Proyectos

Desarrollo de un nuevo sistema de Ciclo Integrado alimentado por residuos orgánicos e Hidrogeno Renovable, con capacidad trial de producción de syngas estandarizado para e-fuels, generación de electricidad y disponibilización de agua potable

La iniciativa es liderada por Consulting & Energy, con la participación de otros organismos clave, entre los que se encuentran:

• Centro de Innovación UC: encargado de la contractualización del acuerdo y gestión de Propiedad Intelectual.
• Centro de Energía UC: bajo la dirección del investigador Néstor Escalona, liderará el desarrollo de procesos y tecnologías para la obtención de gas de síntesis a partir de residuos.

En un esfuerzo por avanzar hacia una transición energética más sostenible, el proyecto busca desarrollar un nuevo sistema de Ciclo Integrado alimentado por residuos alimenticios, domiciliarios y contaminantes industriales, con la capacidad de producir syngas estandarizado para e-fuels, generar electricidad y disponibilizar agua potable.

Para alcanzar estos objetivos, se implementará un gasificador de tornillo, con el fin de transformar residuos ricos en carbono en gas de síntesis. Este gas podrá ser utilizado en la producción de combustibles líquidos sostenibles, como metanol e hidrocarburos, mediante el proceso de Fischer-Tropsch.

Además, el proyecto contempla la integración de un sistema que optimiza la reutilización de vapor de agua, promoviendo así un impacto positivo en la comunidad y fomentando un modelo de economía circular.

Concurso: Innova Alta Tecnología, CORFO.

Duración del proyecto: 24 meses.

Ubicación: Región de Magallanes.

Instituto Milenio MIGA - 2024/2034

MIGA busca contribuir a la generación de conocimiento y tecnología en temas relacionados con la producción sostenible y el uso del amoníaco como vector energético, en el contexto del cambio climático mundial que se está enfrentando. Su misión es contribuir a la sociedad mediante el desarrollo tecnológico de vectores energéticos renovables, la realización de investigación básica y aplicada, la innovación, la transferencia de tecnología, el apoyo a las políticas públicas y la formación de capital humano altamente cualificado.

Concurso: Iniciativa Científica Milenio, un programa de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), perteneciente al Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación de Chile.

Duración del proyecto: 10 años

Directores: Mauricio Isaacs y Enzo Sauma

EULAC FOR ENERGY TRANSITION

La iniciativa es liderada por la Organización de Estados Iberoamericanos, y en ella participan otros 10 organismos de Iberoamérica, entre los que se encuentran:

-    European Solar Research Infrastructure for Concentrated Solar Power (EU-SOLARIS)
-    e-Science European Research Infrastructure for Biodiversity and Ecosystem Research
-    Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
-    Instituto Politécnico de Setúbal
-     INESC TEC - Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores
-    Tecnológico Nacional de México
-    Universidad Nacional de General San Martín 
-    Fundación Centro de Alta Tecnología (FunCeNAT) 
-    Universidad Nacional del Nordeste

El proyecto tiene por objetivo el fortalecer la cooperación entre la Unión Europea y las infraestructuras de investigación de América Latina y el Caribe para abordar un desafío común: cómo lograr una transición energética limpia, sostenible y justa. 

Esta iniciativa persigue su objetivo mediante el intercambio, generación y transferencia de conocimiento entre entidades desde un enfoque multidisciplinario (tecnológico, ambiental, social) y mediante el apoyo al desarrollo de políticas públicas y marcos regulatorios hacia la neutralidad climática.

En específico, el CEUC participará en la elaboración de un reporte sobre la mejor estrategia para desarrollar la extracción de Litio en el Triángulo del Litio de LAC (Chile, Bolivia, Argentina), teniendo en cuenta las alternativas tecnológicas, el impacto social y ambiental. Además, llevará a cabo movilizaciones de investigadores de la PUC a infraestructuras de investigación europeas, donde participarán en distintas instancias de discusión y se compartirán conocimientos.

Concurso: HORIZON-INFRA-2023.

Duración del proyecto: 24 meses.

