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FORTALECIMIENTO DEL SISTEMA DE TECNOLOGÍAS APROPIADAS PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍAS LIMPIAS EN EL PARQUE NATURAL CHICAQUE Julián Armando Gómez Amaya Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad de Medio Ambiente Y Recursos Naturales Ingeniería Ambiental Bogotá Colombia 2017
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FORTALECIMIENTO DEL SISTEMA DE TECNOLOGÍAS APROPIADAS PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍAS LIMPIAS EN EL PARQUE NATURAL
CHICAQUE
Julián Armando Gómez Amaya
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Facultad de Medio Ambiente Y Recursos Naturales Ingeniería Ambiental
Bogotá Colombia 2017
FORTALECIMIENTO DEL SISTEMA DE TECNOLOGÍAS APROPIADAS PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍAS LIMPIAS EN EL PARQUE NATURAL
CHICAQUE
Julián Armando Gómez Amaya
Proyecto presentado como requisito de trabajo de grado en modalidad de pasantía
Director Interno
Álvaro Martín Gutiérrez Malaxechebarria
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Facultad de Medio Ambiente Y Recursos Naturales Ingeniería Ambiental
Bogotá Colombia 2017
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 1
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN ................................. 3
3. OBJETIVOS ....................................................................................................... 5
4. MARCO TEÓRICO .............................................................................................. 5
4.1 CONTEXTO INTERNACIONAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES ........... 6
4.2 Contexto Nacional Energía En Colombia ....................................................... 8
4.3 Fuentes No Convencionales De Energía Renovable FNCER ...................... 10
4.3.1 Energía Solar Fotovoltaica ........................................................................ 11
4.3.2 Energía De La Biomasa ............................................................................. 13
4.3.3 Energía Térmica Pequeña Escala ............................................................. 15
4.4 Desarrollo Sostenible: ................................................................................... 16
4.4.1 Eficiencia Energética: ................................................................................ 16
4.4.2 Autogeneración:......................................................................................... 16
4.4.3 Autogeneración Pequeña Escala:.............................................................. 16
4.4.4 Cogeneración ............................................................................................ 17
4.4.5 Energía En La Biomasa: ............................................................................ 17
4.4.6 Energía Pequeños Aprovechamientos Hidroelectricos: ............................. 17
4.4.7 ENERGÍA SOLAR: .................................................................................... 17
4.4.8 Fuentes No Convencionales Energía Renovable (FNCER ........................ 17
6. METODOLOGÍA ................................................................................................ 18
7. ESTADO ACTUAL DE LAS TECNOLOGIAS APROPIADAS
IMPLEMENTADAS EN EL PARQUE NATURAL CHICAQUE.............................. 23
8. DEMANDA ENERGETICA PARQUE NATURAL CHICAQUE .......................... 24
9. SELECCIÓN DE TECNOLOGIAS APROPIADAS PARA LA GENERACIÓN DE
ENERGIA ELÉCTRICA EN EL PARQUE NATURAL CHICAQUE ....................... 26
9.1 Alternativa 1: GASIFICADOR DE BIOMASA ................................................ 27
9.1.1 Especificaciones Biomasa ......................................................................... 28
9.2 Alternativa 2: Generador Termoeléctrico Celdas Peltier (Efecto Seebeck) .. 33
9.2.1 Valoración de la Alternativa ....................................................................... 34
9.3 Alternativa 3: Sistema Panel Solar fotovoltaico. ........................................... 36
9.3.1 Valoración de la Alternativa ....................................................................... 39
9.4 Estructura Jerárquica Alternativas ................................................................ 41
10. Selección de la Alternativa ............................................................................ 43
11. DISEÑO DE TECNOLOGIAS APROPIADAS ................................................. 44
11.1 Secador solar de madera ........................................................................... 44
11.2 Compostera Materia Orgánica .................................................................... 47
11.2.3 Inversión Lombricultivo ............................................................................ 51
12. CONSOLIDACIÓN DEL PROCESO DE APROVECHAMIENTO DE LOS
RECURSOS DENDROENERGETICOS EN EL PARQUE .................................... 52
12.1 Plan De Manejo Integrado .......................................................................... 52
12.2 Programa de Manejo Simplificado .............................................................. 53
13. CONCLUSIÓNES Y RECOMENDACIÓNES ................................................... 55
14. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... 57
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Indicadores Energía Renovable Generación Eléctrica 2016 (REN21,
2017) ........................................................................................................................ 8
Tabla 2. Valoración Análisis Multicriterio ............................................................... 19
Tabla 3. Matriz Análisis Multicriterio ...................................................................... 20
Tabla 4. Valores índices Aleatorios. ...................................................................... 21
Tabla 5. Estado actual tecnologías apropiadas parque natural Chicaque ............. 24
Tabla 6. Consumo energía Eléctrica Zona Baja Parque Natural Chicaque ........... 25
Tabla 7. Características Biomasa para Gasificación. ............................................ 29
Tabla 8. Costos Estimados Gasificador. ................................................................ 30
Tabla 9. Costos estimados Embalaje, Transporte Y puesta En Marcha ................ 31
Tabla 10. Costos estimados Totales. .................................................................... 31
Tabla 11. Costos con Subsidio de Ley. ................................................................. 32
Tabla 12. Costos Operación Gasificador. .............................................................. 32
Tabla 13. Costos estimados Mantenimiento Gasificador ....................................... 32
Tabla 14. Costos Estimados Generador Termoeléctrico. ...................................... 35
Tabla 15. Costos Estimados Montaje Fotovoltaico 4 KW H .................................. 40
Tabla 16. Matriz Valoración metodología análisis multicriterio. ............................. 42
Tabla 17. Valores índices Aleatorios ..................................................................... 43
Tabla 18. Inversión Inicial Compostera- lombricultivo ........................................... 51
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Capacidad Generación Eléctrica del Sistema Interconectado Nacional
(UPME & BID, 2015) .............................................................................................. 10
Figura 2. Consumo energía Eléctrica Zona Baja Parque Natural Chicaque 2015 26
Figura 3. Consumo energía Eléctrica Zona Baja Parque Natural Chicaque 2016 26
Figura 4. Gasificador de flujo Descendente .......................................................... 28
Figura 5. Estructura Jerárquica metodología análisis Multicriterio Elaborado por el
autor. ...................................................................................................................... 41
Figura 6.Vista frontal Secador Solar leña Adaptado (Universidad Católica Temuco,
2010) ...................................................................................................................... 46
Figura 7.Vista Lateral Secador Solar leña Adaptado (Universidad Católica
Temuco, 2010) ....................................................................................................... 46
Figura 8. Cuna de Lombricultivo adaptado de Guía de lombricultura ADEX (Díaz,
2002) ...................................................................................................................... 50
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INTRODUCCIÓN
El Parque Natural Chicaque es fundado oficialmente en el año de 1990 por el señor Manuel Antonio Escobar, con el propósito de iniciar una nueva etapa en su misión de recuperar, proteger, preservar y compartir con todas las personas que así lo deseen, la inmensa riqueza natural que se encuentra en el ecosistema de Bosque de Niebla. Labor que se ha desarrollado durante algo más de 100 años y que ha ido trascendiendo por las generaciones de la Familia Escobar propietaria del Predio. Ubicado en el municipio de San Antonio del Tequendama en el departamento de Cundinamarca a tan solo 30 minutos de la capital, el parque natural Chicaque cuenta con un área total de 312 Hectáreas, dentro de las cuales hay construidos alrededor de 20 km de senderos demarcados, algunos de estos erigidos en la época precolombina por los Panches una de las tribus indígenas que se movilizaban en la región, la cual posteriormente construiría gran parte de los caminos reales utilizados por los españoles en el periodo Colonial ya que este lugar era parte fundamental de una importante y estratégica ruta entre la región del valle del Río Magdalena y el altiplano Cundiboyacense. El parque brinda la oportunidad a visitantes nacionales y extranjeros de recorrer e interactuar con los diferentes elementos presentes en el ecosistema del bosque de niebla, y a través de los senderos que recorren el parque lograr apreciar en su hábitat natural cerca de 20 especies diferentes de Mamíferos, 275 de Aves, miles de especies de Insectos, hongos, orquídeas, y especies vegetales únicas de este ecosistema. Junto a esta labor de recuperación protección y preservación , la cual le confirió al parque ser declarado reserva natural de la sociedad civil por lo tanto entrar a hacer parte del sistema nacional de áreas protegidas SINAP mediante la Resolución 015 de 2002 e ingresar a la Asociación Red Colombiana de Reservas Naturales de la Sociedad Civil (RESNATUR), se ha optado por establecer como actividad económica principal el ecoturismo con el fin de obtener los recursos económicos que solventen la operación y labores en el parque. Para este fin el parque cuenta con una zona determinada para hospedar visitantes en camping con servicio de baños y duchas en la zona alta, en la zona baja el parque ofrece hospedaje a sus visitantes en el “Refugio” el cual cuenta con habitaciones compartidas dotadas con camas dobles, sencillas y camarotes, baños compartidos y una sala de televisión, por otra parte se encuentra la zona de camping además dos cabañas con baño privado y chimenea, una cabaña sobre un árbol y la posibilidad de quedarse en la copa de un roble a 25 m de altura. El parque ofrece también actividades como arborismo, Tirolesa y Cabalgatas. Finalmente cuenta con dos restaurantes uno en la zona alta “Aroboloco” en honor al Montanoa Quadrangularis especie insignia del parque, el cual presta servicio de martes a domingo presentando su mayor demanda los fines de semana, este restaurante cuenta además con la capacidad de atender eventos y reuniones. El otro se encuentra ubicado en la zona Baja, dentro del Refugio este atiende a las personas
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que se hospedan en el parque en zona de camping cabañas y habitaciones, al personal del parque y a los visitantes en general ofreciendo allí la posibilidad de observar el paisaje de la región desde un mirador de 180°. Dichas actividades ecoturísticas representan una demanda alta de recursos naturales, el parque natural Chicaque, ha buscado desde un comienzo suplirse de manera sostenible de muchos de ellos sin generar mayores afectaciones al ecosistema. Para cumplir con este objetivo se han venido implementando en los últimos años una serie de sistemas de energías alternativas entre los cuales se encuentran una generadora micro-Hidroeléctrica la cual funciona gracias a la captación de agua de la quebrada la “Playa” principalmente que pasa por el parque, la cual produce aproximadamente 1. 2KW-h en máxima potencia. Por otra parte, se encuentran instalados una serie de paneles fotovoltaicos los cuales producen cerca de 13 KWh/día los cuales se ubican en la taquilla del parque, en la vivienda del personal de la zona alta, otro que abastece de energía el sistema de refrigeración restaurante Arboloco, en la zona baja el sistema de iluminación en la cabaña del árbol (TANGARA); y el sistema de refrigeración en la vivienda del director. Finalmente encontramos la biomasa de origen forestal o Dendroenergía aprovechada en forma de leña para la cocción de alimentos y generación de calor, se cuenta con 2 chimeneas de doble combustión en el restaurante Arboloco, una estufa de leña tradicional en el restaurante Arboloco, dos estufas de leña en el Refugio; Una Chimenea de doble combustión en la zona de administración y una estufa de combustión lenta en la vivienda del Director; y cuatro Chimeneas tradicionales en el resto de las instalaciones del parque. Pese a contar con los sistemas mencionados anteriormente el parque se encuentra adherido al sistema interconectado nacional SIN en la zona baja mediante un transformador bifásico el cual proporciona 10 KW-h, y una planta generadora de energía eléctrica la cual funciona con gasolina, en la parte no se cuenta con la conexión al SIN por lo tanto se abastece de una planta generadora de energía eléctrica la cual funciona con otro derivado fósil el Diésel el cual genera emisiones contaminantes debido a su combustión y considerables costos económicos al momento de presentar altas demandas de energía. Por lo tanto, se ve la importancia de la optimización de los procesos que se tienen para el aprovechamiento de los recursos para la generación de energía disponibles en el parque y la búsqueda o desarrollo de un sistema que sea económica y ambientalmente sostenible para abastecer la demanda de energía con los recursos propios del parque sin generar emisiones contaminantes ni afectaciones al ecosistema.
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2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN
La vida, en todas sus formas, es completamente dependiente de la energía ya que esta está involucrada en todos los procesos vitales y ciclos naturales en la tierra. Pero además de suplir sus necesidades biológicas el ser humano ha desarrollado sistemas de vida en los cuales consume energía para satisfacer otro tipo de necesidades (vivienda, transporte, servicios, etc.).Para atender estas necesidades la humanidad ha recurrido al uso de distintas fuentes para obtener esta energía, no obstante, con el paso del tiempo ha ido aumentando significativamente la dependencia de estos recursos y con ella un exceso en el consumo de combustibles, especialmente combustibles fósiles. Los cuales además de generar altos impactos en el medio del que son extraídos, son hoy una de las principales causas de la problemática conocida como efecto invernadero debido a la emisión de los gases contenidos en estos combustibles a la atmosfera. El parque natural Chicaque en los últimos años ha venido implementando sistemas de energías renovables que contribuyan a su labor de recuperar, proteger y preservar el ecosistema de bosque niebla el cual es único y de gran importancia en el mundo, además de prestar un servicio de ecoturismo que sea sostenible y compatible con el mismo. Sin embargo, estos sistemas no han sido suficientes para suplir en su totalidad la demanda energética del parque y se hace necesaria la utilización de mecanismos convencionales, los cuales permiten la producción de energía eléctrica mediante la transformación de combustibles fósiles (Gasolina y Diésel) derivados del Petróleo el cual al ser materia orgánica que se ha ido depositando al interior de la tierra durante largos periodos de tiempo, que al ser sometida a diversas condiciones atmosféricas y procesos biológicos ha ido almacenando cantidades de energía que mediante una serie de técnicas de extracción y refinería es aprovechada como combustible. En la mayoría de los casos provocando serias consecuencias e impactos negativos sobre el ambiente del que es extraído; además de la emisión de los gases contaminantes a la atmosfera resultantes de la combustión de los mismos. En su búsqueda por suplir esta demanda de energía y reemplazar el uso de estos combustibles fósiles, la dirección del parque ha centrado su atención en uno de los recursos más abundantes en el parque además de haber sido uno de los primeros recursos destinados por la humanidad para este fin, la biomasa de origen forestal ha sido una fuente muy importante de energía a lo largo de la historia de las civilizaciones, utilizándose principalmente en forma directa como leña; posteriormente se fueron desarrollando diferentes procesos para aprovechar este tipo de biomasa en estado líquido, solido o gaseoso. En forma de leña fue el primer recurso energético, al ser empleado por el hombre en la antigüedad para calentarse con hogueras y tener iluminación en las noches oscuras y en las cavernas, Con el paso del tiempo se fueron descubriendo nuevos usos y desarrollando otras tecnologías como la fermentación alcohólica en la civilización egipcia al norte de
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África, más adelante los sistemas de combustión de la biomasa leñosa para finalmente establecer el uso de carbón vegetal, convirtiéndose así en la base energética de las civilizaciones en la antigüedad. Como lo mencionó Derek Earl en su evaluación de las potencialidades de los bosques como alternativas energéticas la Dendroenergía consiste en el aprovechamiento eficiente de la energía solar contenida en la biomasa, sin tener pasar por el proceso de fosilización, como por el contrario ocurre con el petróleo y el carbón mineral. Así mismo la Agencia Internacional de Energía (IEA Bioenergy) ha señalado que la energía generada a partir de Biomasa, se encuentra en concordancia con la tendencia global hacia los métodos de producción más sostenibles, pues su aprovechamiento contribuye a la reducción de la polución, el manejo adecuado y la conservación de los recursos naturales y la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero además de la estabilización del carbono atmosférico siempre y cuando esta se desarrolle de manera planificada y controlada evitando las dificultades por cambio de uso de suelo y sin poner en riesgo la seguridad alimentaria. Por lo tanto, la energía forestal o Dendroenergía se posiciona como una alternativa positiva dentro de la perspectiva de desarrollo sostenible en muchos países, la cual promete impactos positivos tanto en el ámbito económico como social y ambiental. (Quintero & Diez, 2008) En conjunto con los recursos alternativos para la obtención de energía están las tecnologías apropiadas para su transformación las cuales son de pequeña y mediana escala, descentralizadas, la cuales se basan en los recursos locales, permiten una operatividad y mantenimiento sencillos, aprovechando las fuentes renovables de energía, logrando así no contaminar ni provocar impactos negativos en el medio ambiente. Estas tecnologías deben tener en cuenta el contexto local en que se desarrollan, así como elementos sociales, económicos y técnicos. Por lo tanto, es de gran importancia el desarrollo e implementación de sistemas alternativos que se basen en la utilización de los recursos disponibles en el parque como fuente energética, que respondan adecuadamente a las necesidades, siendo acordes con las condiciones de reserva natural y que se acoplen con las tecnologías ya implementadas. Sistemas que se caractericen entre otras cosas por ser neutras al momento de emitir carbono a la atmosfera, y reducir la emisión de gases contaminantes. Apostando a mediano plazo a lograr un autoabastecimiento energético sostenible y amigable con el ambiente en el parque natural Chicaque.
