

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.
QUIÉNES SOMOS

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Carlos Andres Arévalo Rojas
Ingeniería Mecatrónica
Universidad Nacional de Colombia
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Fabian Steven Ramirez Buitrago
Diseño Industrial
Universidad Nacional de Colombia
Docente guía
David Leonardo Galindo Huertas
Docente Universidad Nacional de Colombia
Estudiante investigador de doctorado en Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Expertos

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."

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."

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."
VIDEO PITCH

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

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”.

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.

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

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.


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:
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Recolección de agua.
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Transformación de la energía.
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Distribución de la energía.
Subsistema operación:
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Implementación.
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Mantenimiento.
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Mano de obra.
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Veeduría.
Subsistema medioambiental:
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Ecosistema fluvial
-
Suelo
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Aire
Subsistema social:
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Corpochivor.
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Comunidad.
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Alcaldía municipal.
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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.



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