Captura de CO2 y su conversión en productos químicos de alto valor: una alternativa para utilizar el H2 verde de Chile

El proyecto se centra en dos ejes principales. En primer lugar, se estudiará el uso de solventes sustentables para la captura de CO2. Estos solventes, que se espera sean biodegradables, económicos y con propiedades fisicoquímicas favorables para este proceso, requiere que sean una alternativa prometedora en cuanto a su disponibilidad y facilidad de uso.

En segundo lugar, el equipo investigará la conversión del CO2 capturado en compuestos de alto valor agregado, como metanol e hidrocarburos. Este proceso se beneficiará del incremento en la producción de hidrógeno verde en Chile, ya que dichos productos se obtienen mediante la hidrogenación de CO2. La meta es diseñar catalizadores que optimicen las condiciones de producción de estos compuestos y mejoren las tecnologías actuales.

Adicionalmente, se realizarán simulaciones de procesos, análisis técnico-económicos y análisis de ciclo de vida de los precursores y procesos involucrados, con el fin de evaluar la sustentabilidad y riesgos del proyecto. Estos estudios permitirán proponer opciones viables para la captura y valorización del CO2 y desarrollar un prototipo basado en los resultados experimentales y estudios realizados.

Concurso: Anillo Regular de Tecnología 2024 de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID).

Duración del proyecto: 36 meses.

Director: Roberto Canales, (PUC)

Sub directora: Elodie Blanco, (PUC)

Investigadores Principales: Néstor Escalona (PUC), Alejandro Karelovic y José Matías Garrido, (Universidad de Concepción)

Desarrollo de Tecnologías Seguras para Baterías de Ion Litio en Minería Subterránea

La electrificación de la operación minera subterránea significa un importante desafío respecto de la seguridad. Las baterías de iones de litio (LIBs), que sustentan gran parte de dicha electrificación, pueden entrar en fuga térmica como consecuencia de una sobre exigencia o falla mecánica, eléctrica o térmica. Esta fuga térmica puede eventualmente resultar en la expulsión y posterior encendido de componentes químicos desde el interior de la batería, eventualmente seguido de la propagación del incendio a otros elementos combustibles y la generación de un gran volumen de material particulado y gases tóxicos.

Las características especiales de los incendios de LIBs requieren un replanteamiento de la estrategia de protección y consecuentemente de las normativas de seguridad que aplican en la minería. Para abordar este tema, es fundamental comprender a fondo la dinámica de los incendios en LIBs de gran tamaño, como las utilizadas en la industria minera. Esto implica revisar las mejores prácticas de seguridad y analizar cómo se propaga el fuego a otros componentes combustibles de los vehículos, como los aceites hidráulicos, lubricantes, neumáticos y plásticos.

En este proyecto se propone desarrollar tecnologías que habiliten el uso seguro de baterías de iones de litio en la minería subterránea. Esto va desde el levantamiento de información existente respecto de temas relevantes, actualizaciones de protocolos de seguridad, a la creación de herramientas numéricas para evaluar riesgos asociados al uso de baterías de iones de litio en minería subterránea. El objetivo del proyecto es, por un lado, apoyar operativamente la implementación de la electrificación de la operación minera subterránea, y por otro, crear capacidades para realizar investigación científica relacionada a la seguridad del uso de LiBs en minería subterránea que permita proponer soluciones a largo plazo.

Director: Wolfram Jahn

Duración: 18 meses

Desarrollo de tecnologías avanzadas para la producción sostenible de litio y derivados a partir de salares

El Anillo de investigadores LiSE (Sustainable Lithium Extraction) busca desarrollar investigación científica-tecnológica que permita avanzar hacia una solución de extracción directa del Litio (LDE) desde salmueras basadas en desarrollos preliminares previamente patentados. La tecnología LDE permite extraer el ion litio desde la solución de manera selectiva, dejando en solución los otros iones y permitiendo retornar la salmuera al salar. De esta manera las tecnologías LDE que desarrolla el grupo LiSE busca dejar atrás métodos convencionales de evaporación en pozas que son demandantes en agua e impactos ambientales y que no permiten al país aumentar la capacidad de producción de Litio de manera sustentable.  

