Estudio de factibilidad para la implementacin de un sistema de bombeo para la comunidad Airn Cruz ubicada en el cantn Guamote de la parroquia Cebadas provincia de Chimborazo

 

Feasibility study for the implementation of a pumping system for the Airn Cruz community located in the Guamote canton of the Cebadas parish, Chimborazo province

 

Estudo de viabilidade para a implementao de um sistema de bombeamento para a comunidade Airn Cruz localizada no canto Guamote da parquia de Cebadas, provncia de Chimborazo

 

 

 

Pablo Andrs Peafiel-Ojeda I 
pablo.penafielo23@gmail.com
https://orcid.org/0009-0009-7404-1722
,Manuel Morocho-Amaguaya II  
mmorocho_a@espoch.edu.ec https://orcid.org/0000-0002-3484-4661
Edwin ngel Jcome-Domnguez III 
edwin.jacome@espoch.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-2870-892X
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Correspondencia: edwin.jacome@espoch.edu.ec

Ciencias Tcnicas y Aplicadas

Artculo de Investigacin

 

*Recibido: 23 de marzo de 2023 *Aceptado: 17 de abril de 2023 * Publicado: 29 de mayo de 2023

 

        I.            Investigador Independiente, Riobamba, Ecuador.

      II.            Escuela Superior Politcnica de Chimborazo, ESPOCH, Facultad de Mecnica, Riobamba, Ecuador.

   III.            Escuela Superior Politcnica de Chimborazo, ESPOCH, Facultad de Mecnica, Riobamba, Ecuador.


Resumen

En el presente artculo se realiz un estudio de factibilidad para la implementacin de un sistema de bombeo de agua para la comunidad Airn Cruz, ubicado en el cantn Guamote de la parroquia Cebadas, provincia de Chimborazo. Este artculo tiene un enfoque metodolgico cualitativo, con modalidad de investigacin documental y de campo. Para la recoleccin de informacin, se ha realizado un estudio de mercado empleando encuestas y en adicin los antecedes de la comunidad como instrumento de investigacin. Para la articulacin del proyecto, se realiz un estudio tcnico, partiendo con seleccin de la electrobomba y el sistema de alimentacin elctrica fotovoltaica; es decir, alimentacin por clulas o celdas solares, priorizando el anlisis ambiental, econmico, sustentable y tcnico de acuerdo con las condiciones requeridas por la comunidad. Se diseo dos reservorios de concreto que sirven como acumuladores de agua, ayudando as, a obtener un flujo constante y ptimo para el riego; en adicin, el diseo y la construccin de la estructura para el anclaje de los equipos y actuadores del sistema de bombeo. La normativa legal del estudio tiene un enfoque metodolgico hacia el uso correcto del agua en las comunidades del pas, tomando como prioridad el cuidado y el uso correcto del suelo e impacto ambiental. Para un adecuado control de activos del proyecto se realiz un plan de mantenimiento a los equipos, accesorios y actuadores del sistema de bombeo. Finalmente, el estudio financiero nos permite determinar el costo total del proyecto, calculando cada inversin empleada para la construccin y adquisicin de equipos, accesorios, material de construccin, mano de obra y gastos adicionales, sin descuidar el cumplimiento cronolgico requeridos por la comunidad para la articulacin y ejecucin del estudio.

Palabras Claves: Estudio de Factibilidad; Sistema de Bombeo; Electrobomba; Plan de Mantenimiento; Estudio Financiero.

 

Abstract

The aim of this paper is a feasibility study has been carried out for the implementation of a water pumping system at Airn Cruz community, located in Guamote canton, Cebadas parish, Chimborazo province. This paper has a qualitative methodological approach, it is a documentary and field research. For the data collection, a market study has been carried out using surveys and the community background as a research tool. For the project structure, a technical study was carried out, starting with the selection of the electric pump and the photovoltaic power supply system, that means, power supply by cells or solar cells; prioritizing environmental, economic, sustainable and technical analysis according to the conditions required by the community. Two concrete reservoirs that serve as water storage were built, thus helping to obtain a constant and optimal flow for irrigation. In addition, the design and construction of the structure for anchoring equipment and feeding system actuators for the submersible electric pump and other accessories of the pumping system. The legal regulations of this study have a methodological approach towards the correct use of water in the communities of the country, taking as a priority the care and correct use of the soil and environmental impact. For an adequate control of the project assets, an equipment maintenance plan was carried out, accessories and actuators of the pumping system. Finally, the financial study allows to determine the total cost of the project, calculating each investment used for the construction and acquisition of equipment, accessories, construction material, labor and additional expenses, without neglecting the chronological compliance required by the community for the meeting and execution of the study.

Keywords: Feasibility Study; Pumping System; Electric Pump; Maintenance Plan; Financial Study.

