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PROYECTO #N: 23
E.R.A
PARA TPI + EXPOIDEAS

 

RESUMEN

Energía Renovable al Alcance  está enfocado en garantizar el acceso a una energía segura y no contaminante en los municipios de jurisdicción de Corpochivor en línea con el objetivo 7 de desarrollo sostenible de las Naciones Unidas, el incumplimiento de este objetivo en Colombia afecta directamente la calidad de vida, restringiendo oportunidades de educación, productividad y acceso a las TIC. Adicionalmente el uso de energía renovable contribuye a una reducción del calentamiento global y a un menor impacto medioambiental. 

 

En Boyacá hay al menos 2000 viviendas sin el servicio de las cuales cerca de 83 pertenecen al municipio de San Luis de Gaceno. Para ello se plantea un sistema de generación de energía hidráulica, haciendo uso del río Lengupá.  La solución beneficiaría a 8 viviendas y alrededor de 28 personas de la vereda, proporcionando una potencia  de 6 kw. Entonces, ¿Qué esperamos para mejorar las vidas de estas familias?, avancemos hacia la auto sostenibilidad energética.

¿QUIENES SOMOS?

QUIÉNES SOMOS

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Marie Daniela Torres Garnica

Ingeniería Eléctrica 

Universidad Nacional de Colombia

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Carlos Andres Arévalo Rojas

Ingeniería Mecatrónica

Universidad Nacional de Colombia

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Claudia Marcela Rojas Bolivar

Ingeniería Química

Universidad Nacional de Colombia

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Fabian Steven Ramirez Buitrago

Diseño Industrial

Universidad Nacional de Colombia

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Daniel Solarte Blandón

Ingeniería Mecánica

Universidad Nacional de Colombia

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Daniel Gómez Herreño

Ingeniería Mecánica

Universidad Nacional de Colombia

Docente guía

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David Leonardo Galindo Huertas

Docente Universidad Nacional de Colombia

 

Estudiante investigador de doctorado en Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

 

Expertos

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Leidy Marcela Rodríguez Galindo

Ingeniera Ambiental

CORPOCHIVOR

"Las condiciones climáticas de la jurisdicción de Corpochivor son muy similares por lo que las soluciones son escalables."

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Socióloga - Directora de Investigación Universidad de Boyacá

"En Boyacá existe un número significativo de líderes sociales con interés en mejorar la calidad de vida de los habitantes."

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Cristian Leonardo Manrique Pérez

Ingeniero Electricista

Profesional de Generación Distribuida EBSA

"Se puede pensar en un sistema de microrred alimentado por diferentes fuentes de energía."

Expertos
VIDEO PITCH

VIDEO PITCH

PROYECTO
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PROBLEMÁTICA

El difícil acceso a energía que presentan las zonas rurales de Boyacá, y el alto costo que representa la instalación de energía convencional. Lo que nos lleva a preguntarnos ¿Cómo abastecer de energía eléctrica a la comunidad campesina de las zonas no interconectadas del municipio de San Luis de Gaceno y aledaños, dando cumplimiento a las ODS 7 y 11? 

OBJETIVO

Crear un sistema de abastecimiento de energía renovable para habitantes de zonas rurales en la vereda La Esperanza, por medio de energía hidráulica.

PLANEACIÓN

Energía limpia al alcance de todos, con un diseño que permite ser escalable a diferentes escalas y diferentes zonas.

PROPUESTA DE VALOR

DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO 

La topografía de las zonas rurales de San Luis de Gaceno y sus largas distancias dificultan brindar un servicio energético a sus habitantes, ya que representaría un alto costo del servicio y difícil instalación debido a las distancias y costos.

Esto ha llevado a que estas personas deban vivir sin energía en sus casas, conllevando a varios problemas.

Por este motivo hemos creado E.R.A. (energía renovable al alcance), un sistema que por medio de una turbina hidráulica aprovechamos la fuente hídrica existente en la zona para generar energía limpia, económica y al alcance de todos. 

ACTORES

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Corpochivor

Intereses:

Proponen abordar la problemática de  abastecer de energía a las Zonas No  Interconectadas de su jurisdicción. Su  principal interés está en brindar el servicio a  estas comunidades bajo proyectos a su  nombre.

Capacidades:

Apoya financieramente con el 70% del presupuesto destinado para el proyecto. Al ser la entidad de la jurisdicción ellos  manejan sus propios permisos  
ambientales. Nos apoyan desde el  Proyecto N. 1002, “Economía Circular”.

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Líderes sociales y habitantes

Intereses:

Según nuestra experta Socióloga, en San Luis de Gaceno están muy interesados en implementar soluciones de energía  renovable para la zona, pues la necesidad de  energía eléctrica afecta las formas de calidad de vida de los  habitantes, por lo que nuestra solución  resultaría muy beneficiosa para ellos.

Capacidades:

Mostrar la perspectiva de los habitantes de la comunidad frente a la solución, ser sus  voceros frente al proyecto en mediana o  
pequeña escala. Denunciar irregularidades  o preocupaciones con respecto a la  solución. 