Concurso: Anillos de Investigación en Áreas Temáticas Específicas 2024

Duración del proyecto: 36 meses.

Director: R. Rojas.

Director Alterno: D. Diaz.

Investigadores Principales: A. Videla, A. Leiva, C. Núñez.

Investigadores Asociados: D. Ortega, V. Villalobos.

Centro de Investigación de la Energía Solar (SERC)

El proyecto sostiene que la región del norte de Chile (el Norte Grande) tiene un gran potencial para producir electricidad, calor y luz utilizando la energía solar. La aplicación de soluciones fotovoltaicas y térmicas también parece prometedora dados los altos niveles de radiación y los excepcionales índices de claridad de la región. Estas condiciones hacen de "el Norte Grande" un lugar excepcional para el estudio, el desarrollo y la práctica de nuevas tecnologías solares. Sin embargo, hay una serie de factores o barreras importantes que limitan al máximo el desarrollo en la región y que SERC y sus investigadores están trabajando para superar.

Concurso FONDAP

Duración del proyecto: 36 meses. 2022 a 2025.

Director: Eduardo Schott

Cargador Rápido de Vehículos Eléctricos basado en módulos independientes de baterías de litio de segunda vida: Tecnología habilitante para la gestión de carga inteligente y uso flexible de la infraestructura eléctrica

Objetivo General: 
Desarrollar y validar experimentalmente un prototipo de cargador de vehículos eléctricos escalable en potencia, con capacidad de almacenamiento de segunda vida, compuesto de 6 módulos independientes conectados mediante un bus de comunicación y controlado mediante una formulación de control predictivo distribuido en tiempo real para la carga de vehículos eléctricos utilizando energía desde la red eléctrica, sus baterías internas o una combinación de ambas.

Concurso IDeA I+D 2023.

Duración del proyecto: 24 meses. 2023 a 2025.

Director: Félix Rojas; Director Alterno: Javier Pereda.

Un convertidor de potencia para casas totalmente eléctricas: un servicio integral de electricidad para el hogar

Objetivo general
Desarrollar y validar un único convertidor de potencia multipuerto, en un prototipo experimental a gran escala, que integra un sistema de generación fotovoltaica y ESS (sistema de almacenamiento de energía) de segunda vida para permitir la reducción de picos de consumo en tiempo real, el respaldo de energía, flujo casa a red electrica, y regulación de tensión en aplicaciones domiciliarias.

Concurso IDEA I+D 2022.

Duración del proyecto: 24 meses. 2022 a 2024.

Director: Javier Pereda; Director Suplente: Félix Rojas.

Mujeres y sus actitudes hacia la electromovilidad en ciudades (ELECTRA)

Objetivo General: 

El proyecto de investigación busca aportar en los esfuerzos de Chile para lograr la carbono neutralidad en 2050, lo que requiere una transición energética justa pero con equidad de género. El transporte es responsable del 25% de las emisiones de GEI y en su reducción se está promoviendo fuertemente la electromovilidad, con políticas que apuntan a reemplazar el transporte público y los automóviles particulares por vehículos eléctricos. Sin embargo, es importante remarcar la necesidad de considerar las implicaciones de género en la transición hacia la electromovilidad, ya que los sectores de transporte y energía son altamente masculinizados y existe una brecha importante de género en la adopción y participación en electromovilidad.

El proyecto tiene como objetivo destacar la importancia de considerar la actitud de las mujeres en edad activa y ocupadas hacia la electromovilidad, a partir del uso de modos de transporte eléctrico y la necesidad de políticas públicas inclusivas que aborden la desigualdad socioeconómica y que también promuevan una movilidad sostenible que incluya transporte público y también la micro electromovilidad.

Concurso: Investigación Interdisciplinaria 2023 – Temática en Equidad de Género.

Duración del proyecto: 12 meses.

Directora: Carolina Rojas.