 

Resumo

Neste artigo, foi realizado um estudo de viabilidade para a implementao de um sistema de bombeamento de gua para a comunidade Airn Cruz, localizada no canto Guamote da parquia de Cebadas, provncia de Chimborazo. Este artigo tem abordagem metodolgica qualitativa, com modalidade de pesquisa documental e de campo. Para a coleta de informaes, foi realizado um estudo de mercado usando pesquisas e, alm disso, o histrico da comunidade como instrumento de pesquisa. Para a articulao do projeto foi realizado um estudo tcnico, comeando pela seleo da eletrobomba e do sistema eltrico fotovoltaico; ou seja, alimentao por clulas ou clulas solares, priorizando a anlise ambiental, econmica, sustentvel e tcnica de acordo com as condies exigidas pela comunidade. Foram projetados dois reservatrios de concreto que servem como acumuladores de gua, ajudando assim a obter um fluxo constante e timo para irrigao; Alm disso, o projeto e construo da estrutura para ancoragem dos equipamentos e atuadores do sistema de bombeamento. O normativo legal do estudo tem um enfoque metodolgico para o uso correto da gua nas comunidades do pas, tendo como prioridade o cuidado e uso correto do solo e impacto ambiental. Para um adequado controle dos ativos do projeto, foi realizado um plano de manuteno dos equipamentos, acessrios e atuadores do sistema de bombeamento. Por fim, o estudo financeiro permite apurar o custo total do projeto, calculando cada investimento utilizado para a construo e aquisio de equipamentos, acessrios, material de construo, mo de obra e despesas adicionais, sem descurar o cumprimento cronolgico exigido pela comunidade para a articulao e execuo do estudo.

Palavras-chave: Estudo de fatibilidade; Sistema de bombeamento; bomba eltrica; Plano de manuteno; Estudo Financeiro.

 

Introduccin

El bombeo de agua por energa solar fotovoltaica (FV) es una aplicacin de gran inters en sistemas aislados, la cual ha demostrado a lo largo de los aos que es una tecnologa efectiva para el abastecimiento de agua en comunidades rurales y efectivamente para el suministro en actividades agropecuarias (Abella, M. & Chenlo 2005, p. 3).

Circunstancialmente en las comunidades rurales de la provincia de Chimborazo, el uso de este recurso natural (Agua) es sumamente exclusivo, debido a la distribucin y ubicacin geogrfica de las mismas. Ventajosamente, la provincia consta de gran cantidad de agua gracias a los pramos que lo conforman, creando de esta forma, fuentes naturales a lo largo de las comunidades.

La concentracin de agua en ciertos sectores, hace que no exista una distribucin equitativa y eficiente en los sitios de necesidad de este recurso natural, por lo que, la bsqueda de sistemas tecnolgicos que ayuden a una mejor distribucin es indispensable y necesaria.

Es posible adoptar e implementar distintas soluciones tecnolgicas para bombear un determinado volumen de fluido Agua con sus dimensiones, en funcin a los rangos de potencia requeridos (caudal, altura). En la mayora de los planes, proyectos e implementaciones, siempre se buscan parmetros econmicamente factibles, el cual permita una ejecucin y solucin fiable tanto en el sentido econmico como lo tcnico (montaje, desempeo y mantenimiento) (Diz 2007, p. 22).

La eleccin de un sistema de bombeo depende mucho de factores econmicos, as como de factores geogrficos, por lo que es necesario resaltar y comparar varias opciones que pueden articular con la informacin necesaria para una buena toma de decisiones. La experiencia muestra que un proyecto es rentable y econmicamente fiable cuando el ciclo hidrulico que trabaja la electrobomba no sobrepasa los 1500 (Abella, M. & Chenlo 2005, p. 3).

 

 

 

Tabla 1. Comparaciones entre diferentes opciones de sistemas de bombeo

Tipo de sistema

Inconvenientes

Ventajas

 

 

 

Solar

La produccin y bombeo de agua depende de la radiacin solar.

Alto costo inicial.

Los sistemas modulares se acoplan a las necesidades.

Menos contaminacin por el no uso de combustibles.

Bajo mantenimiento y fcil instalacin.

Vida til considerablemente larga.

 

 

 

 

Diesel

Difcil Mantenimiento, reduciendo la vida til del equipo.

Contaminacin al medio ambiente por el uso de combustibles.

Combustible intermitente.

Problemas de suciedad, ruido, humos, etc.

Inversin de capital moderada.

Fcil instalacin.

Sistemas comunes muy experimentadas con su uso o ejecucin fcil.

 

 

Manual

Bajo caudal.

Mantenimiento regular.

Consume energa y tiempo que puede ser empleado en actividades con mejor y mayor productividad.

Bajo costo

Mantenimiento y limpieza fcil.

No necesita alimentacin elctrica.