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3. OBJETIVOS
• Objetivo General
Brindar apoyo técnico en el manejo, fortalecimiento y mejoramiento de
los sistemas de Tecnologías apropiadas dentro del parque natural
Chicaque, particularmente en lo relacionado con energías alternativas.
• Objetivos Específicos
- Identificar los sistemas de energías renovables implementados en
la actualidad y su funcionamiento.
- Diseñar un manual de las tecnologías existentes, manejo
adecuado y recomendaciones.
- Contribuir a la consolidación de los procesos de aprovechamiento
perdurable de los recursos dendroenergéticos existentes en el
parque.
- Diseñar y priorizar tecnologías apropiadas para el parque natural
Chicaque.
4. MARCO TEÓRICO
Hoy en día es incuestionable la dependencia que existe alrededor de los
combustibles de origen fósil como lo son el petróleo, el carbón y el gas natural, para
suplir las demandas energéticas actuales sin tener en cuenta el coste ambiental que
esto conlleva. Los mencionados anteriormente son recursos extraídos del interior
de la tierra mediante que se encuentran disponibles en cantidades aparentemente
abundantes; Según la organización de países productores de petróleo OPEP para
el 2014 habían 1,65 billones de barriles de petróleo disponibles, los cuales si el ritmo
de explotación diaria se mantuviera constante en 83 millones de barriles al día
(OPEP,2015) dichas reservas alcanzarían para los siguientes 54 años, esto sin
contar con nuevas exploraciones o la revelación de información por parte de países
que mantienen bajo total reserva sus cantidades reales, así como la creciente
demanda del crudo en el mundo, por otra parte se encuentra el gas natural el cual
según la British Petroleum Company se encuentra en su gran mayoría depositado
en los suelos de Irán, Qatar y Rusia. Para el año 2013 habían más de 200 billones
de metros cúbicos de gas natural donde sus mayores consumidores son América
del Norte y la unión Europea, Finalmente encontramos el carbón mineral que se
extrae en más de 70 países, las grandes reservas de este se encuentran en Estados
Unidos, India, Rusia y China se estima que hay alrededor de 1000 billones de
toneladas, aunque aparentemente su uso ha ido siendo relegado a otros tipos de
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combustibles para el año 2012 su participación en la matriz energética ascendió al
29,6 % a nivel mundial lo que indica una demanda de 98.56 millones toneladas al
año, a pesar de ser números muy elevados, estas reservas son finitas y teniendo
en cuenta que la demanda aumenta exponencialmente dichas reservas en un fututo
medianamente cercano llegarán a su fin. Estos recursos se encuentran distribuidos
en diferentes zonas en todo el planeta tierra lo que trae consigo una serie de
coyunturas geopolíticas y socioeconómicas como lo es el caso de oriente medio las
cuales se han tornado muy complejas a lo largo de la historia e inclusive en la
actualidad. Por lo tanto a medida que pasa el tiempo, se consumen los recursos y
aumentan día a día los niveles de gases contaminantes en la atmosfera, es
incuestionable la importancia de desarrollar mecanismos alternativos e iniciar una
transición hacia el aprovechamiento de los recursos energéticos renovables
presentes en la tierra con el fin de garantizar la generación de energía en el largo
plazo, contribuyendo a la reducción de gases de efecto invernadero y a la mitigación
del cambio climático fenómeno que cada vez es más visible y cuyas consecuencias
son más notorias.
4.1 Contexto Internacional De Las Energías Renovables
Según la REN 21 (Red de políticas en energía Renovable para el siglo 21)
aproximadamente el 81 % de la energía que es consumida en todo el mundo
proviene de recursos cuyo origen es el subsuelo donde se ha almacenado energía
durante largos periodos de tiempo y se requieren de procesos invasivos para su
extracción conocidos también como recursos de origen fósil, mientras que el 19%
restante proviene de recursos renovables los cuales se encuentran disponibles
gracias a los diferentes ciclos de la naturaleza. Este 19% está asociado
principalmente al uso tradicional de las fuentes renovables de energía como la
biomasa en aplicaciones como la leña para la cocción de alimentos y la generación
de calor en lugares con bajas temperaturas, el aprovechamiento de los cuerpos
hídricos, la energía solar fotovoltaica (FV) y eólica para la generación de energía
eléctrica. Para 2017 se logró un récord en el aumento de la capacidad instalada de
energía renovable siendo la energía solar FV el principal representante de las
energías renovables representado un 47% de las adiciones totales en el mundo
seguido por la energía eólica y la hidráulica. En menor medida se encuentra el
aprovechamiento de la biomasa para su conversión en energía eléctrica, y
biocombustibles a través del uso de tecnologías modernas las cuales cada día se
vuelven más accesibles. Es importante mencionar que la inversión en capacidad de
energía renovable duplicó las inversiones en capacidad de generación de
combustibles fósiles lo que significa que hoy en día el mundo añade más capacidad
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de energía renovable al año que la capacidad neta que añade para todos los
combustibles fósiles combinados (REN21, 2017)
Es por anterior que las potencias mundiales como China, Alemania, EE.UU., han
venido realizado grandes inversiones en investigación, desarrollo y aplicación de las
energías renovables y hoy en día se encuentran consolidados como países pioneros
en el desarrollo de las mayores capacidades instaladas en tecnologías alternativas
para el aprovechamiento de los recursos renovables como el agua, el viento, el calor
geotérmico, y la biomasa como fuentes de origen renovable para la producción de
energía eléctrica. Dada la disponibilidad de al menos uno de los recursos
mencionados anteriormente en cualquier región del planeta y la abundancia de
estos en algunas zonas favorecidas por su posición geográfica, las fuentes de
energía renovables representan inmensos potenciales energéticos para ser
aprovechados de una manera sostenible en la medida que su investigación,
desarrollo despliegue comercial, así como accesibilidad continúe avanzando como
lo ha venido haciendo en los últimos 40 años. A pesar de tener una tendencia
positiva en la generación de energía eléctrica mediante la utilización de fuentes
renovables la transición no está sucediendo lo suficientemente rápido para alcanzar
las metas establecidas en el acuerdo de Paris en el año 2015 donde los países se
comprometieron a mantener por debajo de los 2° C el aumento de la temperatura
del planeta, pero esto no depende solo del sector de la generación de energía
eléctrica, también se encuentran el sector del transporte y el calentamiento y
enfriamiento sectores que avanzan en la transición pero de manera lenta en
comparación con el sector eléctrico que podría llegar a situarse como libre de
emisiones a mediados de este siglo. (REN21, 2017).
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Tabla 1. Indicadores Energía Renovable Generación Eléctrica 2016 (REN21, 2017)
4.2 Contexto Nacional Energía En Colombia
Al encontrarse en una zona geográfica muy favorable, Colombia cuenta con una
matriz energética aparentemente rica tanto en combustibles fósiles como en
recursos renovables.(UPME & BID, 2015) Hoy en día el aprovechamiento de los
recursos para la producción energética del país está constituido en un 93% de
recursos de origen fósil entre los cuales se encuentran el Carbón mineral, el
Petróleo, y el gas natural. En el 7% restante se encuentran la hidroenergía (4%) y
la biomasa (3%). Este aprovechamiento de recursos energéticos es realizado en su
gran mayoría empresas multinacionales debido a que el país exporta
aproximadamente el 69% de los mismos. La lista de recursos fósiles explotados y
exportados la encabeza el Carbón mineral con un 94% del total producido lo que
indica que de cada 1000 toneladas extraídas 940 son exportadas a otros países
para su aprovechamiento, le sigue el petróleo con 66% del total producido; Ya que,
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en el país debido a coyunturas netamente políticas, no se cuenta ni con la
infraestructura ni con la tecnología suficiente para la refinación del crudo.
Finalmente, del 31% restante de los recursos que es aprovechado en el país, el
78% corresponde a recursos de origen fósil y el 22% a recursos de origen renovable
como lo son el agua y la biomasa vegetal la cual se aprovecha especialmente en
forma de leña, bagazo, y residuos de la agroindustria. Con los valores presentados
anteriormente se logra observar que casi tres cuartas partes de los recursos que
son explotados en el territorio son enviados a otros países, estos en algunos casos
regresan como subproductos con precios elevados como es el caso de la Gasolina,
pero aún más preocupante apreciar como el país depende en un 78% de recursos
de origen fósil para generar energía eléctrica, los cuales está en capacidad de
autoabastecer con los niveles de extracción actuales pues se cuenta con reservas
suficientes para cerca de 170 años en el caso del carbón mineral, 7 años para el
petróleo y 15 años para el gas natural, teniendo en cuenta que el país importa la
totalidad del combustible diésel y gran parte de la gasolina pues como se
mencionaba anteriormente no se cuenta con la capacidad de refinación a pesar de
tener la materia prima disponible. Debido a esto y dada la baja utilización del carbón
mineral en las actividades energéticas, contrastado con la alta y creciente demanda
de combustibles líquidos derivados del petróleo y del gas natural, y aun contando
las labores de exploración y descubrimiento de nuevas reservas de minerales, el
desarrollo de fuentes alternativas locales de energía que puedan sustituir parcial o
totalmente estos recursos en las próximas décadas cobra gran relevancia para los
gobiernos y la comunidad científica con el fin de satisfacer la demanda energética
domestica e industrial futura para no llegar al punto de depender de la importación
de recursos a largo plazo. (UPME & BID, 2015).
La demanda de energía eléctrica sin incluir a los grandes consumidores especiales
(GCE) para el período de septiembre de 2015 a marzo de 2016, ha tenido un
crecimiento del 4,75%, estando 1,81% por encima del crecimiento en el mismo
período para 2013 -2014. Sin embargo, si se incluyen los GCE (Rubiales y
Drummond) el crecimiento para el mismo periodo septiembre 2015 a marzo 2016
alcanzó el 5,01%, mostrando una diferencia del 2,07 %. Este aumento se relacionó
principalmente, con los fenómenos de variabilidad climática como el fenómeno de
“El Niño” que afronto el país.
Por otra parte, la matriz eléctrica, que produce aproximadamente el 17% de la
energía final consumida en el país, cuenta con una amplia participación de la
energía hidroeléctrica como recurso renovable que representa entre el 70% y 80%
de la generación, según variaciones en la hidrología anual y representa el 70% de
la capacidad instalada en el territorio nacional.
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Figura 1. Capacidad Generación Eléctrica del Sistema Interconectado Nacional (UPME & BID, 2015)
Como se observa en la gráfica los recursos aprovechados para la generación
eléctrica son variados pero con muy poca representatividad en la canasta
energética, la diversificación y desarrollo de está traería una serie de ventajas
fundamentándose principalmente en la disponibilidad de los recursos a utilizar , los
grandes avances en cuanto a la reducción en costos de inversión asociados al
aprovechamiento de los mismos, la evolución de las tecnologías en términos de
rendimientos y capacidades de generación principalmente en el campo de la
energía solar fotovoltaica, eólica, cogeneración moderna de calor, electricidad a
partir de biomasa y generación geotérmica, comienzan a ganar sentido para ser
desarrolladas en la matriz energética nacional, junto con la posibilidad de
incrementar el uso de derivados energéticos de la biomasa en el sector del
transporte.
4.3 Fuentes No Convencionales De Energía Renovable FNCER
Las fuentes no convencionales de energía renovable (FNCER) son aquellos
recursos de energéticos que se renuevan mediante ciclos biológicos naturales los
cuales se encuentran disponibles a nivel mundial, son ambientalmente sostenibles,
pero en el país no son empleadas comúnmente, y de los cuales no hay un gran
desarrollo científico o investigación, por lo tanto, no se comercializan ampliamente.
Se consideran FNCER la biomasa, los pequeños aprovechamientos hidroeléctricos,
la eólica, la geotérmica, la solar y los mares. Otras fuentes podrán ser consideradas
como FNCER según lo determine la Unidad de planeación minero
energética.(Congreso de Colombia, 2014)
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Colombia, por la composición de su industria y su economía, no se caracteriza por
ser un gran desarrollador de tecnologías, por lo tanto, pocas son las tecnologías
que hoy en día permiten obtener energía final en forma de electricidad, calor y
combustibles a partir de las FNCER. Sin embargo, en los últimos años se ha logrado
acopiar cierta experiencia en lo que a las tecnologías solar fotovoltaica (FV) y solar
térmica se refiere, al igual que el aprovechamiento energético de biomasa
especialmente el bagazo de caña subproducto de la industria azucarera para
efectos de cogeneración de energía eléctrica y en el desarrollo de algunos proyectos
demostrativos con energía eólica. (UPME & BID, 2015)
Por otra parte el nivel de recursos disponibles a nivel nacional, como lo es la
irradiación solar promedio de 194 W/m2 para el territorio nacional, vientos
localizados en velocidades medias de 9 m/s ( 80m de altura Departamento Guajira)
y potenciales energéticos del orden de 450.000 TJ por año en residuos de biomasa,
representan potenciales atractivos que junto con la existencia de tecnologías
probadas para el aprovechamiento de estos recursos, tendencias de costos
descendentes, la amplia dependencia del recurso hídrico en términos de generación
de energía eléctrica asociada a los riesgos del cambio climático y tarifas accesibles
hacen que en Colombia cobre sentido el considerar la utilización de estas fuentes
que aún no son explotadas.