Desarrollo de una plataforma de análisis integrado para la planificación estratégica de largo plazo del sistema eléctrico nacional 

El Sistema Eléctrico Nacional (SEN) enfrenta grandes desafíos en el largo plazo, lo que impone la necesidad de contar con una herramienta que permita realizar su planificación estratégica de largo plazo considerando los diferentes impactos del fenómeno del Cambio Climático (CC) y de las nuevas tecnologías disruptivas que lo afectarán en el futuro.

Esta necesidad surge porque actualmente la planificación de largo plazo, por una parte, solo considera algunos elementos asociados a los impactos del CC, no incluyendo aspectos como el efecto sobre la capacidad de transmisión de las líneas eléctricas y sobre la capacidad de generación hidroeléctrica, solar y eólica, entre otros. Por otra parte, no incluye en detalle el impacto sobre el SEN de una penetración masiva de nuevas tecnologías que presentan grandes oportunidades para Chile, tales como la electromovilidad, la generación distribuida de energías renovables, el almacenamiento de energía eléctrica y la producción de hidrógeno verde.

Para dar respuesta a esta necesidad, este proyecto busca como objetivo general “Desarrollar una plataforma de análisis integrado y modularizado para la planificación estratégica de largo plazo de la expansión del sistema eléctrico nacional, considerando los impactos del cambio climático sobre sus principales elementos y facilitando el análisis de la incorporación de la electromovilidad, el almacenamiento, la generación distribuida de energías renovables y la producción de hidrógeno verde sobre esta planificación.”

Esta plataforma computacional será desarrollada de manera modular e integrará las siguientes componentes:

• Un módulo con el modelo optimizador de la expansión y operación de la generación y transmisión eléctrica del SEN que integra módulos de estimaciones de los impactos del CC y de las tecnologías disruptivas.
• Módulos individuales de proyección de la magnitud de los efectos a largo plazo de diferentes impactos del CC en el SEN, incluidos, entre otros, el impacto de la temperatura sobre la capacidad de transporte de las líneas de transmisión y sobre la infraestructura de combustibles (especialmente GNL).
• Módulos individuales de proyección de la evolución de las tecnologías disruptivas y su impacto en el SEN.
• Un módulo de análisis de robustez de los resultados obtenidos.

La plataforma propuesta facilitará la incorporación de nuevos elementos que se espera afecten significativamente el mercado eléctrico en el mediano y largo plazo, permitirá analizar los diferentes escenarios posibles de disrupción tecnológica que impacten al SEN y facilitará la incorporación de los impactos del CC sobre sus principales elementos. Así, se espera aprovechar la oportunidad de desarrollar una herramienta que permita satisfacer la necesidad que enfrenta el SEN de realizar una planificación óptima de largo plazo (de mínimo costo), que considere no sólo diferentes escenarios de desarrollo tecnológico, sino también el contexto de las amenazas que conllevan para el SEN el fenómeno del CC. Finalmente, esta plataforma permitirá hacer diversos análisis de política energética como el fomento a la incorporación de la cadena de suministro de hidrógeno verde o diversas medidas de mitigación del CC.

Duración del proyecto: 24 meses. 1/1/2022 al 31/12/2023.

Director: Enzo Sauma; Directora Alterna: Sonia Vera.

Otros investigadores: Margarita Castro, Francisca Jalil, Andrés Pereira y Francisco Manríquez.

Almacenamiento de energía con baterías de segunda vida para reducir costos y evitar desechos

El proyecto consistió en el desarrollo de una estación de carga de vehículos eléctricos con una capacidad de 50 kW DC, el cual cuenta con un grupo de baterías de respaldo de segunda vida, las cuales fueron reutilizadas y obtenidas a partir de módulos de baterías de bicicletas eléctricas, computadores, entre otros equipos electrónicos.

Dentro de los beneficios de contar con un banco de baterías en una estación de carga esta la posibilidad de lograr una mayor potencia de carga sin sobrecargar la red, aprovechar la energía durante las horas con menor costo de suministro (que son a medio día) para después utilizarla cuando se requiera, dar estabilidad al sistema, entre otros beneficios.

