Canal de pasoTrabajo semestral

Integrantes:Nicolas AlamoAndrea CorreaAndres Reyes

Introduccin

Desde comienzos del siglo XX, en Chile se aprovech el enorme potencial hdrico existente para la generacin elctrica a travs de la construccin de centrales hidroelctricas de embalse y de pasada (de paso). Ambas formas de generacin elctrica, en especial la de pasada, tienen la particularidad de requerir muy bajos costos de operacin para producir electricidad en donde solo se debe incurrir en una fuerte inversin al comienzo, pero que al poco tiempo se recupera la inversin. Sin embargo, existe el problema de una excesiva dependencia en los ciclos hdricos, por lo que la potencia entregada por una central puede variar mucho de un ao a otro solo por factores climticos.En el presente informe se evaluar instalar una central de paso en un campo productor que cuenta con los derechos de aguas necesarios. Se proceder explicando por qu usar este tipo de central dado el campo en especfico, analizar la factibilidad del proyecto y finalmente se realizar una evaluacin del proyecto abarcando el mbito financiero y ambiental inherente a esta propuesta.

Objetivo

El objetivo de este proyecto es aprovechar los recursos naturales renovables disponibles al campo productor, para as suplir su gasto energtico enmarcndose en una forma de generacin que clasifica como parte de las Energas Renovables No Convencionales (ERNC). Tambin se investigar que sucede en el caso de que se aplique la ley del Net Metering, ya que en el caso de que la energa generada supere a la energa requerida por el campo se podr vender la electricidad no utilizada.Un efecto que se producir en el caso de realizarse el proyecto, es que no se va a depender de la energa del Sistema Interconectado Central y por consiguiente el porcentaje de energa que se genera de maneras contaminantes.

Contexto

Para el desarrollo de este proyecto se consider un campo productor privado ubicado en el sector de Huelqun, en la comuna de Paine. Se encuentra fuera de los lmites establecidos por el plan regulador comunal de Paine, por lo que se trata de un rea rural.Especficamente el proyecto estar ubicado a 15.23 Km al Sur-Oriente de Paine.Se consider la instalacin de una central de paso debido a que este campo tiene los derechos de agua del canal El Ajial. Un estudio hidrolgico efectuado en el estero estableci que tiene un rgimen hidrolgico mixto, nivo-pluvial, que presenta un peak de caudal en el mes de diciembre debido a los deshielos y otro peak de carcter pluvial en el mes de julio.

Figura 1. Curva de variacin estacional de caudales medios mensuales (l/s) en bocatoma canal El Ajial

El derecho de aprovechamiento de aguas superficiales del estero El Ajial, de carcter no consuntivo y de ejercicio permanente y continuo, concedido mediante la resolucin DGA N 903 de fecha 18 de noviembre de 1996, al propietario del fundo, por un caudal promedio anual de 56 (l/s), con la siguiente distribucin mensual:

El titular del derecho de aprovechamiento debe dejar pasar aguas abajo del punto de captacin un caudal mnimo de 3 l/s para la preservacin de las condiciones medio ambientales del estero El Ajial.En resumen se tiene mensualmente un caudal disponible de por lo menos 56 l/s y la cada bruta es de aproximadamente 73 m.Situacin Actual

El campo productor se encuentra actualmente conectado al Sistema Interconectado Central (SIC) a travs de la compaa CGE Distribucin S.A.A continuacin se va a presentar el consumo histrico del campo a lo largo de trece meses.

Figura 2. Consumo histrico del campo a lo largo de 13 meses.Tabla 1. Situacin actual

Consumo histrico de los ltimos 13 meses4000 kWh

Potencia Conectada39.49

Grupo de ConsumoGC 2

Considerando este promedio y un costo promedio del kWh de $100 que incluye el costo fijo, el promedio mensual a pagar por el campo es de $400.000.