Tecnolgicamente simple.

Fuente: Elaboracin propia

 

Las principales aplicaciones para los sistemas de bombeo alimentados por energa solar fotovoltaica son:

  • Aplicaciones de riego agrcola
  • Abastecimiento de agua en zonas rurales

Las actividades agropecuarias de la comunidad Airn Cruz de la parroquia Cebadas del Cantn Guamote provincia de Chimborazo son realizadas con dificultad, debido a que en su zona agrcola no gozan del recurso ms bsico y necesario Agua para dedicarse a dichas actividades. La adquisicin de este recurso natural es por medio de una tubera de una pulgada proveniente de un canal que alimenta a todas las comunidades cercanas, a dicho canal llega agua las 24 horas al da proveniente de vertientes.

Los moradores han decidido movilizar sus recursos y bienes materiales a otro lugar ms accesible para dedicarse a trabajar con normalidad, donde al realizar dicha movilizacin, se genera una saturacin territorial por lo que es obligatorio regresar a la zona inicial del problema; o en un caso extremista posponer sus actividades agropecuarias, la cual no es una solucin factible.

 

Metodologa y marco legal

Sistemas de bombeo existentes en la zona

Las comunidades en la provincia de Chimborazo en su mayora, realizan sus actividades agrcolas en zonas donde hay un abastecimiento continuo o regular de agua. Existen zonas en las mismas comunidades donde solo se abastece de agua por medio de la lluvia.

En la comunidad de Airn Cruz y las comunidades ms cercanas a sta, tienen un reservorio de agua, la cual es abastecida por medio de una tubera de 60 pulgadas de dimetro. Esta tubera sale desde un depsito alimentada por una vertiente con agua no potable a 2000 metros a la comunidad Airn Cruz, atravesando el rio Chambo, la va a Cebadas y las montaas que dividen a estas comunidades.

 

Figura 1. Descripcin geogrfica de las comunidades que atraviesa tubera que abastece de agua a la comunidad Airn Cruz

Fuente: Adaptado de Google Earth

 

Solo las zonas ms cercanas al reservorio de agua son suministradas por este recurso natural, y pueden realizar sus actividades agrcolas, de esta forma, las zonas ms lejanas al reservorio no son utilizadas por los escases de agua. Por cada uno de estos antecedentes, no existen sistemas de bombeo en las comunidades alrededor de Airn cruz.

Figura 2. Trayectoria de la tubera que abastece de agua a la comunidad Airn cruz

Fuente: Adaptado de Google Earth

 

Situacin actual de la comunidad

La comunidad Airn Cruz tiene un espacio territorial de 100000 , donde el abastecimiento de agua solo abarca el 40% de territorio para realizar las actividades agrcolas. Este porcentaje tambin comparten las dems comunidades cercanas a la misma, por esta razn, nace la necesidad de implementar un sistema de bombeo que ayude a una distribucin ms grande y uniforme de agua, de esta forma se aumentara la productividad de las actividades agropecuarias.


Figura 3. Reservorio de agua en la comunidad Airn Cruz

Fuente: Elaboracin Propia

Este reservorio de agua alimenta al resto de comunidades por medio de canales de riego, donde la circulacin y el abastecimiento son las 24 horas al da. Debido al porcentaje considerable de comunidades el agua es utilizada por horarios, logrando de esta forma cubrir en su mayora con la distribucin de riego a todas las comunidades beneficiarias de este canal.

 

Localizacin del proyecto

La comunidad se encentra geogrficamente ubicada en la regin centro del pas localizada a 320 m de la va Cebadas-Guamote.

 

Figura 4. Localizacin de la comunidad Airn Cruz

Fuente: Adaptado de Google Earth

 

Figura 5. Macro localizacin de la comunidad Airn Cruz

Fuente: Adaptado de Google Earth

 

Figura 6. Micro localizacin de la comunidad Airn Cruz

Fuente: Adaptado de Google Earth

 

Marco legal, normativas, leyes y reglamentos

La estructura organizacional de la comunidad Airn Cruz, es elaborada en base a las aptitudes y actitudes de los colaboradores y dems miembros de la comunidad, dividiendo cada tarea o responsabilidad de acuerdo a la capacidad de desempeo.

 

Figura 7. Estructura organizacional comunidad Airn Cruz

Fuente: Elaboracin Propia

 

Cabe recalcar que cada decisin es tomada de forma general y unnime, es decir, las autoridades de la comunidad colaboran en su mayora con la articulacin y legalizacin de documentos que sirvan para registrar algn proceso o trmite legal y dems parmetros en beneficio comunal

A continuacin, se efecta una descripcin de las funciones o perfiles necesarios de cada colaborador para la ejecucin del presente proyecto

Presidente de la comunidad

  • Organizar reuniones de informacin o capacitacin.
  • Realizar acuerdos de cooperacin en beneficio a la comunidad.
  • Liderar a todos los integrantes de la comunidad.
  • Socializar con comunidades, instituciones, organizaciones, etc.
  • Representar en actos pblicos o privados a su comunidad.
  • Tomar decisiones en beneficio a su comunidad.
  • Trabajo en conjunto con el administrador.