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Alcaldía y Gobernación

Intereses:

Presentan intereses similares a Corpochivor,  de abastecer de energía a las Zonas No Interconectadas del municipio, mejorando la productividad del mismo y mejorando la  calidad de vida de sus habitantes.

Capacidades:

Suelen dar entre el 30 y el 50% del presupuesto para los proyectos. Proveen  datos poblacionales para estimar el  impacto y el alcance de la solución. 

PROCESO

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1. Identificación del problema

La falta de acceso a energía eléctrica en las zonas rurales no interconectables del municipio de San Luis de Gaceno, es un problema que afecta a la calidad de vida de los habitantes de estas zonas, afecta a la salud humana, el acceso a la educación, la situación socioeconómica, la igualdad de género y el medio ambiente (Avila, 2019). Surge por el difícil acceso a estas zonas y su lejanía del centro del municipio, lo que genera un alto costo en el transporte, instalación y mantenimiento del fluido eléctrico. Es necesario resolver este problema no solo para solventar las necesidades generadas en la comunidad por falta de electricidad, sino también para avanzar en el plan de proyecto nacional de tener a toda Colombia con energía eléctrica.

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2. Búsqueda de alternativas

Actualmente existen diversas opciones en cuanto a generación de energía limpia y sustentable para las zonas rurales, siendo las más llamativas la generación de energía a partir de radiación solar utilizando celdas fotovoltaicas, a partir del viento con turbinas de generación eólica y pequeñas turbinas hidráulicas que pueden ser utilizadas en quebradas  o corrientes. La aplicación de estas alternativas en pequeñas redes de microgeneración pretende ayudar a descentralizar la generación de energía y satisfacer las necesidades energéticas de las zonas más alejadas. 

3. Selección de alternativas

La energía hidráulica puede ser utilizada para resolver la demanda de electricidad doméstica, como refrigeradores, televisores y electrodomésticos, o para suministrar electricidad a nivel industrial. En comparación con la energía fotovoltaica y eólica, la energía hidroeléctrica tiene el costo más bajo, la tecnología más madura, alta eficiencia de trabajo, sin ruido, puede ser 24 horas de fuente continua de electricidad, es la mejor opción para estaciones de micro energía de construcción propia en áreas no eléctricas (Solo Stocks,2019).

4. Análisis de viabilidad

Caudal medio y mínimo mensual

Valor medio de precipitación mensual

Cada día se le da más importancia a las energías renovables, y al cobrar un papel cada vez más protagónico se espera que cada vez sean más limpias y sustentables, teniendo esto en cuenta es necesario corroborar que siempre se toma la decisión correcta a la hora de escoger una fuente renovable de energía, en este caso, después de analizar las condiciones de la región, se determinó que la energía hidráulica era la solución, ahorrando no solamente varias decenas de metros cuadrados que ocupan las celdas fotovoltaicas, sino además por un precio cercano al 10% de lo que costaría con paneles. En un país que se enumera como uno de los 10 países con mayores reservas de agua dulce del planeta, no es sorprendente que las PCH resulten una gran fuente de energía, reduciendo cerca de 17 toneladas de CO2 generadas por los actualmente usados generadores diésel, y es por esto último que el gobierno otorga reducciones tributarias para la implementación de energías renovables.
Finalmente, la PCH resulta atractiva para el mercado que le apuesta a las energías renovables, el gobierno apoya su implementación nacional, tiene un impacto ambientalmente sostenible, manteniendo unos riesgos tolerables y resulta económicamente competente, por lo cual se concluye viable.

5. Diseño de sistema
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Subsistema infraestructura:

  • Recolección de agua.

  • Transformación de la energía.

  • Distribución de la energía.

​

Subsistema operación:

  • Implementación.

  • Mantenimiento.

  • Mano de obra.

  • Veeduría.

​

Subsistema medioambiental:

  • Ecosistema fluvial

  • Suelo

  • Aire

​

Subsistema social:

  • Corpochivor.

  • Comunidad.

  • Alcaldía municipal.

  • Equipo de proyecto.

6. Simulación y modelado

Se realizaron simulaciones en Simulink, analizando cada parte del sistema para comprobar su viabilidad y encontrar posibles errores, obteniendo resultados positivos que avalan la funcionalidad del proyecto.

Para tener una idea visual del proyecto y estudiar las intervenciones necesarias en la zona se realizó un render del terreno en SketchUp, obteniendo resultados visibles del proyecto, la ubicación de cada elemento y una visa general del resultado final en el proyecto.

DESCARGABLES

DESCARGABLES

Informe escrito
Prototipo y costos
Anexos

HORARIO DE ATENCIÓN

El grupo No. 23 estará disponible para responder sus dudas y comentarios, del lunes 02 al miércoles 04 de agosto en el horario de 2pm - 6pm, en el siguiente link de meet:

HORARIOS DE ATENCIÓN
COMENTARIOS

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Taller de proyectos interdisciplinarios (TPi)

Facultad de Ingenieria

Universidad Nacional de Colombia

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