En el plan de integración de energías renovables que presenta la unidad de
planeación minero energética de Colombia se consideran cinco nichos de
oportunidad para la utilización de las FNCER los cuales han sido identificados como
áreas de alto potencial de desarrollo si el país se lo propone. Dentro de estos se
encuentran el desarrollo de proyectos eólicos en zonas de alto potencial como lo es
el departamento de la Guajira al norte del país, el desarrollo masivo de sistemas
distribuidos de autogeneración solar Fotovoltaica a pequeña y mediana escala, el
desarrollo de proyectos de cogeneración a partir del aprovechamiento de la biomasa
con fines energéticos, el desarrollo de proyectos geotérmicos en zonas de alto
potencial como lo es el macizo volcánico del Ruíz. Y finalmente el despliegue de
proyectos a menor escala con FNCER a través de esquemas híbridos de generación
como solución energética en zonas no interconectadas ZNI a la Red de energía
nacional
4.3.1 Energía Solar Fotovoltaica
Cada día toma más fuerza como fuente no convencional de energía renovable, hoy
representa la segunda fuente más avanzada y de mayor implementación en el
mundo, después de la eólica con una producción de entre el 0,8 y 1% de la demanda
mundial de energía(IEA, 2014) con una capacidad instalada de 304 GW a finales de
2016 lo que represento un aumento de más del 100% con respecto a la capacidad
instalada en el año 2013 que era de 139 GW con un crecimiento de
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aproximadamente el 34% anual, Países como Alemania, China, e Italia lideran el
mercado de la energía solar fotovoltaica contando con capacidades instaladas del
orden de 36,19 y 18 GW para 2014.(REN21, 2015)
El continuo decrecimiento de los costos de producción y los precios de la tecnología
solar fotovoltaica han despertado el interés de los gobiernos por implementar
sistemas que representen un apoyo a la red nacional. En el caso de Colombia las
fuentes disponibles de información del recurso solar indican que la radiación
promedio en el país es de 4,5 kWh/m2/día (UMPE, IDEAM 2005), este valor superior
al promedio mundial que se encuentra en 3,9 kWh/m2/día. Y muy por encima del
promedio recibido en Alemania que se encuentra en alrededor de 3 kWh/m2/día
siendo el país con mayor capacidad de aprovechamiento de energía solar mediante
plantas fotovoltaicas con más de 36GW. (REN21 2015). Además de contar con
buenos niveles de irradiación solar, los países ecuatoriales cuentan con la ventaja
de tener recurso a lo largo del año al no experimentar estaciones.
Según la Unidad de planeación Minero Energética, regiones del país cuentan con
niveles de radiación por encima del promedio nacional llegando hasta los 6
kWh/m2/día como lo son Arauca, Casanare, Vichada y Meta, niveles que
representan el alto potencial de las mismas, mientras otras como la Costa Pacífica
que se caracteriza por los altos niveles de precipitación a lo largo del año, logra
recibir hasta 3,5 kWh/m2/día valor que a pesar de estar por debajo del promedio
nacional, sigue siendo superior al de países como Alemania.
Frente a la capacidad instalada en el país según la Corporación para la energía y el
medio ambiente en Colombia existen alrededor de 9 MW de capacidad instalada
distribuidos en sistemas privados, aplicaciones profesionales y soluciones en zonas
no interconectadas, en su mayor parte sistemas de baja capacidad, inferior al orden
de 10 KW p. Por otra parte, se espera la instalación de sistemas de capacidad
superiores a los 10 KW algunos en el orden de varios cientos de KW, tanto en ZNI
como en sectores comerciales e industriales. La energía solar fotovoltaica trae
beneficios importantes al sector energético nacional, principalmente por la
nivelación de costos asociados a la generación de energía con la posibilidad de
competir con otras fuentes de generación especialmente a nivel comercial y
residencial. Además, la implementación de pequeños sistemas de autogeneración
los cuales se facilitan gracias a la versatilidad en materia de practicidad y fácil
instalación de la tecnología, estos pequeños proyectos brindan la posibilidad de no
depender de la volatilidad y los aumentos de precio en la energía y obtener cierta
independencia energética. Por otra parte, el uso de la energía solar fotovoltaica está
en capacidad de reemplazar a las plantas de generación térmicas las cuales
generan un mayor impacto ambiental, teniendo en cuenta que, de acuerdo con los
análisis de ciclo de vida de diferentes tecnologías, los factores de emisiones
asociados con los sistemas solares fotovoltaicos se encuentran en el orden de 50
13
kg CO2 eq/MW-h, frente a valores por encima de 450 kg CO2 eq/MW-h para plantas
operadas con combustibles fósiles según estudios del Laboratorio Nacional de
Energía Renovable de los Estados Unidos.
4.3.2 Energía De La Biomasa
La biomasa es uno de los recursos más abundantes, usado tradicionalmente como
fuente de energía renovable, y con mayor participación en la canasta energética
mundial, siendo utilizado en la mayoría de países subdesarrollados y en vía de
desarrollo en forma de leña para generar calor, iluminación, y cocinar los alimentos.
La biomasa representa el 9% del consumo mundial de energía final, mientras que
todas las otras fuentes de energía renovable suman entre todas un 10%. (REN
21,2015)
En lo que se refiere a la producción de energía eléctrica la situación es distinta, pues
para el año 2010 la biomasa solo representaba el 1,5% del total de energía eléctrica
producida en el mundo, para el 2013 esta cantidad ascendió al 4%
aproximadamente con 405 TW-h. En los últimos años se ha venido desarrollando
este recurso y su aprovechamiento para la generación de energía eléctrica. Países
como EE. UU líder en la generación de electricidad a partir de biomasa con una
producción de 59,9 TW-h (IEA 2014) en el año 2013, Alemania y Brasil también han
logrado aumentar la participación interna de este recurso produciendo alrededor del
8 % de su energía total a partir de biomasa. Los usos de la biomasa con fines de
generación eléctrica generalmente están asociados conjuntamente con su uso para
la generación de calor útil a través de sistemas de cogeneración, en otros casos
también es utilizada para fines exclusivamente térmicos y para la generación de
biocombustibles, teniendo en cuenta estos aprovechamientos la participación de la
biomasa asciende casi al 10% en la canasta energética mundial. (REN 21, 2015).
En Colombia de aproximadamente 62.200 GW-h de electricidad producidos en el
Sistema interconectado nacional (SIN) para 2013, 804 GW-h equivalentes al 1,3%
del total de la generación correspondían al aprovechamiento de Biomasa, más
exactamente al uso energético del bagazo de caña de azúcar producto secundario
obtenido de la refinación del azúcar. También es común el uso de biomasa para
producción de calor en la industria representado por el bagazo, la leña, el carbón
vegetal y otros residuos de procesos productivos como la palma de aceite y el arroz.
Por otra parte, la producción de biocombustibles representa aproximadamente el
4,8 % del consumo final de energía en el sector de transporte.
Sin embargo más allá del uso energético que se le da a la biomasa actualmente en
Colombia, existe un gran potencial para lograr un mayor y más óptimo
aprovechamiento de cultivos energéticos más allá de la porción de aquellos
existentes en el caso de la palma de aceite y la caña de azúcar que son utilizados
para la producción de biocombustibles, en paralelo a esto está la disponibilidad de
14
tierras con vocación agrícola en el país, pues se estima que hay cerca de 15
millones de hectáreas con tal vocación las cuales hoy en día no son destinadas a
dicha actividad productiva y en la mayoría de los casos presentan problemas por
conflicto de uso del suelo, al tiempo que se enfrentan las necesidades y las
oportunidades para el desarrollo rural que cobran especial importancia ante un
eventual escenario de postconflicto. Es así como esquemas integrales de manejo
de los residuos de biomasa provenientes de los procesos agrícolas como por
ejemplo residuos de arroz, café, cacao, banano, y otros cultivos que integren el
aprovechamiento con fines energéticos, sumado al eventual desarrollo de tierras
productivas integradas con plantaciones forestales, han de jugar un papel
importante en el desarrollo y modernización del sector agropecuario nacional y en
la diversificación de las fuentes de energía en el país. (UPME & BID, 2015)
Considerando lo anterior es clara la necesidad de que en el país se estructure en los próximos años una política integral para el aprovechamiento y desarrollo de la biomasa, que tenga como uno de sus pilares principales el aprovechamiento con fines energéticos, en lo que se conoce en la mayoría de los países como una política de bioenergía. Para lo anterior, se puede tomar como guía la experiencia de países como EE.UU., Suecia, Brasil e India, países que son pioneros en el aprovechamiento energético de la biomasa. De igual manera, ya pensando en el largo plazo y con una visión de desarrollo hacia el aprovechamiento sostenible de sus recursos naturales, Colombia puede considerar la modernización y el paso hacia una economía que logre salir de la actual dependencia en el petróleo no solo en el aspecto energético sino también en el consumo de derivados de este recurso como materias primas hacia una economía que se base en otros recursos energéticos de origen renovable entre los que la biomasa se establece como el principal sustituto directo del petróleo (UPME & BID, 2015). La energía obtenida a partir de los dendrocombustibles también conocida como bioenergía es originada directa o indirectamente a partir de biomasa leñosa, o sea, la materia lignocelulósica de árboles arbustos y matorrales. (FAO, 2001) La gran diversidad que hay en el país de fuentes de biomasa, las distintas áreas de desarrollo y los sistemas de producción, así como el aprovechamiento, procesamiento, transporte y los diferentes procesos de conversión que existen en la actualidad para su aprovechamiento abarcan una compleja gama de factores que se encuentran interrelacionados y deben ser tenidos en cuenta para lograr configurar el llamado sistema dendroenergético que es el ideal para dar un óptimo manejo a este recurso.(Quintero & Diez, 2008) Finalmente encontramos que son diversas las aplicaciones y actores que pueden tener los sistemas dendroenergéticos, desde la producción de biocombustibles para la generación de calor en hornos y calderas, pasando por la producción de biocombustibles para el sector del transporte el cual se encuentra en constante crecimiento y desarrollo, y que en los últimos años se ha empeñado en buscar alternativas de combustibles que puedan reducir los costos económicos y ambientales de su funcionamiento.
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Finalmente está la gasificación de biomasa para la generación de energía eléctrica. Este último se establece como uno de los sectores de mayor potencial en el campo de la Dendroenergía ya que en los últimos años se ha logrado desarrollar modelos comerciales óptimos de gasificación de biomasa, los cuales generan gas combustible para alimentar generadores eléctricos que han conseguido proveer energía eléctrica con potencias desde los 10Kwh hasta los 2500Kwh. Modelos que se han implementado principalmente en lugares de difícil acceso a redes eléctricas, pero que se proyectan como gran alternativa a los métodos convencionales de producción energética en las redes nacionales. (UPME & BID, 2015) 4.3.3 Energía Térmica Pequeña Escala
La termoelectricidad se considera como la rama de la termodinámica que va paralela a la electricidad donde se estudian los fenómenos donde intervienen el calor y la electricidad. La generación de energía eléctrica a partir de calor emitido por diferentes procesos, o generación termoeléctrica la cual, utilizando principios termodinámicos, y mediante la diferencia de temperaturas aplicadas en la unión de dos materiales diferentes, permiten la generación de una corriente eléctrica. Conocido como el efecto Seebeck se encontró que al unir por ambos extremos dos alambres de diferente material, circuito al cual se le denomina termopar, y al mantener uno de los extremos a una temperatura superior al otro surge una diferencia de tensión la cual hace fluir una corriente eléctrica entre las uniones, Siempre se sostuvo que Thomas Seebeck fue el que descubrió el efecto termoeléctrico, pero al revisar los primeros trabajos del también conocido Alessandro Volta se ha constatado que en sus estudios sobre electricidad encontró diferencias de potencial debido a la termoelectricidad al probar diversos metales pero no ahondo mucho en este tema. El efecto termoeléctrico se basa principalmente en el paso de electrones de un extremo a otro lo cual genera una corriente eléctrica, al calentar el conductor en uno de los extremos de la unión los electrones de la unión caliente incrementarán su energía respecto a los que ocupan la unión fría por lo tanto se creara una situación de desequilibrio. Los electrones fluirán de la parte caliente a la parte fría donde su energía disminuirá de nuevo de esta manera la transmisión de calor estará acompañada por un acumulación de cargas la cual genera un diferencial de potencial en los ambos extremos del conductor, esta diferencia de potencial se estabilizara en la medida que se llegue a un equilibrio dinámico entre los electrones que fluyen por el gradiente de temperaturas, por lo tanto la adición continua de calor garantizará un flujo continuo de electrones en la búsqueda de esta estabilización, por lo tanto al mantener la diferencia de temperaturas la situación de desequilibrio seguirá existiendo y se seguirá tratando de estabilizar mediante el flujo de electrones. (Santiago Tornos ; Andrés Sotelo, 2006).
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El aprovechamiento de los efectos termoeléctricos ha venido creciendo enormemente en los últimos años mediante el desarrollo de tecnologías que se caracterizan principalmente por la ausencia de partes móviles para la generación de la energía y la completa independencia de algún tipo de combustible fósil para funcionar. El campo con más desarrollo de tipo comercial es un tipo de células conocidas como células Peltier las cuales están diseñadas para permiten refrigerar o calentar dependiendo de las necesidades del consumidor mediante la transmisión de una pequeña corriente eléctrica a la célula (efecto inverso al efecto Seebeck); pero al someter esta célula a una fuente de calor por una de sus caras y temperatura ambiente en la otra se logra obtener un flujo de corriente por los cables el cual puede ser conducido para poner en funcionamiento distintos dispositivos e iluminación, además de la posibilidad de conectar dichas placas en serie para generar potencias más altas. Como se menciona anteriormente es un campo aún en desarrollo el cual promete a futuro se una importante fuente de energía complementaria. 4.4 Desarrollo Sostenible: Se define el desarrollo sostenible como aquel que conduce al crecimiento económico, a la elevación de la calidad de vida y al bienestar social, sin agotar la base de recursos naturales renovables en que se sustenta, ni deteriorar el ambiente o el derecho de las generaciones futuras a utilizarlo para la satisfacción de sus propias necesidades, por lo menos en las mismas condiciones actuales. (Congreso de Colombia, 2014). 4.4.1 Eficiencia Energética: Es la relación entre la energía aprovechada y la total utilizada en cualquier proceso de la cadena energética, que busca ser maximizada a través de buenas prácticas de reconversión tecnológica o sustitución de combustibles. A través de la eficiencia energética se busca obtener el mayor provecho de la energía, bien sea a partir del uso de una forma primaria de energía o durante cualquier actividad de producción, transformación, transporte, distribución y consumo de las diferentes formas de energía, dentro del marco del desarrollo sostenible y respetando la normatividad vigente sobre el ambiente y los recursos renovables. (Congreso de Colombia, 2014). 4.4.2 Autogeneración: Aquella actividad realizada por personas naturales o jurídicas que producen energía eléctrica principalmente, para atender sus propias necesidades. En el evento en que se generen excedentes de energía eléctrica a partir de tal actividad estos podrán entregarse a la red, en los términos que establezca la comisión de regulación de energía y gas (CREG) para tal fin. (Congreso de Colombia, 2014). 4.4.3 Autogeneración Pequeña Escala: Autogeneración cuya potencia máxima no supera el límite establecido por la unidad de planeación minero-energética (UPME). (Congreso de Colombia, 2014).
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4.4.4 Cogeneración Producción combinada de energía eléctrica y térmica que hace parte integrante de una actividad productiva. (Congreso de Colombia, 2014). 4.4.5 Energía En La Biomasa: Energía obtenida a partir de aquella fuente no convencional de energía renovable que se basa en la degradación espontánea o inducida de cualquier tipo de materia orgánica que ha tenido su origen inmediato como consecuencia de un proceso biológico y toda la materia vegetal originada por proceso de fotosíntesis, así como de los procesos metabólicos de los organismos heterótrofos, y que no contiene o haya estado en contacto con trazas de elementos que confieren algún grado de peligrosidad. (Congreso de Colombia, 2014).
4.4.6 Energía Pequeños Aprovechamientos Hidroeléctricos: Energía obtenida a partir de aquella fuente no convencional de energía renovable que se basa en los cuerpos de agua a pequeña escala. (Congreso de Colombia, 2014).