Descripcin del proyecto

Como se mencion con anterioridad el proyecto consiste en una central de paso pequea. Al tratarse de un caudal promedio mensual de 56 (l/s) y una cada bruta aproximada de 73 metros, el proyecto considera una central hidroelctrica de pasada de 31,08 KW de potencia. Como se mencionaba con anterioridad, se trata de una cantidad inferior a 3MW, por lo que segn la ley 20.417 articulo 10 parte c, no va a ser necesario una Evaluacin de Impacto Ambiental. La forma de ingreso al Sistema devaluacin Ambiental (SEIA) es a travs de una Declaracin de Impacto Ambiental (DIA), esto debido a las caractersticas y detalles del tipo de proyecto, las cuales se cruzaron con la Ley de Bases Generales del Medio Ambiente (LGBMA Ley 19.300) y el reglamento del SEIA. A continuacin se va a adaptar una descripcin de una central de paso efectuada en una declaracin de impacto ambiental adaptada segn una cotizacin de una central de pasada de las caractersticas antes mencionadas. Las partes que conforman esta central son: Bocatoma, Canal de aduccin, Tubera en presin, Casa de mquinas y el Canal de restitucin La bocatoma, constituida por una barrera fija, corresponde a una estructura maciza y ubicada perpendicular al eje del cauce, del que se derivarn las aguas hacia el canal de aduccin. Esta bocatoma permite elevar el nivel del agua y reducir su velocidad con el fin de hacer ms fcil y segura esta captacin. Por otra parte, la obra de toma corresponde a una estructura dotada de un dispositivo que regula y controla el ingreso de agua en el canal y evita la entrada de cuerpos extraos a travs de una rejilla.Se la dotar de un sistema que permita dejar pasar constantemente el volumen correspondiente al caudal ecolgico de 56 l/s, otorgado por la DGA, sin la intervencin de la mano del hombre, y derivar este caudal hacia el curso del estero El Ajial. Este sistema permitir medir y registrar el caudal ecolgico. El canal de aduccin, que ir tapado en prcticamente todo su trayecto, incluir un ensanchamiento y profundizacin en su tramo final el cual actuar como cmara de carga. La tubera en presin tendr un dimetro interior 250mm y un largo de 800 metros aproximadamente. Esta ser enterrada a excepcin de ciertos tramos, donde por las caractersticas del terreno esto no es posible. La casa de mquinas ser semienterrada y ocupar una superficie mxima de 7 m2. En su interior albergar una turbina - generador del tipo Pelton. Finalmente el agua ser devuelta al cauce natural mediante un canal de restitucin o tubera, el que ser construido mayoritariamente bajo tierra. La energa generada ser evacuada por una lnea de distribucin privada existente en la zona aledaa al proyecto.

Caractersticas tcnicas A continuacin se muestra un resumen con los detalles tcnicos del proyecto. Tabla 2. Produccin del ProyectoPotencia Instalada31,08 KW

Potencia promedio mensual medida en bornes del generador29,5 KW

Factor de Planta95%

Energa promedio mensual medida en su patio de media tensin207.360 MWh

Dimensiones equipos electromecnicosTurbina tipoPotencia Instalada1 Turbina tipo Pelton31,08 KW

Evaluacin del proyecto

La evaluacin del proyecto se dividir en dos partes en financiera y ambiental, si bien se sabe que hoy en da en el mundo se utiliza la relacin costo/beneficio para evaluar proyectos, aqu en Chile se utiliza la llamada Evaluacin de proyecto, que ser la que se mostrara a continuacin en este informe. Adems se realizara una evaluacin ambiental donde podremos evaluar algunas externalidades, como adems los impactos del proyecto, etc.Financiera: En la siguiente tabla se muestra el desglose de los costos del proyecto detalladamente, en dos situaciones las cuales se describirn a continuacin:

Proyecto sin venta de excedente: El costo inicial fue calculado por los propietarios del lugar donde se realizara el proyecto. Como tambin los dems datos.

Caso: Sin Venta de Excedente

Costo oportunidad12%

Costo inicial$ 39.494.813

Gastos Generales 12%$ 4.739.378

Utilidades 15%$ 6.635.129

Costo Proyecto$ 50.869.319

Costo de mantencin$ 2.833.333

Costo Kwatt $ 100

Kwatt hora generado31,1

Kwatt Generados anuales255105

Kwatt consumidos anuales57600

Kwatt vendidos (suponiendo una venta del excedente)197505

Precio de venta (el precio de venta es 0 ya que no venderemos la electricidad)0

Ganancias anuales por venta$ 0

Gastos anuales electricidad $ 5.760.000

Total ganado$ 5.760.000

VAN-$ 5.702.652

TIR10,73%

Segn los indicadores financieros se puede concluir, dado que el van arroja un resultado negativo, que el proyecto no es rentable ya que no alcanza a cubrir los costos. Adems la tasa de retorno (TIR) muestra una rentabilidad muy baja del 10,73% donde esta ser la rentabilidad que le generara al inversionista.

Luego se tiene el otro caso donde se vende el excedente de energa:

Caso: Venta Excedente

Costo oportunidad12%

Costo inicial$ 39.494.813

Gastos Generales 12%$ 4.739.378

Utilidades 15%$ 6.635.129

Costo Proyecto$ 50.869.319

Costo de mantencin$ 2.833.333

Costo Kwatt $ 100

Kwatt hora generado31,1

Kwatt Generados anuales255105

Kwatt consumidos anuales48000

Kwatt vendidos207105

Precio de venta53

Ganancias anuales por venta$ 10.976.546

Gastos anuales electricidad $ 4.800.000

Total ganado$ 15.776.546

VAN$ 77.768.564

TIR35,05%

En este caso el VAN arroja un valor neto positivo, el cual muestra que si conviene ejecutar el proyecto, por el hecho que si se vende el excedente que se genera se lograran cubrir los costos y se generaran utilidades haciendo este proyecto rentable. Adems la tasa de retorno si bien es mayor que cero, es casi el doble de el caso anterior, por ello como inversionistas le convendra invertir mucho ms en este caso, dado a que tendra el doble de retorno en la inversin.