En una primera etapa de desarrollo, el equipo se enfocó en obtener las baterías en desuso para posteriormente analizar sus capacidades y curvas de carga/descarga, para así poder caracterizarlas y organizarlas según su estado de “salud”.

Luego se integraron las baterías en distintos módulos, los que finalmente se incorporaron al cargador eléctrico. Para poder operar con baterías de distinto tipo e integridad, el equipo debió desarrollar un “Battery Management System” (BMS) altamente sofisticado, el cual permitía operar las baterías en conjunto a pesar de sus diferentes condiciones de funcionamiento.

Adicionalmente el sistema de carga cuenta con un inversor que permite distintos flujos de energía desde y hacia el vehículo: carga del vehículo con energía 100% de la red, carga del vehículo con energía de la red y baterías del cargador, entregar energía a la red desde el vehículo y baterías del cargador.

El proyecto fue desarrollado por los académicos Javier Pereda y Félix Rojas, y contó con el apoyo del Laboratorio de Conversión de Energía (PECLAB) de Ingeniería Eléctrica UC, Andes Electronics, Emoac y Clever Group.

Duración del proyecto: 24 meses. 1/1/2021 al 31/12/2022.

Investigadores principales: Javier Pereda y Félix Rojas.

Desarrollo de un Sistema de Combustión Dual Hidrógeno Diésel para Camiones de Extracción Mineros (CAEX) 

Durante el año 2017, Corfo abrió un llamado para la conformación de un consorcio tecnológico para la industrialización de soluciones que viabilicen la transformación de la operación convencional de los camiones de extracción mineros (CAEX) hacia una combustión interna dual de mezclas de hidrógeno y diésel (H2ICE).

En dicha convocatoria, el Centro de Energía UC participó activamente en la elaboración de la propuesta mediante la vinculación de académicos miembros de distintas disciplinas, específicamente de las Facultades de Química y Farmacias e Ingeniería. Este llamado se lo adjudicó el consorcio liderado por Alset Global, GmbH, la Pontificia Universidad Católica de Chile, CAP, Anglo American, BHP Billiton, y la Universidad de Santiago de Chile.

Este consorcio inició sus actividades en septiembre de 2018 y la duración esperada es de cuatro años.

Centro Tecnológico de Economía Circular de la Macrozona Norte de Chile

El 3 de junio de 2019 Corfo lanzó el llamado para la conformación de un Centro Tecnológico de Economía Circular para la Macrozona Norte. En dicha convocatoria el CE-UC junto al Centro de Innovación UC participaron activamente en la coordinación de la representación de la UC en las mesas de trabajo técnicas que se desarrollaron para la elaboración de la propuesta final, en la cual se presentó un consorcio conformado por 11 entidades, más otras 21 instituciones asociadas que participan del proyecto. Finalmente, en octubre de 2019, se adjudicó la convocatoria al consorcio liderado por el Centro de Innovación para la Economía Circular (CIEC) de la Región de Tarapacá.

El consorcio está conformado por el Centro de Innovación para la Economía Circular (CIEC), Universidad Arturo Prat, Universidad Antofagasta, Universidad de Atacama, Universidad Católica del Norte, Universidad de Chile, Universidad de Santiago, Universidad de Tarapacá, Pontificia Universidad Católica de Chile, HUB APTA y KNOW HUB, quienes deberán constituir una persona jurídica sin fines de lucro para poder recibir los aportes.

Para la creación de este centro, el primero de economía circular en Sudamérica, se pondrán a disposición US$21,5 millones en 10 años, de los cuales US$10 millones corresponden al acuerdo suscrito entre Corfo y Albemarle, y el resto es aportado por el Gobierno Regional, sector privado, universidades y centros, entre otros.

El objetivo del centro será avanzar en el desarrollo y escalamiento comercial de empresas y potenciales nuevos emprendimientos tecnológicos, orientados a la generación de nuevos modelos de negocios y producción industrial bajo los conceptos de Economía Circular. Se busca potenciar áreas relacionadas a la energía solar, sales y baterías de litio y almacenamiento de energía, minería metálica y no metálica.