4.4.7 Energía Solar: Energía obtenida a partir de aquella fuente no convencional de energía renovable que consiste de la radiación electromagnética proveniente del sol. (Congreso de Colombia, 2014). 4.4.8 Fuentes No Convencionales Energía Renovable (FNCER): Son aquellos recursos de energía renovable disponibles a nivel mundial que son ambientalmente sostenibles pero que en el país no son empleados o son utilizados de manera marginal y no se comercializan ampliamente. Se consideran FNCER la biomasa, los pequeños aprovechamientos Hidroeléctricos, la eólica, la geotérmica, la solar y los mares, Otras fuentes podrán ser consideradas como FNCER según lo determine la Unidad de planeación Minero-Energética. (Congreso de Colombia, 2014).
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6. METODOLOGÍA
De acuerdo a los objetivos establecidos al inicio del proyecto se definió una metodología para lograr a cabalidad el cumplimiento de los mismos, basándose inicialmente en la recolección de información en campo y la consulta de material bibliográfico e información secundaria, se determinarán las condiciones de los sistemas de energías renovables y los procesos de aprovechamiento de los recursos que se tienen actualmente en el parque natural Chicaque, Así como la viabilidad de implementar nuevas tecnologías para suplir las demandas principalmente energéticas que tiene el parque, de una forma sostenible que sean acordes con los principios de la reserva natural y no generen impactos negativos en el ambiente. Para lograr esto se realizará un acompañamiento técnico mediante visitas periódicas a las instalaciones del parque en el espacio comprendido entre el 10 de enero de 2017 y el 30 de Julio del mismo año, en donde se revisarán cada uno de los sistemas y procesos que se tienen actualmente, donde se recopilarán inicialmente las necesidades energéticas del parque las cuales estarán determinadas teniendo en cuenta los consumos históricos y la demanda actual en cuanto a consumo de energía eléctrica se refiere. Posteriormente se presentará la información específica de los sistemas de energías alternativas implementados actualmente y su estado de funcionamiento, Para finalmente presentar una comparación entre las tecnologías alternativas apropiadas para suplir esta demanda; Para esta comparación se tienen en cuenta criterios técnicos, económicos, y ambientales para cada una de las tecnologías disponibles que puedan dar solución a los requerimientos del parque. En la evaluación de proyectos es ideal comparar los costos de inversión y operación del proyecto con los beneficios que este genera, con el principal objetivo de decidir sobre la conveniencia de su realización, la complejidad al momento de establecer variables en los costos y beneficios que puede traer la implementación de un proyecto es muy alta, es por esto que en esta etapa de selección se empleará un método de análisis mixto el cual permite recolectar analizar y vincular datos de tipo cualitativo y cuantitativo, y posee la ventaja de dar una visión más precisa y adquirir a un mayor grado de comprensión del fenómeno en estudio, la posibilidad de presentar múltiples observaciones y una mayor variedad de perspectivas de análisis. (Pacheco & Contreras, 2008) De acuerdo a lo anterior se empleará el Proceso Analítico Jerárquico (Analytic Hierarchy Process, AHP) metodología de análisis multicriterio, cuyo objetivo principal será la toma de decisiones frente al conjunto de las alternativas elegidas para suplir la demanda energética del parque tomando como referencia algunos criterios de valoración definidos previamente. Para el desarrollo de esta metodología inicialmente se recolectaron los aspectos relacionados con la generación de energía eléctrica utilizando recursos renovables
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como fuente de energía, la información requerida se obtiene consultando a la empresa encargada del manejo de las tecnologías que ya se encuentran implementadas en el parque, la cual brinda datos técnicos y económicos que permiten contextualizar el manejo que se le da al tema no solo en el parque sino en otros proyectos en los que trabaja actualmente la empresa, adicionalmente se realiza la búsqueda bibliográfica sobre otros tipos de tecnologías como la gasificación de biomasa para la obtención de energía eléctrica, así como el contexto actual de las tecnologías alternativas en el país información que también es presentada en el actual documento. Con la información obtenida se establecerán las posibles alternativas para la generación de energía eléctrica aprovechando los recursos disponibles en el parque, en este caso se tendrán como alternativas para fuente de energía la radiación solar, la biomasa de origen forestal y el calor emitido por las chimeneas. Las alternativas se elegirán teniendo en cuenta el criterio de los empleados directamente involucrados con el tema en el parque y el ingeniero a cargo. Posteriormente se realiza la recopilación de información en cuanto a requisitos de las diferentes alternativas, requerimientos ambientales, inversión inicial, costos de operación, procesos de instalación entre otros. Para la selección de la alternativa para la generación de energía eléctrica aprovechando los recursos renovables como fuente de energía se desarrolla la aplicación del método de análisis multicriterio el cual inicia con la formulación del problema en una estructura jerárquica donde además se presentan las alternativas y los criterios elegidos para aplicar la valoración en las siguientes etapas. Como criterios de selección se tendrán en cuenta factores como la facilidad para implementar las alternativas teniendo en cuenta la consecución de mano de obra local, la disponibilidad de las tecnologías en el país, la disponibilidad del recurso, la eficiencia de las alternativas, los costos iniciales de instalación, y la inversión en operación y mantenimiento. Al tener establecidos los criterios se procederá a valorar los elementos dentro de la matriz donde se presentarán cada una de las alternativas contra los criterios definidos anteriormente, para esto es necesario establecer la escala de valoración la cual parte desde el no cumplimiento a cabalidad con las necesidades del parque hasta el cumplimiento satisfactorio de la siguiente manera.
VALOR CLASIFICACIÓN
1 Cumple con los requerimientos
0 No aplica o no es representativa
-1 No cumple con los requerimientos Tabla 2. Valoración Análisis Multicriterio
Al tener la tabla de valores se continúa con la calificación tomando como referencia las variables y las alternativas.
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CRITERIOS Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3 TOTAL
Eficiencia
Requisitos de Instalación
Requerimientos ambientales
Inversión Inicial
Costos de operación y mantenimiento
Procedimiento Operación
TOTAL Tabla 3. Matriz Análisis Multicriterio
Cada uno de los criterios cuenta con una breve definición: 1. Eficiencia: Este concepto se utiliza básicamente para relacionar los resultados
obtenidos con los recursos empleados por lograr este resultado, con los recursos naturales es tomado como un factor clave al momento de evaluar los resultados frente a la cantidad de recursos utilizados para obtener un bien o servicio en este caso la energía eléctrica.
2. Requisitos de Instalación: Este criterio se refiere a las necesidades que tiene la alternativa con respecto al área donde será instalada, la maquinaria necesaria para su instalación, así como la mano de obra y los conocimientos que se requieran para dar inicio al desarrollo de dicha alternativa, las posibles adecuaciones o instalaciones que necesite el terreno.
3. Requerimientos Ambientales: Este parámetro consiste en la validación de los parámetros físico-químicos que requiera la alternativa factores como radiación, humedad, temperatura entre otras cosas.
4. Inversión Inicial: Se hace referencia netamente a los costos asociados a la compra, instalación y puesta en marcha de la alternativa, dentro de esto deberán incluirse los gastos en que se deba incurrir por herramientas, mano de obra, costos de envío entre otras cosas.
5. Costos de operación y mantenimiento: Se asocian los costos posteriores a la puesta en marcha de la alternativa ya sean mantenimientos preventivos o
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correctivos en los cuales se deba incurrir como la compra de repuestos y la mano de obra del personal que opera la alternativa en caso de ser necesario.
6. Procedimiento de operación: En este aspecto se tiene en cuanta la descripción detallada del procedimiento de operación de cada una de las alternativas, la calificación se da teniendo en cuenta la complejidad de la operación, la claridad que se tenga frente al tema o en el correspondiente caso la necesidad de capacitar personal para la operación de la alternativa. Al terminar la evaluación de acuerdo a la valoración definida se procederá a sumar cada columna de cada alternativa con el fin de verificar que el mayor resultado corresponda a la mejor alternativa, además se sumarán los valores de las filas para establecer el criterio con más peso que presenta la matriz. Finalmente se realiza el proceso de priorización, síntesis y análisis de sensibilidad para esta etapa se realiza un cálculo matemática, que parte de la suma de los totales de las calificaciones de cada una de las alternativas y la división de estos entre el total de la suma de la calificación de todas las alternativas. Estos datos resultantes son llevados a una matriz columna denominada vector de prioridades donde los valores contenidos en ella representan la importancia que tiene cada alternativa dentro de la valoración. Se desarrolla el modelo matemático propuesto por la CEPAL en su manual metodológico para la priorización y evaluación de proyectos la cual se presenta a continuación con el objetivo de determinar la razón de consistencia. 6.1 Calculo Razón de Consistencia
El cálculo de la razón de consistencia está dado por
RC= 𝐶𝐼
𝐼𝐴 donde :
CI = 𝜆 max − 𝑛
𝑛−1 n equivale al número de criterios elegidos
IA= El indica aleatorio está dado por la siguiente tabla:
Tamaño de la
matriz
2 3 4 5 6 7 8 9
Índice Aleatorio 0 0.58 0.9 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45
Tabla 4. Valores índices Aleatorios.
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Para hallar el Índice de consistencia tenemos que:
𝝀 𝐦𝐚𝐱 = 𝑽 ∗ 𝑩 Dónde: 𝜆 Max = máximo valor propio de la matriz de comparaciones a pares. V = Vector de prioridades o vectores propios que se obtuvieron de la matriz de comparaciones. B = Matriz Fila correspondiente a la suma de los elementos de cada columna de la matriz. Reemplazando las variables la ecuación queda de la siguiente manera:
𝜆 max = (𝑎 𝑏 𝑐 ) [
𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑏𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐
]
𝜆𝑚𝑎𝑥 = [(𝑎 ∗ 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎) + (𝑏 ∗ 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑏)
+ (𝑐 ∗ 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐)] Al tener el valor de 𝜆𝑚𝑎𝑥 reemplazamos en la ecuación de índice de consistencia. Para el análisis de sensibilidad se verifican los cálculos matemáticos, y se verifican los resultados de la razón de consistencia; si el valor es menor a 0.1 el modelo aclara que no se requiere reevaluar los criterios expresados en la matriz de comparaciones y que el resultado se ajusta a lo planteado por el modelo. Por otra parte se desarrollara un manual acerca de las energías alternativas y su aprovechamiento, el cual estará dirigido principalmente a los guías y empleados del parque para que lo consulten y compartan la información con los visitantes del parque así como para las personas del común que quieran conocer más acerca del tema, desde el tipo de recurso, los procesos por los cuales pasa para su transformación pasando por lo que se ha trabajado en el parque y las principales recomendaciones para el manejo de estas. Finalmente, el parque contará con estas dos herramientas al momento que desee tomar decisiones frente al tema de las energías alternativas más apropiadas para suplir su demanda energética sin la necesidad de emplear combustibles de origen fósil, basándose en fuentes renovables presentes en el parque sin generar impactos negativos al ecosistema que con tanto esmero protege.
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7. ESTADO ACTUAL DE LAS TECNOLOGIAS APROPIADAS
IMPLEMENTADAS EN EL PARQUE NATURAL CHICAQUE
Hoy en día el parque cuenta con aprovechamientos alternativos como lo son la
planta generadora micro-Hidroeléctrica, una serie de paneles fotovoltaicos y estufas
de doble combustión las cuales gracias a su sistema de conductos de entrada y
salida de aire aumentan la eficiencia al momento de aprovechar la biomasa de
origen forestal en forma de leña. A continuación, se presentan las principales
características de los sistemas mencionados anteriormente y su estado actual a la
fecha del 30/07/2017.
NOMBRE
TECNOLOGÍA
Generador Micro-
hidroeléctrico
Panel solar
Fotovoltaico
Chimenea de Doble
Combustión
FUENTE DE
OBTENCIÓN
DE ENERGÍA
Agua - Quebrada la
Playa
Sol (Dos horas /día) Biomasa origen
Forestal (leña bosque)
PROCESO DE
CONVERSIÓN
Captación Recurso
Quebrada la Playa -
Conducción
(Diferencia de
alturas)- Entrada en
la turbina-
Transformación
Energía Mecánica en
Eléctrica –
Conducción de la
corriente Alta Tensión
hasta un rectificador y
un Inversor - Salida
del Recurso.
(Continúa su cauce
en la quebrada).
Captación De los
fotones en celdas
fotovoltaicas –
Generación de la
corriente eléctrica –
Conducción
Corriente hasta
baterías Solares –
Transformación de
la Corriente AC/DC
– Utilización Energía
La estufa de doble
combustión utiliza la
biomasa en forma de
leña la cual es
encendida por medio
de papel o cartón y
cuenta con una
palanca de desvío de
humo que permite
encender y recargar la
chimenea una de
control de fuego las
cual ayuda a controlar
la temperatura que
emite la chimenea y un
soplador de aire que
mediante su accionar
distribuye el aire
caliente generado por
la chimenea en el lugar
deseado.
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CAPACIDAD
KW h
1,2 KW-h 2 KW- h 4.2 KW-h/ KG
ESTADO
ACTUAL
INACTIVO INACTIVO ACTIVO - USO
HABITUAL
VIDA UTÍL 5 años de Garantía
Uso y
mantenimiento
adecuado 10-20
años
Paneles: 20 años
Baterías 5-12 años
7 años de Garantía
Mantenimiento y uso
adecuado 10-20 años.
Tabla 5. Estado actual tecnologías apropiadas parque natural Chicaque
8. DEMANDA ENERGETICA PARQUE NATURAL CHICAQUE
Debido a que hace varios años a la zona alta del parque donde se encuentran la
portería, la vivienda empleados, el Restaurante Arboloco y la zona alta de camping
no llegaba la Red eléctrica nacional, era necesario contar con un generador de
energía propio, Teniendo en cuenta las facilidades de adquisición, y manejo de la
maquina se opta por adquirir una planta generadora, la cual funciona con Diésel
como fuente de combustible, posteriormente gracias al interés de la dirección por
reemplazar este tipo de generadores convencionales se van implementando los
sistemas de aprovechamiento de la energía solar y la micro-hidroeléctrica los cuales
cuentan con la capacidad de suplir completamente la energía de la zona alta, sin
embargo en muchos casos la intermitencia de estos sistemas y algunos daños
generados en el circuito han evitado que la planta Diesel sea reemplazada por
completo, sin embargo hay ciertos paneles que funcionan permanentemente entre
los cuales está el que brinda energía a la vivienda de los empleados los paneles de
la portería y los que se encuentran conectados directamente a los congeladores del
restaurante Arboloco los cuales representan un alto consumo de energía. Al no
contar con un aparato que registre el consumo por hora que se tiene en la zona alta,
no es posible llevar un recuento del mismo, pero teniendo en cuenta los aparatos
que funcionan en el restaurante, la portería y la vivienda de los empleados se estima
un consumo de aproximadamente 4 KW-h.
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Por otra parte, en la parte baja al encontrarse conectados a la red del Sistema
interconectado nacional SIN se cuenta con un transformador y su respectivo
contador el cual permite llevar un registro de la energía demandada por el parque a
este dispositivo el cual se usa para medir la energía consumida y el respectivo cobro
que se hace mensualmente por el uso de esta energía. La información de los últimos
dos años medida en KW-H Mes se presenta en la siguiente tabla.