Administrador de la asociacin

  • Administrar la parte financiera y econmica de la comunidad
  • Elaborar documentos legales y acuerdos de cooperacin.
  • Dar seguimientos a todo proceso y actividades legales de la comunidad
  • Organizar reuniones de informacin o capacitacin.
  • Realizar acuerdos de cooperacin en beneficio a la comunidad
  • Socializar con comunidades, instituciones, organizaciones, etc.
  • Representar en actos pblicos o privados a su comunidad
  • Trabajo en conjunto con el presidente

Secretario

  • Registrar todo proceso y actividades legales de la comunidad.
  • Agendar reuniones.
  • Recibir y entregar documentaciones concernientes a la comunidad.
  • Elaboracin de reportes.

Tesorero

  • Registrar cada aspecto financiero de la comunidad
  • Realizar la contabilidad de la comunidad
  • Rendir cuantas de la contabilidad de la comunidad

 

Estudio ambiental

Es importante recalcar las mltiples funciones que cumple el riego en el enfoque de las actividades humanas, las cuales estn relacionadas con el mbito productivo, econmico, social y ambiental aumentando hasta un 17% en el PIB, de esta forma se dimensiona la importancia de la agricultura y la produccin bajo riego, contribuyendo de forma extensa con el desarrollo del pas (Zapatta, Pierre 2015, p. 10) (Sosa, Larrea 2014, p. 15).

Los ciclos de distribucin y transformacin agua, se enfocan directamente con el medio ambiente, resaltando que, si el suelo no es capaz de captar toda el agua acumulada en su ciclo natural, esta puede correr directamente hacia un rio arrastrando todo lo que se encuentre en su paso provocando aludes o inundaciones o a su vez la creacin de filtraciones en el suelo y alimentar una corriente subterrnea, por dicha razn las actividades agrcolas y dems actividades que involucren el uso del suelo es necesario para un equilibrio ambiental (Zapatta, Pierre 2015, p. 54) (Sosa, Larrea 2014, p. 19).

Por otra parte la implementacin de un sistema de bombeo por energa fotovoltaica es una va sustentable al cuidado ambiental porque adems de ser una fuente de energa renovable inagotable a escala humana, permite la obtencin de electricidad sin recurrir a ningn tipo de combustin, o el uso de centrales nucleares o trmicas las cuales producen emisiones a la atmosfera con contaminantes que provocan gases de efecto invernadero, lluvias cidas y residuos peligrosos (Espejo Marn 2004, p. 16) (Mariano, Florencia 2013, p. 25).

Con el uso de la energa fotovoltaica para la implementacin de un sistema de bombeo y dems proyectos tcnicos enfocados al sector agrcola, es necesario mencionar y recalcar los siguientes parmetros en veneficio al medio ambiente:

 

Tabla 2. Ventajas ambientales de los sistemas por alimentacin fotovoltaica

Sistema fotovoltaico

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ventajas

Causa

Veneficios

 

La energa solar no contamina con CO2

La contaminacin por CO2 tiene un impacto nocivo con el medio ambiente el cual provoca problemas sanitarios contribuyendo con el cambio climtico y aumentando el dao ecolgico.

Fuente de energa segura gratuita e ilimitada

Para el almacenamiento de energa depende mucho de la cantidad solar que exista.

 

 

 

Energa solar libre de carbono

El 31 de diciembre de 2020, los envos de trina solar superaron los 66 GW, dando una capacidad de generacin de energa anual de 90 millones de kWh, con un equivalente de ahorro de ms de 29 millones de toneladas de carbn estndar, reduciendo significativamente las emisiones de CO2 en aproximadamente 89 millones de toneladas y 2 millones de toneladas de SO2

 

Funcionamiento

Los paneles solares estn fabricados para funcionar hasta 25 aos de potencia reduciendo un 5% de rendimiento a partir de decimo aos de funcionamiento.

Fuente Adaptado de (Mariano, Florencia 2013, p. 25)(Hernndez, Coitt 2006, p. 58)

 

Desde la perspectiva ambiental, el sistema de riego es o podra llegar a ser un factor limitante a la expansin de la frontera agrcola hacia ecosistemas frgiles, por dicha razn , se requiere un manejo adecuado de las actividades antrpicas para asegurar que no exista desequilibrios ambientales tanto para el uso de suelos como para el uso del agua (Zapatta, Pierre 2015, p. 10).