Valorizacin:

Otra forma de evaluar este proyecto es a travs de la valorizacin, el cual se definir como: Valor total = Valor de uso + Valor de no uso

En este caso para poder determinar como determinar el valor total, se identifican las personas involucradas, para luego poder determinar que valor le darn al proyecto ya sea algn valor de uso o de no uso, como tambin el costo oportunidad. El alcance ser solo los vecinos alrededor del fundo. Si bien se tiene que determinar un mtodo para esto, en este caso se utilizo el mtodo real, donde se realizo una entrevista con personas involucrada en este proyecto:

Personas involucradas

a) Dueo del fundo: Esta persona, es la encargada de conversar con sus vecinos y ofrecerles el excedente de energa que sobre de la central de pasada para que luego ellos la puedan comprar, donde este le da un valor de uso a la central, dado que le da un precio a su inversin donde espera poder generar utilidades a largo plazo y adems aprovechar las condiciones naturales de Paine.

b) Sistema interconectado (chilectra): El excedente de energa que ocurra ser vendido a esta empresa, la cual distribuir la energa.

c) Vecino no beneficiados por el uso del energa: Estos sern los vecinos que viven alrededor del fundo en Paine, los cuales no se vern afectados por este canal de paso, por ello no le darn un valor de uso (valor de no uso) por lo cual no les preocupara si existe o no un control de pasada en el fundo vecino.

Por ello en relacin al valor total, el valor de uso ser mayor que el de no uso, en el supuesto que los fundos alrededor de la central de paso son muy pocos, por ello se puede concluir que el valor de uso ser mayor al de no uso.

Ambiental

En este caso la evaluacin ambiental, estar ligada al impacto que este origine, en distintos mbitos viendo los residuos lquidos que este provoque, como tambin algn ruido, o algn partcula en suspensin. Partculas en suspensin:

Durante la etapa de construccin se emitir material particulado, asociado a la circulacin de maquinaria y vehculos y a las actividades de carga y descarga de material.Las emisiones de material particulado producto de estas obras son mnimas ycorresponden principalmente a partculas en suspensin no respirables (entre 10 y 40micrones), las que no afectan a la salud de las personas.Por otra parte, durante la etapa de operacin del proyecto no se generarn emisiones a laatmsfera.

Residuos lquidos:

Durante la etapa de construccin no se generarn riles. Los nicos residuos lquidosgenerados corresponden a aquellos del tipo domstico. Por su parte, durante la etapa de operacin de la Central no se generarn efluentes delquidos, debido a que su operacin es automtica.

Residuos slidos:

Los residuos slidos que se producirn en la etapa de construccin del proyecto son: Residuos asimilables a domsticos (por ejemplo papeles y cartones) Residuos domsticos (basuras) Restos de madera Residuos metlicos (despuntes de fierro)

Anlisis de contaminantes energticos.

Analizando la cantidad de contaminantes producidas por kWh por el sistema interconectado central, los cuales son; 44% hidroelctrica,52% termoelctricay 4% de Energas Renovables No Convencionales (ERNC), se logro obtener un total de las emisiones contaminantes evitadas, tras la implementacin del proyecto. Segn una estimacin del ao 2011, realizado por www.centralenerga.cl la cantidad de emisiones producidas por las termoelctricas son: *porcentajes obtenidos por el INE 2007.Se utilizara una ponderacin de estos combustibles ocupados para obtener el valor aproximado de contaminantes CO2.

Conclusin

Los centrales de paso permiten un aprovechamiento de los caudales de agua, transformndolos en energa elctrica. Adems a travs de la evaluacin de proyecto se determino la valorizacin de este proyecto y comprob la rentabilidad de esta, siendo importante destacar que al vender los excedentes de energa que se generen al sistema interconectado es rentable financieramente el proyecto. En el tema medio ambiental, este tiene otro enfoque, ya que no genera mayores impactos, si bien solo se generan residuos lquidos y slidos al comienzo del proyecto, despus estos no existirn, logrando tener una baja incidencia en el medio ambiente. Por ello, en conclusin las centrales de pasada pueden ser utilizadas cuando exista un caudal necesario para generar energa y adems cuando exista un excedente el cual se pueda vender al sistema interconectado. 12

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