Mes/Año
Consumo Energía Condensa KW h/mes KW h
2015 2016
Consumo Diario
Kw-h/ dia Consumo Hora kw-h
Consumo Hora(16HORAS)
Enero 1340 1431 47,7 2,0 3,0
Febrero 1189 1254 41,8 1,7 2,6
Marzo 975 989 33 1,4 2,1
Abril 1152 1207 40 1,68 2,5
Mayo 1021 945 32 1,31 2,0
Junio 1065 1193 40 1,66 2,5
Julio 1128 1037 35 1,44 2,2
Agosto 1301 1055 35,17 1,47 2,2
Septiembre 1296 1170 39 1,63 2,4
Octubre 1360 1075 35,83 1,49 2,2
Noviembre 1225 1117 37,23 1,55 2,3
Diciembre 1212 1258 41,93 1,75 2,6 Tabla 6. Consumo energía Eléctrica Zona Baja Parque Natural Chicaque
Como se logra observar la zona baja del parque tiene una demanda constante de
energía cuyo valor promedio es 2.68 Kw-h teniendo en cuenta que se realizan
actividades durante aproximadamente 16 horas al día, presentando algunos picos
en los meses de temporada alta donde recibe mayor cantidad de visitantes, pero en
general sus consumos son similares debido a que todos los meses se está
trabajando en las diferentes labores del parque las cuales son las principales
demandantes de energía entre estas labores se encuentran trabajos de soldadura,
mantenimientos generales a las instalaciones del parque, el uso de los
electrodomésticos en la cocina principalmente congeladores y microondas, entre
otras. En los siguientes gráficos se observa el comportamiento de la demanda
energética a lo largo de los años 2015 y 2016.
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Figura 2. Consumo energía Eléctrica Zona Baja Parque Natural Chicaque 2015
Figura 3. Consumo energía Eléctrica Zona Baja Parque Natural Chicaque 2016
9. SELECCIÓN DE TECNOLOGIAS APROPIADAS PARA LA GENERACIÓN DE
ENERGIA ELÉCTRICA EN EL PARQUE NATURAL CHICAQUE
El presente trabajo se desarrolla principalmente con el fin de brindar a la dirección
del parque, una serie de alternativas frente al adecuado aprovechamiento de los
recursos renovables para la generación de energía eléctrica en el parque. Para la
selección de la alternativa, se empleará la comparación de pares tecnológicos la
cual hace parte del desarrollo de la metodología de análisis multicriterio que
permitirá elegir mediante la evaluación de diferentes criterios la alternativa que más
se adecue a las necesidades del parque. Las alternativas propuestas se presentan
a continuación.
0200400600800
1000120014001600
CONSUMO KWH/MES 2015
0200400600800
1000120014001600
CONSUMO KWH/MES 2016
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9.1 Alternativa 1: GASIFICADOR DE BIOMASA
La gasificación de biomasa consiste básicamente en la conversión de combustibles
sólidos como lo son la madera, los residuos de procesos productivos que involucran
la madera, residuos de agricultura entre otros en una mezcla de gas combustible
conocida como gas productor. En el proceso se aprovechan distintos tipos de
biomasa, y comprende la combustión parcial de dicha biomasa, este proceso de
combustión parcial se da cuando la cantidad de oxigeno dentro del Gasificador es
menor que la necesaria para que se dé la combustión completa de la biomasa.
Entre las ventajas de la gasificación se encuentra la conversión de un combustible
tradicional de baja calidad y rendimiento como lo es la biomasa de origen forestal
en un combustible gaseoso de alta calidad(Quintero & Diez, 2008), dicha conversión
presenta altos rendimientos en comparación con el uso tradicional que se le da a
este recurso lo que resulta muy conveniente al momento tener en cuenta esta
alternativa. Junto a esto se encuentra la neutralidad con respecto a las emisiones
asociadas a los procesos de combustión pues estás han sido captadas previamente
por las plantaciones, lo que hace de la gasificación una alternativa amigable con el
medio ambiente que además aporta positivamente a reducir el calentamiento global.
Por otra parte, los costos de inversión y operación se encuentran entre los más
bajos entre las tecnologías alternativas que existen hoy en día además está basada
en recursos disponibles localmente. Finalmente, al hacer parte de las fuentes no
convencionales de energía renovable cuenta con algunos incentivos por parte de
los gobiernos de los diferentes países, y las entidades que financian mecanismos
de desarrollo limpios lo cual hace más asequible dicha tecnología.
El proceso de generación de gas productor tiene básicamente tres etapas la
selección y preparación de la biomasa, el proceso de gasificación como tal, y el
proceso de limpieza y preparación del gas resultante el cual funcionará como
combustible del generador eléctrico.
La preparación de la biomasa es una etapa vital en el proceso pues de esta depende
la calidad y cantidad del gas producido. Para que el proceso de gasificación sea
eficiente es necesario que la biomasa cuente con unas características de humedad
y tamaño determinadas. Para el modelo de Gasificador propuesto para el parque
natural Chicaque, el combustible puede ser cualquier tipo de madera, ya sea en
pellets, chips, residuos de algún proceso con madera o incluso residuos orgánicos
que se encuentren bajo los estándares específicos para cada tipo de biomasa.
28
El Gasificador es esencialmente un reactor
químico donde suceden una serie de
procesos tanto físicos como químicos. Más
exactamente en cuatro etapas que son el
secado del combustible, pirolisis,
combustión y reducción. Estas cuatro
etapas se desarrollan en un proceso
conocido como downdraft o flujo
descendente en el cual la biomasa es
introducida desde la parte superior del
reactor y el gas generado es extraído del
fondo del reactor, esta alimentación de
combustible se realiza en intervalos
controlados, así como el flujo de aire cuyas
cantidades son controladas por el equipo
para así poder dar lugar a una reacción de
combustión incompleta del combustible que
resultara finalmente en el gas productor.
Este gas viene del Gasificador a una temperatura de aproximadamente 450°C y
contiene partículas y alquitranes generados por la combustión las cuales son
manejadas por un sistema de filtros especialmente diseñados por la compañía
encargada del Gasificador. El sistema además de filtrar enfría el gas reduciendo su
temperatura hasta las 40°C. Finalmente la planta de gasificación puede ser usada
para generar energía eléctrica basada 100% en gas productor limpio y eficiente el
cual alimenta un generador eléctrico que también es proporcionado por la
compañía.
9.1.1 Especificaciones Biomasa
Como se mencionaba anteriormente el Gasificador funciona con cualquier tipo de
biomasa que cumpla con las especificaciones estándar presentadas a continuación
para garantizar la eficiencia y calidad del gas productor, así como del reactor.
Tipo de Biomasa Biomasa de origen forestal (leña),
pellets, virutas, etc.
Valor Calorífico Neto Aproximadamente 3600 kcal/Kg
Densidad Aparente Aproximadamente 250 Kg/ m3
Figura 4. Gasificador de flujo Descendente
29
Temperatura de Ceniza >1200° C
Contenido de Humedad <20% Base Húmeda
Contenido Ceniza <5% Base Seca
Tamaño de la biomasa Minino: Diámetro Ø 10 mm – Largo 10
mm
Máximo: Diámetro Ø 25 mm – Largo 25
mm
Tabla 7. Características Biomasa para Gasificación.
El Gasificador elegido para la evaluación fue el ‘Ankur’ Biomass Gasifier Model
WBG-20 el cual es producido en India por la empresa Ankur Scientific Energy
Technologies Pvt. Ltd., la cual se especializa en el desarrollo y comercialización de
plantas de generación eléctrica a base de biomasa en todo el mundo. Y cuenta con
representación en Colombia por la empresa Acquaire Ltda.
9.1.2 Valoración Alternativa
1. Eficiencia: La eficiencia del Gasificador de biomasa estará medida por la cantidad de energía eléctrica producida en comparación con la cantidad de biomasa utilizada para la producción del gas productor que permitirá el funcionamiento del generador eléctrico, con base en la información proporcionada por la compañía que produce esta alternativa se tiene que la generación bruta del equipo es de 10 KW-h de los cuales 1.2 KW-h son destinados para el funcionamiento del equipo por lo tanto la generación neta es de 9KWh con un consumo de 1,2 Kg de madera por KW-h considerando una humedad del 20% por lo tanto el consumo en su capacidad máxima seria de 12Kg de biomasa por hora. Ahora se estima que el consumo de la zona baja del parque es de 3 KW-h por lo que el trabajo del generador estaría por el rango del 40% lo que equivale a 4 kg de biomasa por hora de funcionamiento. (1)
2. Requisitos de Instalación: Para la instalación del equipo la compañía aclara que se requiere un espacio de aproximadamente 25m2
completamente cubierto además de la zona de almacenamiento de la biomasa. Es necesario el acompañamiento de un técnico de la compañía el cual permanecerá en el lugar de la instalación durante aproximadamente un mes y proveerá un entrenamiento sobre el manejo del equipo. Finalmente, las tareas de interconexión de los sistemas estarán a cargo del parque con la respectiva guía del técnico de la compañía. (1)
30
3. Requerimientos Ambientales: El factor principal es la disponibilidad del
recurso primario en este caso la biomasa de origen forestal pues se estima un consumo de aproximadamente 64 kg diarios de biomasa con la planta trabajando 16 horas continuas valor que puede variar dependiendo del consumo de energía que se tenga. (-1)
4. Inversión Inicial: Entre los costos de inversión inicial que se tienen en
cuenta para el proyecto están los costos de la planta en su totalidad con los accesorios necesarios para su funcionamiento descritos a continuación (-1):
Sr. No.
Descripción Cantidad Oferta $
COP Abril 2017
1 Gasificador de biomasa Ankur modelo WBG-20 Con accesorios básicos y auxiliares con sistema de limpieza de gas.
1 34´196.333
2 Medidor de Humedad (Chequear el contenido de humedad biomasa)
1
3 Encendido Automatico Arranque Generador. Pago Único 7´278.913
4 Sistema Monitoreo Remoto Pago Único 9´710.070
5 Torre de enfriamiento del Gasificador - (Opcional; esta puede ser construida por el cliente localmente)
Pago Único 6´288.980
6 100% Producer Gas Engine (Generador Eléctrico) India of 10 kWe de salida en pico de energía.
Pago Único 18´924.541
7 Detalles de diseño e ingeniería. Pago Único 3´828.580
A SUB TOTAL 80´227.417
Tabla 8. Costos Estimados Gasificador.
Además, se encuentran los costos asociados al embalaje, transporte, instalación y entrenamiento del personal del parque el cual es un costo estimado por la compañía y se presenta a continuación dichos costos pueden variar al momento de realizar la compra de la planta.
31
Embalaje, Transporte, Instalación y Capacitación
Personal. Cantidad
Oferta $ COP
Abril 2017
7 Cargos de Embalaje Pago Único
3´843.415
8 Instalación, Puesta en marcha y capacitación; (1Técnico, 20 Días at USD $ 280/Día.
1 16´305.218
9 Traslados Aéreos Desde y Hacia La India, Traslados en tierra de los Técnicos (1 de India Y 1 de Bogotá) hasta el área del proyecto.
1 17´468.471
10 FOB Charges up to Mumbai, India 1 6´070.246
11 CIF Price to BUENAVENTURA 1 6´000.000
12 Cargos E Impuestos desde Buenaventura 1 2´911.374
13 Transporte Local desde el Puerto hasta el área del Proyecto
1 4´367.340
B Sub Total 56´966.064
Tabla 9. Costos estimados Embalaje, Transporte Y puesta En Marcha
Finalmente están los costos por obras civiles los cuales se estiman en un 10% del valor presentado anteriormente, como se menciona anteriormente estos costos son estimados y su valor real solo podrá ser establecido al momento de realizar la adquisición de la planta.
A Sistema de Gasificación, Planta Generadora 10KW 80´227.417
B Embalaje, Transporte, Instalación y Capacitación
Personal. 56´966.064
C Obras Civiles 10% 13´719.348
TOTAL (A+B+C) 150´912.829
Tabla 10. Costos estimados Totales.
32
De acuerdo a la ley 1715 de 2014 se subsidia el 20% de la inversión en proyectos de fuentes no convencionales de energía. Además, los obligados a declarar renta que realicen inversiones en este sentido tendrán derecho a reducir anualmente de su renta por los 5 años siguientes al año gravable en que hayan realizado la inversión el 50% del valor total de la inversión realizada.
Total, con obras civiles 150´912.829
Subsidios Ley 1715 20% Total Inversión 30´182.565
Total 120´730.264
Tabla 11. Costos con Subsidio de Ley.
5. Costos de operación y mantenimiento:
Entre los costos de operación y mantenimiento se encuentra en primer lugar el personal pues el Gasificador requiere una persona encargada de la supervisión y mantenimiento. El cargo es Técnico y se puede desarrollar en un turno.
Técnico 1 1 / turno Honorarios $1´800.000
*Además debe haber alguien encargado de la preparación de la biomasa, esta labor puede ser desarrollada por un empleado del parque.
$ 1´800.000 Mes
$ 21.600.000 Año
Tabla 12. Costos Operación Gasificador.
Por otra parte, los costos de mantenimiento se relacionan de la siguiente manera: COSTOS DE MANTENIMIENTO – GASIFICADOR (6 % del valor del equipo)
Gasificador y Accesorios
34´196.333
Año Costos de
Mantenimiento
1 2´051.779
2 2.153.500
3 2.256.794
4 2.358.233
5 2.463.745 Tabla 13. Costos estimados Mantenimiento Gasificador
33
Para el primer año de mantenimiento y Repuestos se calcula el 6% del costo total del Gasificador; con escalamiento anual posterior del 5% (1)
6. Procedimiento de operación: La planta de gasificación no necesita de un
operario permanente para su funcionamiento las labores de alimentación del combustible se deben realizar cada 120 minutos que es el tiempo aproximado que demora el Gasificador en consumir la biomasa teniendo en cuenta que este cumpla con las especificaciones requeridas, esta alimentación puede ser automatizada o manual dependiendo de lo que el cliente decida. El operario estará a cargo de labores de verificación y supervisión del correcto funcionamiento de la planta y en el caso que se presente algún imprevisto solucionarlo, así como la remoción del carboncillo y la limpieza de los filtros labores de mantenimiento que se deben realizar en los momentos que la maquina se encuentre en reposo (1).
9.2 Alternativa 2: Generador Termoeléctrico Celdas Peltier (Efecto
Seebeck)
Entre las formas alternativas de generar energía eléctrica llamó la atención de la
dirección del parque una muy peculiar que es la termoelectricidad, la cual consiste
básicamente en generar electricidad aprovechando el calor emitido por cualquier
tipo de proceso de forma directa el cual se conoce científicamente como el efecto
Seebeck. Comúnmente para generar electricidad se aprovecha el calor generado
por alguna fuente de energía sea renovable o no renovable, esta energía calórica
es transformada en energía mecánica para poner en marcha un generador el cual
transforma esta energía mecánica en energía eléctrica. Por lo tanto, la única
variable que existe en las centrales termoeléctricas usadas en la actualidad es la
fuente del recurso para generar el calor ya que en las termoeléctricas el movimiento
es producido por vapor generado gracias a la combustión de algún material, a este
ciclo se le conoce como ciclo de Carnot. Contrario a esto en el efecto Seebeck no
hay transformación de energía mecánica, Pues es directamente que la energía
calórica se convierte en eléctrica mediante el aprovechamiento de las propiedades
de los materiales utilizados. Las bajas potencias ofrecidas por este han limitado su
desarrollo como una fuente alternativa de energía, pero en los últimos años se han
venido desarrollando prototipos a escala comercial para la generación de energía
eléctrica en pequeñas escalas.
