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• Jose Elvis Paredes Ojeda

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Estudio y análisis de la rehabilitación y el reacondicionamiento de la “Microcentral Hidroeléctrica Epizana” y su inserción en las redes de ELFEC.

1.

INTRODUCCIÓN.-

La energía es un insumo esencial para el bienestar de cualquier sociedad. Ella está presente en todos los bienes y servicios producidos, así como es, por sí misma, un importante ítem de consumo. Siendo así que el consumo de energía eléctrica es uno de los grandes medidores de progreso y bienestar de una sociedad. Es así que en Bolivia como en el resto del mundo este consumo va evolucionando y junto a él las necesidades de desarrollar e implementar nuevas fuentes de energía alternativas a las provenientes de los hidrocarburos. En este entendido en Bolivia se ve necesario aprovechar los beneficios energéticos que se pueden conseguir y aprovechar a partir de la naturaleza. Recursos energéticos provenientes de fluidos como el agua o el viento, de rayos solares, de la biomasa y recursos energéticos denominados verdes o renovables. La energía hidroeléctrica es aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de los saltos de agua, que luego de entregar energía mecánica a una turbina acoplada a un generador, es transformada en energía eléctrica. Proyectos hidroeléctricos a diferentes escalas son los que se vienen aprovechando, tal es el caso de las pequeñas centrales, denominadas micro centrales que vienen a ser aprovechadas por pequeñas comunidades donde la red de energía eléctrica no llega. Estas microcentrales son instaladas para la

1

generación de energía eléctrica, y que por sus implicancias representan en las comunidades bastante aceptación. En Bolivia a la fecha se han venido implementando Microcentrales Hidroeléctricas

en

distintas

localidades,

con

la

ayuda

de

diferentes

organizaciones. Implementaciones que vienen acompañadas por crecimiento y desarrollo en las comunidades. En este entendido se logra satisfacer muchas de las necesidades fundamentales de estas comunidades, logrando un mayor desarrollo y oportunidades dentro de las provincias. Implementados los proyectos a veces existe un mal mantenimiento de los mismos y o un olvido de los cuales, lo que conlleva al deterioro de los equipos electromecánicos, el deterioro de las obras civiles, etc. Lo cual deriva inminentemente en la paralización de las Microcentrales. Entonces la rehabilitación y el mantenimiento de estos proyectos serán tomados como necesarios, para su normal funcionamiento. También es preciso analizar la situación de estos proyectos, con respecto a la reactivación de los mismos para el uso de la población o por otra parte la conexión a la red. Red que con el pasar de los años llega a abastecer a dichas comunidades y en su camino abandona estos proyectos energéticos, y requiere de la reactivación de dichos proyectos para el fortalecimiento de sus líneas. Líneas que con su constante ampliación a veces llega a tener deficiencias. 2.

ANTECEDENTES GENERALES.-

2.1. En 1990 en la localidad de Totora se instala con la ayuda de la cooperación Holandesa la “Microcentral Hidroeléctrica Epizana” (MCH Epizana), proyecto que llega a beneficiara las localidades de Totora y Epizana de energía eléctrica.

2

Este proyecto es manejado inicialmente por los párrocos de la comunidad, pero posteriormente pasa a ser administrada por una cooperativa de la comuna, la “Cooperativa San Francisco de Totora”, que viene administrando hasta la fecha la Microcentral Hidroeléctrica Epizana. La MCH Epizana cuenta con una potencia instalada de 100 kW, generados por una turbina Michell-Banki, y esta dota de energía eléctrica a todo el pueblo, pero con la llegada de las redes de ELFEC a la comuna, la MCH Epizana pasa a formar parte de un segundo sistema que suministra de energía a la comuna, caso que es considerado como una preocupación para la cooperativa, puesto que la misma no puede competir con las redes de ELFEC, entonces esta empieza a disminuir su generación, y poco a poco se va dejando de lado el uso de la energía provista por la cooperativa, es así se va restando importancia de la cooperativa y esta a su vez va descuidando el mantenimiento y la atención de la MCH de Epizana, lo que ocasiona la paralización total de la MCH Epizana y la recesión de actividades. Entonces el presente proyecto pretende estudiar la reactivación de la MCH Epizana y analizar la posible inserción de energía producida por la misma en las redes de ELFEC. 3.

OBJETIVOS

3.1.

OBJETIVO GENERAL

Estudiar y analizar la rehabilitación de la Microcentral Hidroeléctrica de Epizana.

Commented [T1]: RELACION CON EL TITULO

3.2.

Commented [T2]: DETALLAR TODOS LOS ASPECTOS DEL TRABAJO QUE SE VA A REALIZAR Y LAS CARACTERISTICAS

OBJETIVOS ESPECÍFICOS



Estudiar el estado de la Microcentral Hidroeléctrica Epizana.