Las condiciones ambientales para la construccin de cuartos de control, reservorios de almacenamiento de agua y el montaje de sistemas de bombeo, no tiene un ndice grave de contaminacin ambiental ya que este proyecto est basado en el uso de energa renovable amigable con medio ambiente. En casos relevantes, la elaboracin de un instructivo de residuos slidos ayudara a un mejor seguimiento ambiental.

 

Anlisis y discusin de resultados

Estudio de mercado

En la comunidad Airn Cruz existe un nmero de 75 habitantes, las cuales 45 personas se dedican a trabajar sus terrenos; el nmero restante est distribuido entre nios, adolescentes y adultos mayores, los cuales no realizan ninguna actividad referente al proyecto.

De los 75 habitantes, 5 comuneros no entraran en el clculo de la muestra porque su zona agrcola est ubicada cerca de la toma central de agua como se indica en la figura 4-3; ellos abastecen sus terrenos directamente del canal de riego por medio de tuberas.

El porcentaje de habitantes habituales en la comunidad son de 40 beneficiarios a los que se les realizara la encuesta.

 

Tabulacin y resultados de la encuesta

Las tabulaciones son realizadas individualmente por pregunta y colectivamente por encuestas, arrojando como resultados la siguiente informacin:

Usted y su familia se dedican a realizar actividades agropecuarias en la comunidad Airn Cruz?

 

Figura 8. Familias que se dedican a realizar las actividades agropecuarias

Fuente: Elaboracin propia

En la comunidad Airn Cruz existe un suministro de agua?

 

Figura 9. Porcentaje de agua que llega a la comunidad

Fuente: Elaboracin propia

 

Cuntas horas al da se provee de agua a la comunidad?

 

Figura 10. Nmero de horas que la comunidad tiene agua

Fuente: Elaboracin propia

 

En el lugar donde realiza sus actividades agrcolas, existe un abastecimiento de agua?

 

Figura 11. Porcentaje de beneficiarios que tienen agua en la comunidad

Fuente: Elaboracin propia

Alguna vez a implementado alguna mquina, componentes elctricos, electrnicos o mecnicos que sirva para bombear o suministrar de agua a su territorio agrcola?

 

Figura 12. Nmero de personas que han implementado algn sistema para bombear agua.

Fuente: Elaboracin propia

 

Usted consume y comercializa el producto proveniente de sus actividades agrcolas?

 

Figura 13. Nmero de personas que consume y comercializa el producto proveniente de sus actividades agrcolas

Fuente: Elaboracin propia

Si en su territorio existiese un suministro de agua continuo, invertira y aumentara sus actividades agrcolas o se dedicara a otras opciones?

 

Figura 14. Nmero beneficiarios que invertira para aumentara sus actividades agrcolas

Fuente: Elaboracin propia

Apoyara algn proyecto que tenga la iniciativa de satisfacer sus necesidades agrcolas?

 

Figura 15. Nmero de beneficiarios que apoyan la iniciativa del proyecto

Fuente: Elaboracin propia

 

Anlisis e interaccin de los resultados totales obtenidos en las encuestas

El 100% de encuestados se dedican a las actividades agropecuarias. Algunos netamente a la ganadera y otros a la agricultura o conjuntamente.

El 100% de propietarios tiene acceso al suministro de agua no potable, pero no precisamente en sus propiedades, es decir, en un solo punto cntrico de abastecimiento para todas las comunidades cercanas.

El agua circula de forma constante por las comunidades, abasteciendo el 100% las 24 horas al da.

El 87.5% de propietarios no tiene agua en su zona agrcola. El porcentaje restante si tiene debido a que sus residencias estn cerca a la toma central de agua

El 5% de propietarios tuvieron la iniciativa de colocar e implementar un sistema de bombeo para solucionar sus necesidades agropecuarias, dichos sistemas no funcionaron porque fueron colocados de forma emprica y sin un estudio previo a la ejecucin, generando un fracaso total a la implementacin del mismo.

El 100% de propietarios vive de sus actividades agropecuarias, es decir, todo lo que tiene que ver con la agricultura lo comercializan y tambin lo consumen dependiendo la necesidad. La ganadera satisface netamente para su consumo.

El 100% de propietarios se dedica y pretende dedicarse a y ejecutar este la agricultura y ganadera, dando un indicativo extenso de la necesidad en implementar proyecto.

El 100% de beneficiarios estn de acuerdo con la articulacin de este estudio, por dicha razn apoyan en su totalidad la ejecucin del mismo.

Con los resultados obtenidos se concluye que la necesidad de implementar un sistema de bombeo es importante porque ayudara enormemente a la mejora de la situacin econmica y social de cada beneficiario (Flrez 2015, p. 55).

 

Resultados del anlisis FODA

Fortalezas

La elaboracin de un estudio de factibilidad, encaminara y enfocara ms adecuadamente a la comunidad, para la bsqueda de alternativas eficientes, rentables y econmicas para la implementacin de un sistema de bombeo.