34
El efecto Seebeck se logra cuando se ponen en contacto dos metales diferentes, al
aplicar calor en uno de los materiales mientras que el otro se mantiene a más baja
temperatura se produce un campo magnético debido al paso de corriente en la unión
de estos dos materiales. El voltaje logrado es proporcional a la diferencia de
temperaturas. Dicho efecto se puede lograr con cualquier combinación de metales
un ejemplo común es el aluminio y el cobre, pero la combinación puede ser posible
entre los distintos conductores que se encuentran en la naturaleza obteniéndose
distintos comportamientos del efecto Seebeck. El rendimiento del efecto Seebeck
no puede ser estandarizado debido a que este depende principalmente de las
diferencias de temperaturas que se logren entre las dos uniones por lo cual no se
utiliza comercialmente para generar electricidad, pero si es utilizado
experimentalmente para alimentar equipos de instrumentación, satélites, pequeños
aparatos eléctricos, equipos de campismo entre otros. (Santiago Tornos ; Andrés
Sotelo, 2006)
Como se menciona anteriormente lo que llama la atención de esta alternativa es la
generación directa de energía eléctrica sin a utilización de partes móviles, fluidos,
sistemas o algún tipo de equipo de transformación y se proyecta como una
tecnología alternativa incluso para el aprovechamiento del calor como energía
residual de un sinfín de procesos. Como alternativa para el parque se evalúo un
producto comercial llamado “DEVIL WATT” el cual es un Generador Termoeléctrico
Refrigerado con agua el cual es ofrecido por una compañía norteamericana
TEGPRO la cual se especializa en desarrollar productos relacionados con la
generación de energía termoeléctrica.
El generador termoeléctrico de 100 vatios está diseñado para ser instalado sobre
una chimenea de la cual aprovecha el calor generado para producir energía eléctrica
y agua caliente la cual circula por tuberías y puede ser aprovechada para el
calentamiento de habitaciones frías. El generador está conformado por 8 placas
termoeléctricas “Tegpro” las cuales se encuentran conectadas mediante circuitos
en serie y paralelo; Al recibir calor por un lado desde 270°C y la entrada de agua
por el otro 30°C el generador puede producir hasta 100 vatios de energía en 24V y
puede alimentar diferentes tipos de aparatos electrónicos, cargar baterías de 12 V,
e incluso puede interconectarse con otros generadores para aumentar dicha
potencia. Por otra parte, el agua utilizada para refrescar el sistema puede ser
recirculada a las habitaciones o ser llevada a un tanque externo o ducha.
9.2.1 Valoración de la Alternativa
1. Eficiencia: En cuanto al rendimiento de esta alternativa la temperatura mínima necesaria para generar una corriente eléctrica continua son 270°C en la superficie caliente y 30°C en la superficie fría este es el delta de temperatura necesario para generar los 100W las placas pueden recibir hasta 400°C en su
35
parte más caliente. Se recomienda que esta temperatura se pueda mantener por mínimo 2 horas para garantizar el funcionamiento de los puertos de carga (-1).
2. Requisitos de Instalación: En cuanto a los requisitos de instalación esta alternativa puede ser acoplada a cualquier tipo de chimenea la cual cuente con una superficie de aproximadamente 60 cm de largo. Además, es necesario instalar el panel de control y la bomba junto con los conductos de regulación los cuales son tuberías comunes las cuales pueden estar distribuidas por un cuarto para así aprovechar además el calor emitido por el sistema (1).
3. Requerimientos Ambientales: Para esta alternativa los requisitos ambientales, aunque de manera secundaria son la biomasa vegetal pues dependiendo de su calidad aumentara la eficiencia de la chimenea y por lo tanto la temperatura para generar energía será constante, además de esto no necesita algún factor externo para funcionar adecuadamente (1).
4. Inversión Inicial: A continuación, se presentan los costos de adquisición de esta alternativa para 1 unidad con los respectivos accesorios, aparte de esto se encuentran las obras civiles que consisten en las conexiones eléctricas y el sistema de bombeo de agua. (-1)
No.
Descripción Cantidad Precio COP$
1 Generador Termoeléctrico refrigerado por agua
TEG “Power - Devil Watt 100” 1 2´110.475
2
Generador Termoeléctrico Panel de control Multi
Entrada- Cargador de Baterías- Display Digital y
Priorización de Bomba Conectores y Accesorios. 1 1´164.400
3 5 GPM 12 VDC Bomba de Circulación generador
termoeléctrico refrigerado por agua. 1 203.770
4 Gastos de Envío Aproximados. 1 150.000
5 Obras Civiles 10% 1 362.864
A Generador Termoeléctrico 100W TOTAL 3´991.509
Tabla 14. Costos Estimados Generador Termoeléctrico.
36
5. Costos de operación y mantenimiento: Este dispositivo no tiene costos de operación asociados a un operario específico pues puede ser utilizado de manera normal después de su instalación. En cuanto a mantenimiento no exige un mantenimiento diferente al de limpieza general del equipo pues al no contar con ningún tipo de partes móviles no requiere cambio de piezas etc. (1)
6. Procedimiento de operación: Respecto a la operación del equipo este debe ser instalado en la superficie de la chimenea en la que se vaya a disponer. Para que se inicie la generación de energía se debe encender la chimenea y esperar que la superficie alcance la temperatura necesaria. El panel de control indica la cantidad de energía disponible y permite abrir o cerrar el paso de corriente hacia los dispositivos conectados. (1)
9.3 Alternativa 3: Sistema Panel Solar fotovoltaico.
Como tercera alternativa encontramos una fuente de energía que ya está siendo
aprovechada en el parque natural Chicaque y es la energía solar. Las celdas
fotovoltaicas tienen la capacidad de convertir directamente la luz solar en
electricidad, un modúlo solar es un grupo de celdas las cuales están conectadas
mediante un circuito y están encapsuladas en un marco. Las celdas solares están
fabricadas con materiales semiconductores como el Silicio, estos materiales
permiten que cuando la luz emitida por el sol llega a la celda un parte de esta luz es
absorbida y transferida al material semiconductor donde interactúa con los
electrones generando una corriente electica, a este flujo de electrones se le conduce
con una serie de contactos metálicos los que permiten además extraer esta
corriente para su uso en forma de corriente directa DC. Para establecer la potencia
de un panel se multiplica la corriente o amperaje con el voltaje de las celdas. Es
importante aclarar que para poder aprovechar la energía generada por estos
paneles la cual está en corriente directa y con un voltaje que varía a lo largo del día
se necesitan una serie de elementos adicionales los cuales dependerán del tipo de
aprovechamiento que se requiera si es de tipo independiente o conectado
directamente al sistema interconectado nacional (SIN). En el caso del parque natural
Chicaque para la zona baja se recomienda instalar un sistema que se conecte
directamente al SIN ya que al contar con estas fuentes alternativas propias en dado
caso que la energía generada sea mayor a la consumida esto representa beneficios
para el parque, y por otra parte se cuenta con el respaldo del SIN en dado caso que
se requiera más energía que la generada en periodos de altas demandas. Para
estos sistemas de generación interconectados a la red se requieren menos aparatos
adicionales en el montaje como por ejemplo el uso de baterías que son un elemento
importante al momento de costear los sistemas de generación fotovoltaica.
Para un sistema de generación conectado a la red es necesario el panel solar y el
inversor; El primero consiste en un grupo de celdas solares conectadas en serie y
37
es el responsable de convertir la energía entregada por el sol en energía eléctrica
directamente, este debe contar con un buen marco el cual proteja los bordes y la
cubierta de las celdas generalmente construido en aluminio, una caja de conexiones
la cual está distribuida en todo el panel y consiste básicamente en los circuitos por
los cuales será conducida la corriente eléctrica dentro y hacia el exterior del panel
es uno de los componentes primordiales pues de la calidad de estas conexiones
dependerá la eficiencia del panel y finalmente está el vidrio solar el cual es pre
tensado, endurecido y más transparente que el cristal común con un grosor
recomendado de entre 3 y 4 mm. Junto con el panel se debe contar además con
un dispositivo de gran importancia para el sistema; El inversor de corriente ya que
la corriente eléctrica proporcionada por los paneles es corriente continua DC y la
corriente que se usa habitualmente en lugares y áreas comunes es alterna debido
entre otros factores a la sencillez que existe para transformarla y controlar su
tensión.
La corriente eléctrica está definida como el flujo de electrones que se establece en
cualquier circuito eléctrico (Andrés, Vandelvira, & Garrigós, 2011), en electricidad
podemos encontrar dos tipos de corriente:
La corriente continua (DC) que se caracteriza principalmente por fluir de forma
invariable en una dirección a lo largo del tiempo lo que indica que la tensión es
constante, generalmente suministrada por baterías, dinamos, módulos
fotovoltaicos, etc.
Por otra parte, está la corriente alterna (AC) en la cual la dirección del flujo de
electrones es variable formando intervalos regulares o ciclos. La corriente que es
entregada en los enchufes de los hogares se denomina corriente alterna senoidal
debido a la forma que toma la onda cuyos valores absolutos de la tensión son
proporcionales a los que toma la función matemática seno entre 0° y 360° (Andrés
et al., 2011).
La gran mayoría de aparatos que utilizan energía eléctrica para funcionar trabajan
en corriente alterna (AC), es aquí donde entra el inversor a transformar la corriente
directa (DC) generalmente en 12, 24, 48 V en una corriente alterna (AC) en 120 o
240 V. Existen gran variedad de inversores pues estos se utilizan en muchos
campos además de la energía solar y con distintas capacidades. Para los sistemas
interconectados a la red hay dos tipos principales, los inversores centrales y los
micro inversores, los cuales cumplen la misma función de compatibilizar la corriente
para que esta pueda ser aprovechada.(Andrés et al., 2011)
Los micro inversores son una tecnología que viene siendo estudiada desde los Años
noventa, al identificar que uno de los principales motivos por el cual los sistemas
fotovoltaicos no eran muy populares en el sector doméstico era la practicidad de
dichos sistemas, por lo que dentro de los objetivos de diseño se pensó en la manera
38
de implementar inversores que pudieran estar integrados incluso al módulo
fotovoltaico. Estos inversores de tamaño reducido fueron presentados como Micro
Inversores (MI) , Módulos Integrados de Conversión MIC o Módulos de corriente
alterna MAC.(Sher & Addoweesh, 2012). El principal objetivo de los MI además de
la practicidad en su tamaño, es lograr transformar la corriente de bajo voltaje
entregada por los paneles solares en DC a un nivel compatible y con la mayor
eficiencia posible (superior al 90%) en AC para que pueda ser aprovechada,
Además de proporcionar una onda de salida lo más parecido posible a una onda
senoidal pura, la cual es similar a la que entrega la red eléctrica. En cuanto al tipo
de onda es importante aclarar que se pueden encontrar inversores cuya señal de
salida sea pura o modificada. La modificada permite aumentar el espectro de
consumo, pero solo funciona para elementos sin motor o poco complejos como lo
son Televisores, DVD, Iluminación entre otros mientras que los de onda pura
generan una onda similar a la emitida por la red eléctrica (senoidal) y pueden ser
utilizados con cualquier tipo de aparato. (Sher & Addoweesh, 2012)
Por otra parte, los micro inversores permiten mantener el nivel de energía estable
en el sistema en caso de que uno de los módulos presente algún tipo de falla
(averías técnicas, sombras, alta nubosidad, etc.) pues permite desactivarlo
individualmente mientras dicha falla es corregida, en el caso de un inversor central
el nivel de energía de todo el sistema se ve seriamente afectado en una situación
similar. Además de querer aumentar la capacidad de generación de un sistema, si
este cuenta con un inversor central y el aumento que se quiere realizar excede su
capacidad este deberá ser reemplazado, en el caso contrario los micro inversores
permiten ampliar la capacidad agregando con cada panel nuevo un nuevo micro
inversor.
Otro tema de gran importancia es la regulación que existe frente a la autogeneración
de energía, establecida por el estado Colombiano desde el año de 1994 y
reformada en el 2014 con la ley 1715, donde se definen a los auto-generadores
como personas que buscan fuentes alternativas para generar energía eléctrica con
el fin de suplir sus propias necesidades, el límite establecido por la UPME en la
resolución 281 de 2015 para autogeneración a pequeña escala es de 1MW pero
que en alguno casos pueden generar excedentes y transferirlos a la red del SIN.
En la resolución 121 del 28 de agosto de 2017 de la Comisión de Regulación de
Energía y Gas del Ministerio de Minas y Energía en la cual se regulan las actividades
de autogeneración a pequeña escala y de generación distribuida en el sistema
interconectado nacional, se describen las condiciones y leyes que rigen la correcta
entrega de excedentes de energía por parte de los autogeneradores. Uno de los
puntos más importantes y de acuerdo con lo establecido en el decreto 348 de 2017
se expresa que los excedentes que sean entregados a la red por parte de
autogeneradores con fuentes no convencionales de energía serán reconocidos
39
como créditos de energía, mediante el uso de medidores bidireccionales. Por otra
parte, están las condiciones para la integración y los estándares técnicos pues se
requiere conocer unas condiciones técnicas de disponibilidad del sistema,
establecidas en el artículo 5 de la Resolución dicha información deberá ser
proporcionada por el operador de la red en la región en este caso CODENSA SA.
Además de esto deberá proporcionar por medios digitales los trámites para que
Montañas de Chicaque SAS. Como auto generador de pequeña escala pueda
solicitar conexión, recibir notificaciones y hacer requerimientos.
Al revisar la disponibilidad de la red y las condiciones técnicas establecidas en la
resolución, el Auto generador deberá proporcionar un estudio de factibilidad Técnica
donde presentará una serie de análisis a su sistema de autogeneración El contenido
del estudio será publicado por el Operador de red, dicho estudio de factibilidad
técnica puede ser solicitado al Operador o ser realizado por cuenta propia.
9.3.1 Valoración de la Alternativa
1. Eficiencia: En cuanto a la eficiencia de los paneles solares hoy en día existen
paneles que ofrecen hasta 30 % de eficiencia en cuanto a la radiación solar que
reciben, los modelos comerciales que se encuentran en la actualidad se
encuentran en el rango de entre 15% y 20%. Para aumentar el rendimiento de
esta alternativa una empresa norteamericana ofrece paneles solares refrigerados
con agua la que además de mantener la eficiencia del panel controlando el calor
que este genera, se convierte en un calentador de agua solar. (-1)
2. Requisitos de Instalación: En cuanto a los requisitos de instalación para un
panel solar se requiere un espacio abierto donde no haya mucha vegetación que
genere sombra, por otra parte, debe ser un lugar estable geológicamente que
garantice la seguridad de la instalación y los circuitos. (1)
3. Requerimientos Ambientales: El principal requerimiento ambiental al
momento de aprovechar la energía solar es la cantidad de radiación que reciban
los paneles a lo largo del día, en este caso serán necesarias mínimo dos horas de
sol. (-1)
4. Inversión Inicial: A continuación, se presentan los costos de adquisición de
esta alternativa para el sistema completo que permitirá la generación de 3KW h
con los respectivos accesorios, aparte de esto se encuentran las obras civiles que
consisten en las conexiones eléctricas y el sistema de bombeo de agua. (-1)
40
No. Descripción Cantidad Precio COP$
1
Toma de Tierra completa (Materiales de
Instalación)
1 $5´130.500
2
Kit Completo GRID TIE 3 KW-H
44 módulos FV 240 W
Cableado
Caja breaker DC/ AC
Medidor en AC de Energía
Protección contra sobre tensiones SPD
1
$33´800.000
$14´000.000
3
Inversor Corriente Onda Pura 10kw
1
$15´000.000
4 Micro Inversor 500 w 22 $13.200.000
5 Instalación y Puesta en Marcha 1 $5´499.000
A Instalación Inversor Central TOTAL $ 73´429.500
B Instalación Micro Inversores TOTAL $ 71´629.500
C Costo por KW-h Instalado $24.476.500
Tabla 15. Costos Estimados Montaje Fotovoltaico 3 KW H
5. Costos de operación y mantenimiento: Este dispositivo no tiene costos de operación asociados a un operario especifico pues puede ser utilizado de manera normal después de su instalación. En cuanto a mantenimiento no exige un mantenimiento diferente al de limpieza general del equipo pues al
41
no contar con ningún tipo de partes móviles no requiere cambio de piezas ni mantenimiento periódico. (1)
6. Procedimiento de operación: De la misma manera los paneles solares no requieren de un operario para su funcionamiento pues son completamente autónomos. Además del mantenimiento preventivo (limpieza de las celdas). (1)
9.4 Estructura Jerárquica Alternativas
Teniendo en cuenta lo establecido por la metodología después de realizar la
identificación, descripción y valoración de las alternativas, se presentan las
alternativas en una figura jerárquica la cual contienen los resultados de los criterios
bajo los cuales fueron evaluadas.