Calcular los elementos que constituyen la Microcentral Hidroeléctrica Epizana.



Redimensionar

los

elementos

que

constituyen

la

Microcentral

Hidroeléctrica Epizana.

3



Especificar los elementos que constituyen la Microcentral Hidroeléctrica Epizana.



Estudiar el Mantenimiento de la Microcentral Hidroeléctrica de Epizana.



Analizar la renovación de los elementos de la Microcentral Hidroeléctrica Epizana.



Diseñar la implementación de un sistema de generación secundario en la Microcentral Hidroeléctrica Epizana.



Estudiar la implementación de un sistema de generación secundario en la Microcentral Hidroeléctrica Epizana.



Estudiar los parámetros eléctricos de la línea.



Dimensionar

los

elementos

para

el reacondicionamiento

de

la

Microcentral Hidroeléctrica Epizana para su posible inserción a la red de ELFEC. 

Especificar los elementos para el reacondicionamiento de la Microcentral Hidroeléctrica Epizana para su posible inserción a la red de ELFEC.



Estudiar la inserción de la Microcentral Hidroeléctrica Epizana a la red.



Analizar económicamente el funcionamiento y de la posible inserción y venta a la red de la Microcentral Hidroeléctrica de Epizana.

4.

JUSTIFICACION

El proyecto planteado se justifica por las siguientes razones: 

Evitar que la MCH de Epizana se quede inactiva y se pueda aprovechar su generación para inyectar a la red energía.



Generar fuentes de recursos económicos para el desarrollo productivo y social de la población y de los cooperativistas gracias a la venta de energía eléctrica a ELFEC.



Al generar energía eléctrica con recursos renovables, se está preservando el medio ambiente, generando así medios alternativos de generación de energía.

4

5.

TEMARIO PROPUESTO Capítulo I

1. Introducción. 1.1. Antecedentes. 1.2. Objetivos del proyecto. 1.2.1. Objetivo general. 1.2.2. Objetivos específicos. 1.3. Justificación del Proyecto. Capítulo II Marco Teórico 2. Microcentrales Hidroeléctricas. 2.1. Concepto de Microcentral Hidroeléctrica. 2.2. Componentes de una Microcentral Hidroeléctrica. 2.2.1. Obras Civiles. 2.2.1.1.1.

Tomas y Sistemas de uso de caudal.

2.2.1.1.2.

Sistemas de Contención.

2.2.1.1.3.

Bocatoma.

2.2.1.1.4.

Canal de Conducción.

2.2.1.1.5.

Aliviaderos.

2.2.1.1.6.

Cámara de Carga y Desarenador.

2.2.1.1.7.

Canal de Descarga.

2.2.2. Elementos Mecánicos. 2.2.2.1.1.

Tubería de presión.

2.2.2.1.2.

Compuertas mecánicas.

2.2.2.1.3.

Válvulas.

2.2.2.1.4.

Uniones y juntas.

2.2.2.1.5.

Volante de inercia

2.2.3. Elementos Electromecánicos. 2.2.3.1.

Generador Eléctrico.

2.2.4. Generación de Energía Eléctrica.

5

2.2.4.1.

Energía Activa

2.2.4.2.

Energía Reactiva.

2.2.5. Subestación Elevadora. 2.2.5.1.1.

Transformador.

2.2.6. Equipos Mecánicos, Electromecánicos y Eléctricos para la protección y medición de la Microcentral Hidroeléctrica en su funcionamiento y posible inserción en la red. 2.2.7. Sistemas de Control del conjunto de generación turbinagenerador. 2.2.8. Mantenimiento de una Microcentral Hidroeléctrica.

Capítulo III 3. Cálculos de Diseño y de Rediseño. 3.1. Rediseño de los componentes de la Microcentral Hidroeléctrica. 3.1.1. Cálculo, dimensionamiento y especificación de los componentes que

intervienen

en

el

funcionamiento

de

la

Microcentral

Hidroeléctrica. 3.1.1.1.

Cálculo, dimensionamiento y especificación de las obras

civiles de la Microcentral Hidroeléctrica. 3.1.1.2.

Cálculo,

dimensionamiento

y

especificación

de

los

de

los

elementos mecánicos de la Microcentral Hidroeléctrica. 3.1.1.3.

Cálculo,

dimensionamiento

y

especificación

elementos electromecánicos de la Microcentral Hidroeléctrica. 3.1.1.4.

Cálculo, dimensionamiento y especificación del sistema de

generación de la Microcentral Hidroeléctrica. 3.1.1.5.

Cálculo,

dimensionamiento

elementos de

y

especificación

de

los

medición en el funcionamiento de la

Microcentral Hidroeléctrica. 3.1.1.6.