La comunidad Airn Cruz tiene un espacio territorial muy amplio para el montaje de los equipos que conforman el sistema de bombeo y favorable para la captacin de rayos solares que sern aprovechados por las clulas fotovoltaicas.

La implementacin de un sistema de bombeo por alimentacin fotovoltaica, menora considerablemente la contaminacin ambiental que puede ser generada por la ejecucin del mismo.

Los propietarios de la comunidad tienen la predisposicin en ayudar con la articulacin del estudio tanto en la recoleccin de informacin como en el proceso legal para la ejecucin del proyecto.

Oportunidades

Los lderes de la comunidad tienen el apoyo de grupos, fundaciones, asociaciones, etc., que podran ayudar a financiar el proyecto.

Este proyecto aumentara la productividad en la ejecucin de las actividades agropecuarias de la comunidad abarcando ms territorio que el utilizado actualmente, con un flujo de agua predispuesto a las necesidades de los beneficiarios.

Este proyecto tcnico es novedoso entre las comunidades ms alejadas de la provincia, por lo que existe una probabilidad muy alta de ser implementada en ms lugares gracias a que su contaminacin es menor a comparacin de otros sistemas de bombeo.

Debilidades

La parte econmica para la ejecucin del proyecto es un factor difcil de articular, ya que los propietarios debern buscar empresas, fundaciones, instituciones, etc., que puedan financiarles el proyecto.

La produccin elctrica y bombeo de agua depende de la radiacin solar existente en la comunidad, de esta forma, para llegar al voltaje necesario para la alimentacin de los equipos se debe implementar un nmero determinados de paneles solares

Amenazas

La comunidad Airn Cruz se encuentra ubicada en una pendiente, corriendo el riesgo de que exista deslaves en pocas de invierno.

En el lugar donde se va a ejecutar el proyecto, est ubicada en una zona de difcil acceso para transportar maquinaria y materiales para la construccin de los reservorios de agua.

 

Misin y Visin

Misin

Implementar un sistema de bombeo de agua por medio de energa fotovoltaica en la comunidad Airn Cruz ubicada en la parroquia Cebadas del cantn Guamote, en busca de mejorar las condiciones y procesos actuales con las que realizan sus actividades agropecuarias, fomentando e impulsando mejores alternativas enfocadas al cuidado ambiental en los sectores rurales de la provincia.

 

Visin

Expandir y proponer ms proyectos sociales a comunidades necesitadas de un sistema de bombeo de agua en la provincia de Chimborazo, realizando planes, estudios y anlisis de acuerdo a los objetivos que deseen alcanzar.

 

Figura 16. Esquema del sistema de bombeo fotovoltaico

Fuente: Elaboracin propia

Estudio financiero del proyecto

Para el desarrollo y ejecucin del proyecto, la comunidad Airn Cruz debe considerar realizar una inversin basada en los costos reales de acuerdo al siguiente estudio financiero, recalcando que los costos estn basados en precios actualizados.

El costo de los materiales de construccin, accesorios y equipos a utilizar para la implementacin del sistema de bombeo, estn cotizados con valores actuales otorgados por los distribuidores

 

Tabla 3. Costo de mano de obra del proyecto

Descripcin

Sueldo

Cantidad

Sueldo acumulado

# meses

V mensual

Tcnico/ Ing. (Contrato por obra)

2,000.00

1

2,000.00

1

2,000.00

Arquitecto encargado del diseo de los planos (Contrato por obra)

700.00

1

700.00

1

700.00

Maestro albail

560.00

1

560.00

2

1,120.00

Ayudante albail

400.00

2

800.00

2

1,600.00

Total

 

$ 5,420.00

Fuente: Elaboracin propia

 

Consideraciones: El ingeniero o tcnico es quien ejecutara el proyecto, responsable de implementar el sistema elctrico, anclar y dar funcionamiento al sistema de bombeo.

 

Tabla 4. Costo de los equipos para el sistema de bombeo

Accesorios

Cantidad

Costo unitario

Costo final

Bomba

1

$ 587.00

$ 587.00

Paneles

8

$ 30.00

$ 1,040.00

$ 1,627.00

Fuente: Elaboracin propia

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabla 5. Costo para la construccin del reservorio final

tem

Tipo de material

Unidad

Cantidad de material

USD unitario

USD Total

A

Material ptreo

A1

Piedra

m3

5.4

13.33

72.00

A2

Arena

m3

44.2368

20.00

84.74

A3

Ripio

m3

44.2368

13.33

589.82

B

Material de ferretera

B1

Hierro (varilla de 12mm)

QQ

9.1

51.00

462.19

B2

Cemento (45 kg)