Figura 5. Estructura Jerárquica metodología análisis Multicriterio Elaborado por el autor.
Posteriormente se elabora la matriz 1 donde se presenta la calificación obtenida por
las alternativas y los criterios que fueron evaluados, para con estos datos desarrollar
el modelo matemático propuesto por la metodología, el cual indica la mejor
alternativa desde la razón de consistencia.
.
42
CRITERIOS Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3 TOTAL
Eficiencia 1 -1 1 2
Requisitos de Instalación 1 1 1 3
Requerimientos ambientales -1 1 -1 -1
Inversión Inicial 1 1 1 3
Costos de operación y mantenimiento 1 1 1 3
Procedimiento Operación
1 1 1 3
TOTAL 4 3 4 10 Tabla 16. Matriz Valoración metodología análisis multicriterio.
Alternativa 1 [0.2]
Alternativa 2 [0.3]
Alternativa 3 [0.4]
𝜆 max = (2 4 4 ) [0.20.30.4
]
𝜆𝑚𝑎𝑥 = [(2 ∗ 0.2) + (4 ∗ 0.3) + (4 ∗ 0.4)] = 3.2 Teniendo el 𝜆𝑚𝑎𝑥 podemos reemplazar en la Ecuación de CI:
CI = 3.2−6
6−1 = -0.56
IA= El indica aleatorio este dado por la siguiente tabla:
43
Tamaño de la
matriz
2 3 4 5 6 7 8 9
Índice Aleatorio 0 0.58 0.9 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45
Tabla 17. Valores índices Aleatorios
Para posteriormente hallar la razón de consistencia, el índice aleatorio se obtiene de la tabla de valores aleatorios la cual indica que para una matriz con 3 alternativas se tomará un valor de 0.58; por tanto, la relación de consistencia está determinada en función de CI (- 0.4) y IA (0.58)
RC= −0.56
0.58 = -0.965
El análisis de sensibilidad permite básicamente conocer la relación entre el índice de consistencia y el índice de aleatoriedad, cuando el valor obtenido es menor a 0,1 indica que no se deben realizar modificaciones a los criterios subjetivos planteados en la matriz.
10. SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA
Al obtener los resultados del análisis multicriterio de las alternativas para la generación de energía en el parque se observa que la alternativa que más se adecua por eficiencia, requerimientos ambientales, inversión inicial y mantenimiento y operación es el montaje del panel fotovoltaico el cual tiene la capacidad de generar la energía suficiente para suplir la demanda del refugio y en caso de darse las condiciones adecuadas producir excedentes de energía, además al cumplir los requisitos establecidos por la Comisión de Regulación de Energía y Gas podrá ser conectado a la red del sistema interconectado nacional, para contar con un respaldo en caso de ser necesaria más energía o suministrar los excedentes a la red para así obtener los beneficios de ley. En el análisis multicriterio también se puede observar que las otras dos alternativas tienen puntajes similares lo que las hace viables siempre y cuando se cumplan unas condiciones que permitan que estas alternativas se ajusten a los requerimientos del parque, como lo es el caso del Gasificador de biomasa el cual entre sus puntos negativos tiene la alta demanda de recursos, ya que el consumo de biomasa es considerable y la condición de reserva natural busca la protección y conservación del bosque natural por lo tanto no es tan sencilla la obtención de la biomasa para generar energía. Por otra parte, está el elevado costo de inversión inicial pues es una alternativa que necesita la adquisición de equipos de alta tecnología traídos desde el extranjero y la capacitación del personal y puesta en marcha estos dos aspectos se podrían de alguna manera cubrir con la implementación de una
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plantación forestal dentro del parque cuyo único fin será la producción del recurso forestal para la generación de energía y contribuya a procesos de restauración de suelos en la zonas del parque que se encuentran sin cobertura forestal, en cuanto a la inversión para el proyecto se pueden buscar alternativas de financiación las cuales para este tipo de proyectos son diversas e incluso se puede estudiar la posibilidad de conectar el sistema a la red del SIN y así mismo costear sus gastos. En cuanto a la alternativa numero dos su principal debilidad es la eficiencia pues la energía que ofrece es baja y puede alimentar pequeñas demandas energéticas, pero para suplir a gran escala las necesidades del parque se queda muy corta. Lo que la hace atractiva como una opción en las áreas donde se encuentran las chimeneas como muestra del interés del parque por el aprovechamiento de las energías alternativas y como atractivo para los visitantes en cuanto a la tecnología que utiliza. Además de las alternativas para la generación de energía, se proponen para el parque la implementación de otro tipo de tecnologías que contribuirán al adecuado aprovechamiento de los recursos naturales en el parque los cuales serán mencionados a continuación.
11. DISEÑO DE TECNOLOGIAS APROPIADAS
11.1 Secador solar de madera
La madera o leña está compuesta por células que longitudinal y transversalmente
forman un tejido rígido de fibras que contienen celulosa y lignina principalmente
compuestos que le brindan a la madera características como la rigidez. Estos tejidos
además conducen grandes cantidades de agua cuando el individuo se encuentra
vivo, al momento de cortarlo la cantidad de agua almacenada se expresa como un
porcentaje del peso que tendría si estuviera completamente seca, a este porcentaje
se le conoce como contenido de Humedad. Como leña seca se define la que posee
un contenido de humedad menor al punto de saturación de la fibra (PSF) el cual es
igual o menor al 25%, entre 25- 30 se considera leña semi-húmeda, y por encima
del 30 % se considera leña verde o Húmeda.
La madera posee propiedades higroscópicas que le permiten ganar o perder agua
dependiendo de las condiciones a las que se encuentre expuesta, La leña recién
cortada se encuentra sobresaturada de agua, incluso niveles de hasta 100% de
humedad, pero de inmediato empieza a entregar el agua al ambiente en un proceso
natural hasta alcanzar el PSF el cual varía según la especie y las condiciones del
medio donde se encuentre. Debajo de este punto la leña comienza a perder agua
de las paredes celulares, este proceso continúa hasta llegar a un nuevo punto donde
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se detiene de nuevo, conocido como Humedad de equilibrio Higroscópico donde
básicamente se estabiliza el intercambio de humedad de la leña al equilibrarse con
la humedad del ambiente en el lugar en que se encuentra. Para lograr el punto de
equilibrio higroscópico el cual se sitúa por debajo del 25 % de humedad en tiempos
relativamente cortos es necesario secar la madera mediante métodos artificiales y
en condiciones controladas.
Otra de las características que influyen en el óptimo secado de la madera es la
densidad de las especies que se estén trabajando, La cual además se encuentra
directamente relacionada con el poder calorífico de la leña y la energía que pueda
brindar al momento de su combustión.
Es de gran importancia contar con un plan para el secado de la leña si se desea
contar con una buena disponibilidad ya sea para la venta, o en el caso del parque
natural para el aprovechamiento de la misma como fuente generadora de energía.
Estos planes de secado inician con la producción y abastecimiento de la madera,
teniendo en cuenta el transporte hasta la zona donde será secada, almacenada
hasta su aprovechamiento o empacada de ser necesario.
El principio de un secador solar es básico, pues la estructura que se construye en
madera y plástico de nylon para invernadero, permite aprovechar la energía solar
que al entrar en el secador en forma de radiación solar, se emite como radiación
infrarroja la cual al ser una radiación con longitud de onda mayor a la solar no puede
atravesar el plástico de regreso y su acumulación permite un calentamiento dentro
de la estructura lo que favorecerá el secado de la madera(Salas & Moya, 1997)
El objetivo principal de un secador de leña facilitar el secado de leña a bajo costo y
reducir los tiempos que este proceso conlleva, el tamaño dependerá principalmente
de las necesidades del usuario, el terreno disponible y la cantidad necesaria a secar.
El diseño que fue adaptado del manual de secado de leña de la universidad católica
de Temuco diseñado para México país que se encuentra en el hemisferio norte, El
Angulo de inclinación del techo para el parque natural Chicaque, se rediseñó
teniendo en cuenta la latitud en la cual se encuentra el país teniendo en cuenta que
se encuentra en la zona ecuatorial. El secador solar de leña para el parque natural
Chicaque abarca una superficie de 36m2 (4.5 m x 8 m) Cuenta con un costado
izquierdo de 1,30 m y el costado derecho de 2.20 m.
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Figura 6.Vista frontal Secador Solar leña Adaptado (Universidad Católica Temuco, 2010)
Figura 7.Vista Lateral Secador Solar leña Adaptado (Universidad Católica Temuco, 2010)
En cuanto a los materiales a utilizar para la construcción del secador son similares
a los de un invernadero:
- Polietileno Transparente con filtro UV 0.2micras de espesor.
- Madera Alta resistencia para estructuras.
- Clavos y Uniones
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- Cimientos de cemento para las Bases (Opcional)
- Rieles para las puertas y bisagras para las ventilas.
Finalmente, la organización de la leña dentro del secador es de gran importancia,
los leños deben tener al menos una cara de la xilema expuesta, una longitud de
entre 25-35 cm y un diámetro no superior a los 16 cm. La leña deberá estar aislada
del suelo para evitar la transmisión de humedad es recomendable iniciar la pila de
leños a 15 cm del suelo. La distancia entre cada pila deberá ser de 30 cm y una
altura no superior a los dos metros. (Universidad Catolica Temuco, 2010)(Díaz,
2002).
11.2 Compostera Materia Orgánica
Desde la época de los sumerios reconocidos por sus grandes adelantos agrícolas y
quienes le dieron importancia a las lombrices como indicador de la calidad del suelo;
posteriormente los egipcios, griegos, y demás civilizaciones que reconocieron a este
animal como la clave para la fertilidad en los suelos, de ahí la importancia y
necesidad de lograr administrar este recurso tan importante y de manera controlada
nace la lombricultura; al lograr criar y domesticar las lombrices para su reproducción
en cautiverio, en densidades importantes además de la generación de un valioso
producto conocido como Humus. (Díaz, 2002)
Se establece como biotecnología apropiada brindando una alternativa a los
fertilizantes sintéticos y se ha venido desarrollando de manera exponencial en las
últimas décadas, en Estados Unidos y en Europa, aplica técnicas de biocultivo
utilizando la lombriz roja californiana especie más común empleada en este tipo de
actividades con el fin de reciclar los residuos orgánicos biodegradables y obtener
uno de los fertilizantes orgánicos más importantes hoy en día.
Con la actividad de biodegradación de materia orgánica, además de la fertilización
aireación y formación del suelo se obtiene un producto orgánico conocido como
Humus de lombriz, sustancia parecida a la borra del café la cual contienen
concentraciones muy altas de nitrógeno, fosforo, potasio y calcio, lo cual lo convierte
en un mejorador de suelos en términos físicos, químicos y biológicos utilizado
principalmente en la agricultura orgánica actividad que se encuentra reglamentada
con normas y programas de certificación que prohíben el uso de insumos sintéticos.
También se ha abierto campo en la floricultura como insumo irremplazable
especialmente en los viveros.(Díaz, 2002)
La lombriz roja californiana es una denominación que abraca una serie de especies
que fueron seleccionadas en california en la década del 50, esta es elegida por
poseer unas características predilectas para esta actividad como lo son un ciclo
reproductivo corto el cual se da 4 veces por año, elevada frecuencia de
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apareamiento y mayor longevidad pues viven entre 15 y 16 años; se reproduce en
ambientes reducidos, y la tasa de transformación de materia orgánica en
lombricompuesto es alta.
El proceso de compostaje es en sí la transformación biológica de los residuos
orgánicos, la cual es llevada a cabo por los microorganismos gracias a la cual
compuestos químicos como el Nitrógeno, Carbono, Potasio, Fosforo, y Azufre
presentes en compuestos más complejos son liberados, las sustancias como la
celulosa y las proteínas son degradadas y consumidas por las lombrices. Los
principales factores que afectan el compostaje son los microorganismos, humedad,
cantidad de aire, Temperatura interna y externa, Relación Carbono/ Nitrógeno y pH.
La conversión de materia orgánica cruda en materia orgánica humificada es un
proceso en el cual intervienen bacterias, hongos, y actinomicetos. En condiciones
favorables los microorganismos se reproducen con facilidad, especialmente con
buena aireación y humedad. Los hongos y actinomicetos exigen menos humedad y
se encuentran en los primeros centímetros de las camas de compostaje, las
bacterias se ubican en el centro de la pila con temperaturas de entre 60 y 70 °C
alterando allí la materia orgánica, los hongos y actinomicetos por su parte
descomponen sustancias más complejas como la celulosa, hemicelulosa lignina y
quitina. (Cerdas, 2010)
La temperatura es otro de los factores importantes al momento de realizar
compostaje pues el metabolismo de los microorganismos está directamente
relacionado con la misma, las dos fases termófila y mesófila se dan por encima de
la temperatura ambiente por lo que se debe procurar si se encuentra en condiciones
de temperaturas bajas recurrir al uso de material rico en nitrógeno como los
estiércoles y la cobertura de la compostera con polietileno lo que ayudara a elevar
la temperatura; por otra parte, las altas temperaturas permiten la destrucción de
diversos agentes patógenos lo que permitirá la adecuada reproducción de los
microrganismos.
La lombricultura se divide básicamente en dos fases la primera es la preparación de
la materia orgánica que será la consumida por las lombrices y la segunda es la
transformación de esta materia orgánica en materia húmica y proteína.
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11.2.1 Compost
Para la preparación del compost se seguirá el método descrito en la guía de
lombricultura de la agencia de desarrollo Económico y comercio exterior (ADEX) el
cual indica:
Al iniciar la pila de materia orgánica que dará lugar al compost, se recomienda usar
plástico desde el fondo para evitar la pérdida de lixiviados, mantener la humedad y
evitar la entrada de organismos no deseados al compost; inicialmente se agrega
una capa de 20 cm de material carbonado, pueden ser residuos como hojas secas,
aserrín, papel picado, heno, pasto seco, etc. Posteriormente se vierte una capa de
unos 10 cm de material nitrogenado el cual se puede encontrar en el pasto verde,
las malezas, residuos de poda, estiércol de animales, cascara de frutas, hortalizas,
etc. Este patrón de capas debe intercalarse con finas capas de tierra hasta alcanzar
una altura de 1.5 m aproximadamente esto permitirá al material mantener la relación
C/N en un rango óptimo para una adecuada descomposición. La pila puede cubrirse
con plástico transparente el cual ayudara a aumentar la temperatura en la pila lo
cual es óptimo en lugares con bajas temperaturas, de utilizar el plástico se debe
tener en cuenta que la aireación debe ser regulada varias veces al día pues este
material no permite la salida de los gases generados por la descomposición. El
compostaje no necesita un cuidado muy estricto, los aspectos más importantes a
tener en cuenta son la aireación y el riego pues se recomienda mantener una
humedad de entre el 65 y 70 %; el riego se puede hacer por goteo con una
regularidad de 3 horas cada dos días o con mangueras 1 riego por semana, cabe
aclarar que al ir observando el desarrollo del proceso se notará con más precisión
los requerimientos de la pila y así mismo la regularidad del goteo. En cuanto a la
aireación se recomienda instalar unas ventilas con tubos salientes o ladrillos para
permitir la aireación natural de la pila, además si se cuenta con plástico en la
cubierta es necesario retirar este unos minutos al día para permitir la salida de los
gases y el intercambio de oxígeno.
