Análisis de la viabilidad de aprovechamiento del afluente hídrico principal que transita por la Unidad Agropecuaria - Hacienda Planadas, como fuente alterna de energía limpia para sus actividades productivas

La implementación de energías alternativas y limpias, con el paso del tiempo, ha sido mayor a nivel mundial, aunque los motivos en países desarrollados y en desarrollo son diferentes. Para este caso, al ser Colombia un país en desarrollo, el objetivo principal es aumentar la cobertura del suministro...

Full description

Autores:
Díaz López, Jhoan Stiven
Rodríguez Chaparro, Hugo Alejandro
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4317
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/4317
Palabra clave:
Unidad Agropecuaria Hacienda Planadas - Afluente hídrico
Unidad Agropecuaria Hacienda Planadas - Actividades productivas
Unidad Agropecuaria Hacienda Planadas - Energía limpia
Energía
Viabilidad técnica
Viabilidad financiera
Pico central
Energy
Technical feasibility
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description La implementación de energías alternativas y limpias, con el paso del tiempo, ha sido mayor a nivel mundial, aunque los motivos en países desarrollados y en desarrollo son diferentes. Para este caso, al ser Colombia un país en desarrollo, el objetivo principal es aumentar la cobertura del suministro energético a las zonas no interconectadas (Recalde et al., 2015) o zonas con inestabilidad energética. Es allí donde la generación de energía eléctrica a pequeña escala por medio del recurso hídrico toma un papel importante para lograr el acceso constante y de calidad a la energía eléctrica en zonas rurales, en donde se encuentran unidades agropecuarias con sistemas de producción que requieren dicho recurso. Este proyecto aborda la oportunidad que se presenta en la Unidad Agropecuaria – Hacienda Planadas, ubicada a un kilómetro de Laureles, en el corregimiento de Coello, municipio de Ibagué en dónde están las condiciones idóneas para implementar la generación de energía limpia a partir del aprovechamiento de un afluente hídrico, con el fin de auto suministrar una fuente alterna de energía a los procesos productivos que esta desarrolla en el campo agropecuario. Este estudio propone realizar el análisis de viabilidad técnica y financiera de esta iniciativa, para la Unidad Agropecuaria – Hacienda Planadas.
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spelling Bermeo Andrade, Helga Patricia6798043e-896e-4730-8c53-7cb17a31409f-1Materano Blanco, Gilberto Ignacio27a9aaf1-adbf-49f2-93a7-d1e408647b3a-1Díaz López, Jhoan Stivena06a0fb7-75ae-4cc4-a5a3-eada60af28a7-1Rodríguez Chaparro, Hugo Alejandro885c0341-3a4c-49a8-87ef-551708da4a5c-12024-07-17T20:20:26Z2024-07-17T20:20:26Z2023La implementación de energías alternativas y limpias, con el paso del tiempo, ha sido mayor a nivel mundial, aunque los motivos en países desarrollados y en desarrollo son diferentes. Para este caso, al ser Colombia un país en desarrollo, el objetivo principal es aumentar la cobertura del suministro energético a las zonas no interconectadas (Recalde et al., 2015) o zonas con inestabilidad energética. Es allí donde la generación de energía eléctrica a pequeña escala por medio del recurso hídrico toma un papel importante para lograr el acceso constante y de calidad a la energía eléctrica en zonas rurales, en donde se encuentran unidades agropecuarias con sistemas de producción que requieren dicho recurso. Este proyecto aborda la oportunidad que se presenta en la Unidad Agropecuaria – Hacienda Planadas, ubicada a un kilómetro de Laureles, en el corregimiento de Coello, municipio de Ibagué en dónde están las condiciones idóneas para implementar la generación de energía limpia a partir del aprovechamiento de un afluente hídrico, con el fin de auto suministrar una fuente alterna de energía a los procesos productivos que esta desarrolla en el campo agropecuario. Este estudio propone realizar el análisis de viabilidad técnica y financiera de esta iniciativa, para la Unidad Agropecuaria – Hacienda Planadas.The implementation of alternative and clean energies over time has been greater worldwide, although the reasons in the developed and developing countries are different. In this case, since Colombia is a developing