QQ

115.20

7.75

892.80

B3

Alambre de amarre

lb

20

70

14.00

B4

Clavos 2 in

lb

3

3.00

9.00

B5

Clavos 1 in

lb

3

2.50

7.50

B6

Pingos (3m)

U

36

2.50

90.00

B7

Tablas (2.20 m)

U

198

2.20

436.36

B8

Tiras (4x4 cmx2.5m)

U

30

2.50

75.00

$ 3,533.41

Fuente: Elaboracin propia

 

Tabla 6. Costo para la construccin del reservorio inicial

tem

Tipo de material

Unidad

Cantidad de material

USD unitario

USD Total

A

Material ptreo

A1

Piedra

m3

7.2

13.33

96.00

A2

Arena

m3

54.3744

20.00

1,087.49

A3

Ripio

m3

54.3744

13.33

724.99

B

Material de ferretera

B1

Hierro (varilla de 12mm)

QQ

10.3

51.00

525.94

B2

Cemento (45 kg)

QQ

141.60

7.75

1,097.40

B3

Alambre de amarre

lb

20

0.70

14.00

B4

Clavos 2 in

lb

3

3.00

9.00

B5

Clavos 1 in

lb

3

2.50

7.50

B6

Pingos (3m)

U

36

2.50

90.00

B7

Tablas (2.20 m)

U

275

2.20

606.06

B8

Tiras (4x4 cmx2.5m)

U

35

2.50

87.50

$ 4,345.88

Fuente: Elaboracin propia

Tabla 7. Costo de accesorios para el sistema de bombeo

Accesorios

Cantidad

Costo unitario

Costo final

Bomba

1

$ 587.00

$ 587.00

Paneles

8

$ 130.00

$ 1,040.00

Tubera 1 1/4

134

$ 18.00

$ 2,412.00

Manmetro

1

$ 8.50

$ 8.50

Vlvula de compuerta

1

$ 5.50

$ 5.50

Vlvula de caudal

1

$ 5.50

$ 5.50

Vlvula de retencin

1

$ 6.00

$ 6.00

Cable de alimentacin

1

$ 30.00

$ 30.00

Unin

1

$ 2.50

$ 2.50

Codo 90 y 45

4

$ 0.75

$ 3.00

Unin T

1

$ 1.50

$ 1.50

Neplo C

133

$ 0.40

$ 53.20

Varios accesorios

1

$ 100.00

$ 100.00

$ 4,254.70

Fuente: Elaboracin propia

 

Tabla 8. Rubro de inversin

INVERSIN DEL PROYECTO

RUBRO DE INVERSIN

INVERSIN REALIZADA (USD)

INVERSIN POR REALIZAR (USD)

TOTAL DE INVERSIONES (USD)

INVERSIONES FIJAS

  

Terreno

-

-

-

INVERSIONES DIFERIDAS

 

Reservorio final

 

 

 

Piedra

-

72.00

72.00

Arena

-

884.74

884.74

Ripio

-

589.82

589.82

Hierro (varilla de 12mm)

-

462.19

462.19

Cemento (45 kg)

-

892.80

892.80

Alambre de amarre

-

14.00

14.00

Clavos 2 in

-

9.00

9.00

Clavos 1 in

-

7.50

7.50

Pingos (3m)

-

90.00

90.00

Tablas (2.20 m)

-

436.36

436.36

Tiras (4x4 cmx2.5m)

-

75.00

75.00

Reservorio Inicial

 

 

 

Piedra

-

96.00

96.00

Arena

-

1087.49

1087.49

Ripio

-

724.99

724.99

Hierro (varilla de 12mm)

-

525.94

525.94

Cemento (45 kg)

-

1097.40

1097.40

Alambre de amarre

-

14.00

14.00

Clavos 2 in

-

9.00

9.00

Clavos 1 in

-

7.50

7.50

Pingos (3m)

-

90.00

90.00

Tablas (2.20 m)

-

606.06

606.06

Tiras (4x4 cmx2.5m)

-

87.50

87.50

Bomba

-

587.00

587.00

Paneles

-

130.00

1040.00

Tubera 1 1/4

-

18.00

2412.00

Manmetro

-

8.50

8.50

Vlvula de compuerta

-

5.50

5.50

Vlvula de caudal

-

5.50

5.50

Vlvula de retencin

-

6.00

6.00

Cable de alimentacin

-

30.00

30.00

Unin

2.50

2.50

Codo 90 y 45

-

0.75

3.00

Unin T

-

1.50

1.50

Neplo C

-

0.40

53.20

Varios accesorios

-

100.00

100.00

Mano de obra

Tcnico/ Ing. (Contrato por obra)

-

2000.00

2000.00

Arquitecto encargado del diseo de los planos (Contrato por obra)

-

4000.00

4000.00

Maestro albail

-

4000.00

4000.00

Ayudante albail

-

4000.00

4000.00

CAPITAL DE TRABAJO

 

Cuentas por cobrar

-

-

-

Cuentas por pagar

-

-

-

TOTAL DE INVERSIN

$ 0.00

$26,133.99

$26,133.99

Fuente: Elaboracin propia

 

Resultados finales

El estudio de factibilidad para la implementacin de un sistema de bombeo para la comunidad Airn Cruz tiene un enfoque metodolgico cualitativo, con modalidad de investigacin documental y de campo.

