de vista metodológico, el proyecto contempla la realización de campañas de terreno, apoyadas con tecnologías de punta, para la determinación de las variables metereológicas, hidrodinámicas y ambientales indispensables para la evaluación del recurso energético y las interferencias que se podrían producir entre un parque de dispositivos recuperadores de energía y el medioambiente marino. También se diseñarán y aplicarán herramientas y metodologías destinadas a la modelación hidrodinámica, la evaluación del recurso energético potencialmente aprovechable, la interacción entre corrientes y dispositivos para la estimación de volúmenes de producción de energía e impactos en el régimen de corrientes mareales, ademas de los estudios de mercado asociados y las políticas de regulación que ayudarán a levantar barreras de entrada.
El desarrollo del proyecto se ha organizado en 3 Etapas principales, las que se describen a continuación:
Etapa 1: Estudios de Terreno
• Levantamiento batimétrico: se realizarán mediciones batimétricas en todo el Canal de Chacao con el objeto de complementar y mejorar la información disponible y referir las cotas de fondo a un único plano horizontal y no a un nivel de reducción de sondas (NRS) que en la práctica varía en las distintas zonas del Canal
• Medición de niveles del mar: se caracterizarán las oscilaciones del nivel del mar en el Canal de Chacao en dos campañas (inverno y verano) con el objeto de mejorar el conocimiento acerca de las variaciones mareales del Canal de Chacao y complementar los estudios de corrientes
• Correntometrías: se efectuarán al menos 2 campañas de correntometría (invierno y verano) con el objeto de determinar la distribución y perfiles de velocidades en al menos 8 posiciones del Canal de Chacao durante un ciclo de mareas completo. Esta información será utilizada para calibrar, en la etapa siguiente, las modelaciones hidrodinámicas
• Línea base ambiental: se levantará una línea base ambiental del Canal de Chacao, identificando las principales especies presentes, la biodiversidad submareal e intermareal, el uso del espacio marítimo y zonas protegidas frágiles, potencial “bio-fouling” marino que pudiera interferir con la operación de dispositivos recuperadores de energía
Etapa 2: Modelación Hidrodinámica y Estudio de Dispositivos
• Modelación Numérica del Régimen de Corrientes Mareales: implementación y calibración de un modelo numérico 2DH para la estimación del régimen de corrientes mareales en el Canal de Chacao y la cuantificación del recurso energético disponible
• Modelación de Corrientes Incorporando Perfiles de Velocidad y Dispositivos: Evaluación de dispositivos recuperadores de energía actualmente en etapa avanzada de desarrollo y su operación bajo condiciones locales; modelación de la interacción corriente-dispositivos para la estimación del impacto que éstos pudieran tener sobre el régimen de corrientes mareales; selección de tecnologías adecuadas para el aprovechamiento energético disponible en el Canal de Chacao; Matrices de generación de energía asociadas a la explotación del recurso en el Canal de Chacao
Etapa 3: Estudios de Mercado, Empaquetamiento y Transferencia de Resultados
• Estudios de Mercado: Análisis de la legislación eléctrica vigente; análisis de largo plazo de la infraestructura eléctrica de la zona sur de Chile; dimensionamiento de los aportes eléctricos asociados a la explotación del recurso energético del Canal de Chacao; estudios de conexión a la red, transmisión y sub transmisión; definición del modelo de negocio y alternativas de contrato; análisis económico; análisis de alternativas para levantar barreras de entrada.
• Empaquetamiento de Resultados: Elaboración de mapas de potencial energético del Canal de Chacao; elaboración de informe consolidado de información ambiental del Canal de Chacao; elaboración de informe consolidado con análisis de dispositivos y matrices de generación asociadas; elaboración de informe consolidado con estudios de mercado y políticas de fomento al ingreso de estas tecnologías de generación eléctrica; empaquetamiento e integración de las herramientas computacionales desarrolladas.
• Transferencia y Difusión de Resultados: Actividades de difusión (workshop, seminarios, capacitación); diseño de plan comercial de explotación de resultados y productos; publicaciones y protección de la propiedad intelectual.
Dentro de los productos y beneficios directamente derivados de este proyecto, conviene destacar los siguientes:
• Mapa energético asociado a las corrientes de marea para la zona del Canal de Chacao
• Estudio de línea base ambiental del sector y evaluación del potencial “bio-fouling” marino.
• Diagnóstico y evaluación de las tecnologías de recuperación de energía disponibles o con mayor desarrollo
• Nueva línea de negocios en DICTUC S.A. para prestar servicios especializados de ingeniería basados en la generación de metodologías, herramientas computacionales, y capacidades técnicas para abordar proyectos de explotación energética de corrientes mareales e infraestructura costera
• Estudios de Mercado y políticas de fomento al ingreso de ERNC asociadas a corrientes mareales |