Cálculo, dimensionamiento y especificación de los sistemas

de control del sistema de generación de la Microcentral Hidroeléctrica. Capítulo IV

6

4. Reconocimiento y Análisis Preliminar de la Microcentral Hidroeléctrica Epizana. 4.1. Estudio del mantenimiento de la Microcentral Hidroeléctrica. 4.2. Análisis y estudio de la renovación de los elementos de la Microcentral Hidroeléctrica. 4.3. Análisis y estudio de la implementación de la conexión de un sistema de generación paralela para casos de mantenimiento. Capitulo V 5. Análisis de la inserción de la Microcentral Hidroeléctrica a la red 5.1. Análisis de la red para la posible inserción de la Microcentral Hidroeléctrica 5.1.1. Análisis y discusión de las leyes y normativas aplicables a la conexión de generadores en la red. 5.2. Diseño, cálculo, dimensionamiento y especificación de los elementos Eléctricos y Electrónicos para la inserción a la red de la Microcentral Hidroeléctrica. 5.3. Cálculo, dimensionamiento y especificación de los elementos de control y medición del sistema de generación conectado a la red Capítulo VI 6. Operación y Mantenimiento de la Microcentral Hidroeléctrica. 6.1. Plan de operación de la Microcentral Hidroeléctrica. 6.2. Plan de Mantenimiento de la Microcentral Hidroeléctrica.

Capítulo VII 7. Análisis Económico 7.1. Análisis

económico

del

funcionamiento

de

la

Microcentral

Hidroeléctrica.

7

7.2. Análisis económico de la implementación de un sistema paralelo de generación. 7.3. Análisis económico de la posible inserción a la red. Capítulo VIII 8. Conclusiones y Recomendaciones 8.1. Aspectos para la ejecución. 8.2. Aspectos de tecnología. Bibliografía Anexos

5.

EXPLICACIÓN BREVE DEL TEMARIO

Capítulo 1.-

En este capítulo se darán a conocer las razones y/o

justificaciones del motivo por el cual se está llevando

a cabo el presente

proyecto de grado. Capítulo 2.- Este capítulo contendrá todo el marco teórico referente al proyecto. Capítulo 3.- Este capítulo trata del diseño, cálculo, dimensionamiento y las especificaciones

de

los

componentes

que

integran

una

Microcentral

Hidroeléctrica, además de algunos otros elementos y/o mecanismos que coadyuvaran a la central en su inserción a la red. Capítulo 4.- Este capítulo proporcionará el estado de la Microcentral Hidroeléctrica, y en base a los resultados obtenidos se estudiara el mantenimiento de la misma, además se realizara el estudio y el análisis de la renovación de algunos elementos, si este fuera el caso, en la MCH. Del mismo modo se analizará en base a los resultados obtenidos la implementación de un sistema de generación secundario, en la MCH.

8

Capítulo 5.- Este capítulo trata de la posible inserción a la red de la Microcentral Hidroeléctrica, se analizarán las leyes y normativas, como también se realizará el diseño, cálculo, dimensionamiento y especificación del circuito que permitiese su inserción a la red. Capítulo 6.- Este capítulo contendrá un plan de operación y mantenimiento que se deba seguir para un mejor funcionamiento de la Microcentral Hidroeléctrica. Capítulo 7.- En este capítulo trata del análisis económico del funcionamiento y mantenimiento que se realizará en la Microcentral Hidroeléctrica además de las posibles modificaciones por medio de una relación beneficio/costo. También se realizará el análisis económico de la posible inserción a la red. Capítulo 8.- Se realizará las respectivas recomendaciones y verificación de algunos aspectos importantes para llevar a cabo la ejecución de dicho proyecto.

6.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Mes 1

Mes 2

Mes 3

Mes 4

Capítulo 1 Capítulo 2 Capítulo 3 Capítulo 4 Capítulo 5 Capítulo 6 Capítulo 7 Capítulo 8

9

7.

BIBLIOGRAFIA 

Kostenko y L .Piotrovskyw Kosovo.

Maquinas Eléctricas -Tomo I y II



Shigley, Joseph Edward.

Diseño en Ingeniería Mecánica



Kostenko y L .Piotrovskyw Kosovo.

Transformadores Eléctricos



Chapman, Stephen J.

Maquinas Eléctricas



Canedo, Walter.

Apuntes de la materia Maquinas

Hidráulicas. 

Román, Fernando.

Texto y apuntes de la materia

Máquinas Síncronas. 

Cossio, Walter.

Texto y apuntes de la materia

Taller de Control y Automatismo 

Rojas, Fanor

Texto y apuntes de la materia

Mantenimiento Industrial 

Canedo, Walter.

Texto y apuntes de la materia

Preparación y Evaluación de Proyectos 

Bolivia. Ley de Electricidad y sus reglamentos, 1994.



Mantenimiento

de

Centrales

Hidroeléctricas.



Centrales

Hidroeléctricas.

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