La recoleccin de la informacin es por medio de un estudio de mercado, utilizando como instrumento de investigacin la encuesta y los antecedes de la comunidad. Con los resultados obtenidos se realiz un anlisis previo para la articulacin del proyecto; dando principio a la elaboracin de un estudio tcnico, que parte con la seleccin de la bomba. Se examina tres diferentes sistemas de bombeo como son por alimentacin solar, disel y manual denotando que cada una de ellas tiene sus ventajas e inconvenientes particularmente.

Mediante un anlisis econmico, tcnico y adjuntando tambin las condiciones iniciales y requeridas por la comunidad, se determin que el sistema de bombeo debe ser por medio de energa fotovoltaica, debido a que este tipo de alimentacin elctrica es la ms apropiada para los sistemas de riego y sistemas de uso agrcola, resaltando que este tipo energa es renovable o ms comn mente conocida con energa limpia que ayudara favorablemente al medio ambiente.

El caudal que alimenta a la comunidad es de 13 l/min, limitando considerablemente las opciones para la seleccin de la bomba. Debido al bajo caudal de entrada, se propone la creacin de dos reservorios donde se pueda acumular el agua y as bombearla con mucha ms facilidad (un reservorio inicial y un final). Mediante el uso de catlogos y con el clculo de bombas, se seleccion la electrobomba sumergible de la marca Pedrollo 4SRTG/30, la misma que cumple con las especificaciones y requerimientos que la comunidad necesita, capaz de bombear hasta 425m como altura manomtrica con un motor elctrico monofsico de 220 V-60Hz. La electrobomba ser alimentada con 8 paneles solares conectadas en serie de 270 Wp /30VDC policristalino de 60 clulas, obteniendo de esta forma, alcanzar con los requerimientos tcnicos.

Para la articulacin del proyecto, los beneficiarios debern respetar ciertas normativas legales, las mismas que pueden tomar como gua para la bsqueda de posibles patrocinadores como se muestra en la numeracin 3.12.2. Conjuntamente con su respectivo estudio ambiental, describiendo normativas referenciadas por el cdigo orgnico del ambiental, instructivos para la gestin de residuos slidos, equipos y sealizacin de seguridad, categorizando cada uno de los parmetros como necesarios para la ejecucin del proyecto.

Finalmente se realiza un estudio financiero el cual determinara el costo total del proyecto, calculando la construccin de los dos reservorios de agua, mano de obra, adquisicin de equipos y accesorios requeridos, dando como costo final la cantidad de $26,133.99 dlares.

Concluyendo que el estudio es factible no solo por el costo econmico sino tambin, porque es ejecutable bajo las condiciones de trabajo, donde posteriormente el resultado final de la ejecucin del proyecto depender exclusivamente bajo el criterio y decisin de la comunidad.

 

Conclusiones

La electrobomba seleccionada para el estudio del proyecto es la 4SR7G de la marca Pedrollo, este tipo de electrobomba sumergible es la que ms se acerca a los requerimientos que la comunidad necesita, debido a que otros tipos de electrobombas no se adaptan a las condiciones ya sea por el bajo caudal de agua entregado o por la altura que se requiere bombear.

La red ms factible para alimentar a la electrobomba es la monofsica, porque es mucho ms barato y conveniente distribuir corriente monofsica que alimenta a la electrobomba con 220 V que una trifsica con 380 V, de esta forma ya no es necesario el uso de generadores o transformadores de corriente salvo el caso de que sea necesario.

El levantamiento de la informacin por medio de encuestas se realiz a 40 beneficiarios de 75 habitantes de la comunidad, debido a que existen propietarios que solo residen en su localidad, pero no se dedican a realizar ninguna actividad agropecuaria.

El estudio tcnico se realiz en base a datos actuales; los catlogos de los equipos y accesorios son de empresas no necesariamente ecuatorianas pero que si distribuyen la mercadera por medio de almacenes o por paginas oficiales de cada empresa.

La cotizacin de los materiales de construccin y adquisicin de los equipos para la ejecucin del estudio financiero son con costos reales de acuerdo al mercado actual.

La comunidad Airn Cruz deber buscar financiamiento en las instituciones recomendadas en el estudio legal, adjuntando un seguimiento y normativa a cumplir para el uso responsable y equitativo del agua.

 

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