El compost estará listo para iniciar la segunda fase del proceso en el momento en
que ya no se distinga a simple vista la materia orgánica que fue colocada
inicialmente presentándose una masa más homogénea que la que dio origen a la
pila. Este proceso puede tardar entre dos y cuatro meses dependiendo de los
factores mencionados anteriormente, la composición de los residuos y el cuidado
que se le dé al proceso. (Díaz, 2002)
11.2.2 Lombricultivo
Para iniciar la segunda etapa se agregan las lombrices al compost, la lombriz vive
en lechos o cúmulos que constituyen su medio de crecimiento y reproducción, se
recomienda el cultivo al aire libre, generalmente para llevar un control de la
producción y los procesos de mantenimiento se realiza el cultivo en cunas de 1 m
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de ancho x 2-3m de largo x 40-50 cm de altura. Estas cunas se pueden construir
con madera, o si el usuario lo desea hormigón o ladrillo. Las lombrices procederán
a transformar el compost y a reproducirse aumentando su población hasta 1000
veces al finalizar el proceso que dura aproximadamente 3 meses se podrá notar el
cambio de color del compuesto a negro oscuro, el olor agradable característico del
compuesto húmico. Para retirar las lombrices se puede agregar a modo de cebo
una cantidad considerable de alimento donde se reunirán las lombrices para su
sencilla extracción.
Figura 8. Cuna de Lombricultivo adaptado de Guía de lombricultura ADEX (Díaz, 2002)
Entre las propiedades del Humus se encuentra la estimulación de la bioactividad en
los suelos crea un medio donde se neutralizan sustancias toxicas y compuestos
patógenos que puedan afectar las plantas, solubiliza elementos nutritivos y los pone
en condiciones para que sean de fácil aprovechamiento por las mismas. Gracias a
su pH cercano a 7 y la activa vida microbiana genera condiciones que imposibilitan
el desarrollo de hongos patógenos.
En cuanto a producción cuantitativa la productividad de un lombricultivo depende de
las necesidades del usuario, la cantidad de materia orgánica que disponga y el
terreno. Una lombriz adulta consume diariamente su peso lo que indica
aproximadamente 1 gr/ día de este valor el 60% es transformado y excretado como
humus y el 40 % restante es transformado en proteína para formar tejido y energía
en cada individuo. Las tasas de reproducción también son significativas, en un año
una lombriz adulta puede generar 1500 nuevos individuos lo que representa el
consumo de 1.5 kg de alimento al día, lo que se transformaría en 0.9 kg de humus
y 0.6 kg de alimento para energía y crecimiento de los cuales 0,15 kg serán proteína
neta.
51
11.2.3 Inversión Lombricultivo
Otro de los aspectos importantes es el bajo costo de inversión inicial pues la mayoría
de recursos se tienen en el lugar, a continuación, se presenta un cuadro con los
valores para las materias primas a adquirir:
Materia Prima Costo COP
10 kg Humus – 300 Lombrices
$ 45.000
Estructura Madera Recurso Disponible Parque
Tierra y materia Orgánica Recurso Disponible Parque
Plástico polietileno $30.000 x 8 m2
Mano de Obra Recurso Disponible Parque
Tabla 18. Inversión Inicial Compostera- lombricultivo
Finalmente se presenta como tecnología apropiada para el parque natural Chicaque
pues es un lugar donde se produce materia orgánica a diario, cuenta con el espacio
y los demás recursos necesarios para la implementación de esta actividad que
brinda un producto que es de gran importancia ya que sirve tanto para la enriquecer
los suelos de la huerta que hay en el parque y aportar un fertilizante de gran calidad
para el desarrollo de la silvicultura y agroforestería que también se desarrolla en el
parque y tiene gran potencial de crecimiento. En cuanto a la lombriz, se ha
desarrollado ampliamente la harina de lombriz como suplemento alimenticio para la
cría de animales y aunque es un mercado que se encuentra en desarrollo cuenta
con gran potencial para explorar en nuestro país.
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12. CONSOLIDACIÓN DEL PROCESO DE APROVECHAMIENTO DE LOS
RECURSOS DENDROENERGETICOS EN EL PARQUE
El parque Natural Chicaque se encuentra bajo la figura de Reserva Natural de la
Sociedad Civil; figura que fue creada con la ley 99 del 93 para incluir a todos los
predios pertenecientes a una persona jurídica o natural que por decisión propia se
convierten en espacios dedicados a la conservación de ecosistemas naturales
sensibles e importantes, pero que además permiten desarrollar actividades de
producción sostenible de bajo impacto ambiental y amigables con la biodiversidad.
(Parques Nacionales Naturales de Colombia). El parque natural Chicaque al
encontrarse en una zona de transición geográfica entre el altiplano cundiboyacense
en su parte occidental- Sabana de Bogotá y el valle del Tequendama posee un
ecosistema único y de gran riqueza natural. Con un objetivo claro que es la
restauración y conservación de este ecosistema de bosque de niebla el parque ha
desarrollado actividades de recuperación de predios con conflicto de uso
(ganadería), reforestación y recuperación de la estructura de los suelos con
vegetación primaria, recuperación de biomas como lagunas y quebradas e
investigación y desarrollo forestal, además de ecoturismo como actividad
económica principal.
Pero como lo menciona la ley las reservas naturales pueden desarrollar actividades
productivas sostenibles que no generen impactos ambientales negativos sobre el
ecosistema y es aquí en el manejo adecuado, eficiente y planificado de sus recursos
su mayor riqueza; donde el parque tiene uno de sus mayores potenciales de
desarrollo y crecimiento tanto económico como de su labor de protección
recuperación y conservación. Labor que en el largo plazo podría extenderse en el
territorio pues la región del Tequendama toda pertenece a este ecosistema de
bosque de niebla que ha sido durante muchos años objeto de intervención
antrópica, construcción de infraestructura, y cambio de uso del suelo de manera
indiscriminada.
12.1 Plan De Manejo Integrado
Para lograr este manejo óptimo de los recursos naturales es importante planificar,
la planificación en el modo que compromete al ser humano y sus capacidades con
la naturaleza y con la vida (García M. 2001) con el fin de lograr un propósito común,
se debe conocer de manera clara y precisa con qué recursos se cuenta pues se
debe ver la reserva como un sistema dinámico con un sinfín de interacciones y un
intercambio continuo de energía representado ya sea en insumos, recursos, trabajo
y muchos otros elementos que participan en el funcionamiento de la reserva.
Elementos que están inmersos en un territorio del cual la reserva y sus propietarios
53
hacen parte esencial gracias a sus aportes y el fortalecimiento que permiten al
sistema. (PNNC)
Un plan de manejo es un instrumento de planificación que permite orientar las
acciones del parque en el corto, mediano y largo plazo con el fin de cumplir una
serie de objetivos que surgen de un diagnóstico de la situación actual de la reserva
en los aspectos naturales, socioculturales y organizativos. El plan de manejo
permite analizar con soportes técnicos el estado de la reserva, los aspectos
principales a tratar y como trabajar en dichos aspectos. Las etapas del plan de
manejo se dividen en:
Diagnostico donde se realiza una caracterización de la zona y un análisis de las
potencialidades y debilidades, con que se cuenta, que hay en la reserva, que
interacciones se dan, como se relacionan las actividades de la reserva con el medio
natural etc.
Posteriormente se realiza la formulación de los objetivos que aspectos se van a
tratar en el corto mediano y largo plazo que se va a priorizar y que se quiere lograr
en el futuro. Junto con la formulación de los objetivos del plan se realiza el
ordenamiento del territorio, la zonificación y los posibles usos para aprovechar los
recursos de manera adecuada y sostenible.
A continuación, se genera un plan de acción donde se establecen las actividades a
desarrollar para cumplir los objetivos, en esta etapa se especifican los costos de los
proyectos a desarrollar los tiempos de ejecución, los responsables y las metas a las
que se pretende llegar con dichos proyectos. Para finalmente establecer un plan de
seguimiento y monitoreo donde se verificará la ejecución de los proyectos y las
medidas de corrección en caso de ser necesarias. Parques Nacionales Naturales
de Colombia presenta una guía para la elaboración de planes de manejo para
reservas naturales de la sociedad Civil, esta guía contiene la información necesaria
para iniciar el proceso o actualizarlo en el caso de que ya exista uno, cabe aclarar
que para obtener resultados satisfactorios se recomienda contar con el
acompañamiento de profesionales de las diferentes áreas y con la información
completa.
12.2 Programa de Manejo Simplificado
En el caso del parque natural Chicaque donde no se sigue un plan de manejo para
el desarrollo de las actividades, se recomienda para el caso del aprovechamiento
del recurso dendroenergético un programa de manejo forestal simple para bosques
naturales el cual establece unos criterios para el aprovechamiento no condicionado
del recurso forestal.
El objetivo principal del aprovechamiento será la extracción de madera para leña
inicialmente (se podría establecer un plan para la alimentación del Gasificador de
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biomasa para la generación de energía eléctrica) de manera selectiva en el bosque
natural, permitiendo al bosque una regeneración natural entre los ciclos de corta.
En ese lapso los árboles habrán superado el diámetro mínimo de Corta (DMC). En
el programa también se aclara que no podrá ser aprovechado un árbol cuyo
diámetro a la altura del pecho sea igual o superior al DMC, cuando en un radio
menor a 25 metros se encuentre otro árbol con las mismas características que haya
sido seleccionado para su aprovechamiento. Lo que indica que debe haber un radio
superior a los 25 metros entre individuos para su aprovechamiento. Otro de los
aspectos a tener en cuenta es la tala de bajo impacto, la tala de los arboles deberá
ser dirigida y procurar que la caída cause el menor daño posible al resto del bosque,
siempre en contra de la pendiente. (Gutiérrez-Ulloa, 2015)
Dentro del programa de manejo simplificado se debe recolectar toda la información
necesaria para llevar el registro de la actividad:
La descripción de la ubicación del área donde se hará el aprovechamiento,
basándose en un mapa georreferenciado o un sistema de información geográfica.
El registro de los individuos a aprovechar, lo más recomendable es un censo forestal
de las especies con diámetros superiores al diámetro mínimo de corta (DMC) se
determinará el volumen y los individuos a aprovechar.
Finalmente se recomienda el enriquecimiento en claros, como tratamiento
silvicultural obligatorio para asegurar que la restauración del bosque se realicé de
manera óptima esta actividad se debe desarrollar en los claros resultantes en los
lugares donde se realizaron los aprovechamientos con al menos cuatro especies
nativas de las especies que fueron aprovechadas. Se recomienda no plantar más
de 50 árboles por hectárea para evitar posibles competencias. (Gutiérrez-Ulloa,
2015)
En cuanto a la recolección y el transporte del recurso aprovechado se recomienda
localizar áreas de aprovechamiento cercanas a los caminos que recorre el vehículo
del parque o los animales destinados para carga, en caso de implementar
actividades de manejo para una plantación forestal más especializada con el fin de
proveer recursos para la generación de energía eléctrica dentro del plan se podrá
tener en cuenta la implementación de un cable de transporte el cual utilice las
pendientes a favor para realizar el transporte de la madera de lo contrario un sistema
de poleas será de gran utilidad para dicho proceso.
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13. CONCLUSIÓNES Y RECOMENDACIÓNES
El parque natural Chicaque es un lugar único, lleno de vida y en constante
crecimiento que cada día y gracias a la labor de un equipo humano que trabaja
arduamente, recupera su espacio en la tierra, brinda una cantidad de servicios
ecosistémicos innumerables los cuales deben permanecer en el tiempo. Pues son
los lugares como Chicaque los que mantienen el equilibrio natural en la tierra.
En la actualidad la humanidad se encuentra a portas de iniciar una transición frente
a los recursos que son aprovechados para la generación de energía eléctrica, con
el fin de dejar completamente de lado los combustibles fósiles. Aunque es una
transición que llevará tiempo, los desarrollos tecnológicos, la disminución de costos
y en general la atención e interés que ha generado el tema en las últimas décadas,
brindan un panorama positivo e incentivan a los países en vía de desarrollo a
avanzar en este campo.
Las zonas donde la energía eléctrica es un recurso escaso o de difícil acceso son
un campo de desarrollo excepcional para la implementación de sistemas
alternativos de energía que se adapten a las condiciones y cubran las necesidades
particulares de cada lugar.
Debido a la situación climática que se vive en la actualidad, donde la variabilidad de
las condiciones climáticas es alta e impredecible alterando directamente las fuentes
de algunos recursos; es de gran importancia que se desarrollen sistemas integrales,
que involucren diferentes tecnologías brindando alternativas para la generación de
energía, y no depender de una sola fuente de recursos.
El desarrollo tecnológico en el campo de la generación de energía eléctrica
mediante la gasificación de biomasa de origen forestal se posiciona como una nueva
e interesante alternativa para el aprovechamiento eficiente de este recurso. No
obstante, el rendimiento del sistema se encuentra condicionada a la cantidad de
energía generada por lo que para consumos menores a 10 KW/H no se garantiza
un rendimiento óptimo.
El parque natural Chicaque ha dado grandes pasos en su camino de implementar
tecnologías alternativas frente a la generación de energía. Una adecuada
interacción entre los sistemas con los que ya cuenta junto con una adecuada
operación y mantenimiento permitirán que estos cumplan su función de manera
óptima y generen los resultados esperados entre los cuales está la mínima o nula
utilización de la planta Diésel.
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La energía solar fotovoltaica se caracteriza por el nivel de desarrollo y expansión
que ha logrado en las últimas décadas en todo el mundo. La disponibilidad del
recurso y los bajos costos de implementación lo convierten en una de las
alternativas más adecuadas para el parque.
Un sistema de energía solar fotovoltaica conectado al sistema interconectado
nacional permitirá una disminución importante en la demanda sobre la red del SIN
e inclusive en periodos de alta generación lograría entregar, bajo las condiciones de
la Comisión de regulación de energía y gas los excedentes de energía al mismo.
La generación termoeléctrica mediante la utilización de Celdas Peltier es una
tecnología que, si bien ha logrado grandes desarrollos en los últimos años, aún no
logra consolidar prototipos de generación de altas potencias por lo que
comercialmente se encuentran alternativas muy interesantes pero que no se
adecuan a los requerimientos del parque.
Las potencialidades frente al aprovechamiento de los recursos naturales con los
que cuenta el parque son altas, y es de gran importancia mediante la actualización
o realización de un nuevo Plan de Manejo Integrado, la planificación e
implementación de proyectos productivos que contribuyan a su misión de liderar e
innovar en el desarrollo Ecoturístico, Social y ambiental tanto el parque como en la
región de San Antonio del Tequendama.
La adecuada implementación de tecnologías apropiadas para el manejo de los
recursos naturales en el parque natural Chicaque, es una herramienta educativa
que puede ser replicada en la comunidad de San Antonio del Tequendama y
contribuir así al desarrollo sostenible de la Región.
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