country, the main purpose is to increase the coverage of energy supply to non- interconnected areas (Recalde, et al., 2015) or areas with energy instability. It is there where the small- scale electric energy generation takes an important role to achieve the constant and quality access to electricity in rural areas where there are agricultural units with production systems that required this resource. This project addresses the opportunity that exists in the Unidad Agropecuaria- Hacienda Planadas, located to one kilometer from Laureles in township of Coello, municipality of Ibagué, where there are the conditions to implement the clean energy generation from the use of a water tributary, with the purpose to self- supply an alternative energy to the productive processes that develops in the agricultural field. This study intends to carry out the technical and financial feasibility analysis of this initiative, for the Unidad Agropecuaria- Hacienda Planadas.PregradoIngeniero Industrial - Ingeniero MecánicoIntroducción.....1 1. Capítulo 1: Planteamiento del problema, justificación y objetivos.....3 1.1. Planteamiento del problema .... 3 1.2. Justificación del estudio . 7 1.3. Objetivos de estudio.....8 2. Capítulo 2: Marco de referencia.....11 2.1. Marco empírico .. 11 Marco teórico.....12 2.2. Sistemas de trasformación de energía .. 12 2.3. Sistemas de transformación de energía hidráulica .... 14 2.4. Viabilidad financiera.....19 2.5. Marco legal ... 19 2.6. Marco sectorial .. 20 2.7. Caracterización hidrográfica y climatológica ... 22 3. Capítulo 3: Aspectos metodológicos .. 23 3.1. Tipo de estudio .. 23 3.2. Plan metodológico .. 23 4. Capítulo 4: Análisis y resultados .... 29 4.1. Alternativa actual ... 29 4.1.1 Bocatoma.....29 4.1.2. Vertedero .. 30 4.2 Alternativa nueva .... 34 4.2.1. Rediseño de tubería 34 4.2.2. Rediseño de turbina Pelton.....40 Cálculo y diseño de nueva turbina Pelton .... 40 Cálculo de generador eléctrico.....40 4.2.3. Turbinas comerciales .... 41 4.2.4. Energía.....41 4.2.5. Generación CO2.....43 4.2.6. Selección de turbina.....44 4.2.7. Medición de sedimentos .... 46 4.2.8. Golpe de ariete ... 47 4.2.10. Instrumentación y control del sistema .. 49 4.2.11. Operación y mantenimiento .. 50 4.3. Estudio financiero .. 55 4.3.1. Ahorro por costo de energía ... 56 4.3.2. Inversiones .... 57 4.3.3. Depreciaciones y amortizaciones.....59 4.3.4. Costos de operación y mantenimiento .. 60 4.3.5. TMAR o costo de capital ... 61 4.3.6. Escenarios .... 61 4.3.7. Indicadores financieros.....62 Indicadores con IPC proyectado y sin beneficios de ley ... 62 Indicadores con IPC constante y sin beneficios de ley.....63 Indicadores con IPC proyectado con beneficios de ley.....64 Indicadores con IPC constante y beneficios de ley.....65 5. Capítulo 5: Conclusiones y recomendaciones.....67 Conclusiones.....67 Recomendaciones .. 68 Referencias bibliográficas .. 71 A. Anexo A: Cálculo y diseño del desarenador.....75 B. Anexo B: Cálculo y diseño de la turbina .. 77 Velocidad absoluta del chorro .. 77 Diámetro óptimo del chorro.....77 Velocidad periférica ... 78 Geometría de los álabes.....78 Geometría de la turbina .. 80 C. Anexo C: Caracterización del terreno .. 83 D. Anexo D: Revisión bibliográfica.....84 E. Anexo E: Consumo de la Unidad Agropecuaria.....86102 páginasapplication/pdfDíaz López, J.S. & Rodríguez Chaparro, H.A. (2023). Análisis de la viabilidad de aprovechamiento del afluente hídrico principal que transita por la Unidad Agropecuaria - Hacienda Planadas, como fuente alterna de energía limpia para sus actividades productivas. [Trabajo de grado. Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4317https://hdl.handle.net/20.500.12313/4317spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería Industrial, Ingeniería MecánicaÁlvarez, O. (2017). Energías renovables: Apuntes para un libro de texto. EDITORIAL ACADÉMICA ESPAÑOLA.Arbeláez, J., & Marín, J. (2006). ELABORACIÓN DE UN SOFTWARE PARA EL CÁLCULO Y DISEÑO DE TURBINAS PELTON QUE GENEREN ENTRE 500 kW y 1000 kW. Scientia Et Technica, 12(30), 225–229. https://n9.cl/a73lnAznar, J., & Guijarro, F. (2012). Nuevos métodos de valoración (2nd ed.). Universitat Politécnica de Valéncia.Baca, G. (2022). 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