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ISSN 2444-4928
Volumen 1, Número 1 – Julio – Septiembre -2015
Revista de
Aplicación Científica y
Técnica
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Revista de
Aplicación Científica y
Técnica
Volumen 2, Número 5 – Julio – Septiembre -2016
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no necesariamente la opinión del Editor en Jefe.
El artículo Biodigestor para el uso de desechos orgánicos de sector ganadero rural por
HURTADO-RIVERA, Jacob, HERNÁNDEZ-CARBAJAL, Rafael, DÍAZ-MARTÍNEZ, Joel y
GARCÍA-VARGAS, Ma. del Rosario, como siguiente artículo está Capacitación para la
construcción y uso de un secador solar en la comunidad kumiai de San José de la Zorra por
CARPINTEYRO, Lina, TEÓN, Argelia, BALDERAS, Silvia con adscripción en la Universidad
Tecnológica de Tijuana, como siguiente artículo está Detección y evaluación de daños en
pavimento asfáltico mediante procesamiento de imágenes digitales por GARCÍA-CARRASCO,
Uriel, MÁRQUEZ-DOMÍNGUEZ, José Alberto, SÁNCHEZ-ACEVEDO, Miguel Ángel y
SABINO-MOXO, Beatriz Adriana con adscripción en la Universidad de la Cañada, como siguiente
artículo está Evaluación Económica de un Sistema Fotovoltaico Interconectado Basado en Costos
Nivelados de Energía por VENEGAS-TRUJILLO, Tiberio, ARROYO-LEDESMA, Jaime,
CONTRERAS-AGUILAR, Luis y CASTILLO-TOPETE, Víctor con adscripción en la Universidad
de Colima.
Contenido
Artículo Página
Biodigestor para el uso de desechos orgánicos de sector ganadero rural
HURTADO-RIVERA, Jacob, HERNÁNDEZ-CARBAJAL, Rafael, DÍAZ-MARTÍNEZ,
Joel y GARCÍA-VARGAS, Ma. del Rosario
1-5
Capacitación para la construcción y uso de un secador solar en la comunidad
kumiai de San José de la Zorra
CARPINTEYRO, Lina, TEÓN, Argelia, BALDERAS, Silvia
6-11
Detección y evaluación de daños en pavimento asfáltico mediante procesamiento de
imágenes digitales
GARCÍA-CARRASCO, Uriel, MÁRQUEZ-DOMÍNGUEZ, José Alberto, SÁNCHEZ-
ACEVEDO, Miguel Ángel y SABINO-MOXO, Beatriz Adriana
12-18
Evaluación Económica de un Sistema Fotovoltaico Interconectado Basado en
Costos Nivelados de Energía VENEGAS-TRUJILLO, Tiberio, ARROYO-LEDESMA, Jaime, CONTRERAS-
AGUILAR, Luis y CASTILLO-TOPETE, Víctor
19-29
Instrucciones para Autores
Formato de Originalidad
Formato de Autorización
1
Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 1-5
Biodigestor para el uso de desechos orgánicos de sector ganadero rural
HURTADO-RIVERA, Jacob*†, HERNÁNDEZ-CARBAJAL, Rafael, DÍAZ-MARTÍNEZ, Joel y
GARCÍA-VARGAS, Ma. del Rosario.
Recibido Julio 1, 2016; Aceptado Septiembre 15, 2016
Resumen
Diferentes tecnologías están emergiendo para
impulsar el uso de energías renovables que se han
convertido en la alternativa para disminuir
efectos de la contaminación. Una de estas
tecnologías es el uso de biodigestores, en el
presente artículo se presenta el desarrollo del
diseño de un biodigestor de fácil instalación y de
materiales muy accesibles para cualquier
productor de ganado bovino, sobre todo para
pequeños propietarios de ganado, este biodigestor
es alimentado con 3 a 5 cabezas de ganado adulto,
y su mantenimiento y operación es muy fácil para
cualquier persona. Los productos del biodigestor
son tres, el principal es el biogás compuesto en su
mayoría de metano, el segundo es Biol líquido
rico en diferentes nutrientes activos para las
plantas sustituto potencial de los fertilizantes, por
ultimo están los lodos acumulados que también se
convierten en un sustrato muy rico en nutrientes
activos que a diferencia del Biol este es de una
consistencia sólida, se ha experimentado con el
biogás producido que es utilizado para cocinar
alimentos en una de las mecheros de cualquier
estufa convencional por 2 horas al día. (Botero,
1995)
Biodigestor, Biol, Biogas, Lodos
Abstract
Different technologies are emerging to impulse the
use of renewable energies which have become an
alternative to reduce the effects of pollution. One of
these technologies is the use of biodigesters, in the
present article it presents the development design of
a biodigester of easy installation and accessible
materials for any producer of cattle, especially
small livestock owners, this biodigester is fed with
3 to 5 heads of adult cattle, and its maintenance and
operation is very easy for anyone. The products of
the biodigester are three, the principal is biogas it
consists mostly of methane, the second is liquid
Biol rich in various active nutrients for a potential
substitute fertilizer for plants, finally there’s the
accumulated sludge which also becomes a very rich
substrate with active nutrients which unlike Biol
this has a solid consistency, It´s has been
experimented with biogas which is used for
cooking food in one of the lighters of any
conventional oven for 2 hours a day. (Botero, 1995) Digester, Biol, Biogas, Sludge
Citación: HURTADO-RIVERA, Jacob, HERNÁNDEZ-CARBAJAL, Rafael, DÍAZ-MARTÍNEZ, Joel y GARCÍA-
VARGAS, Ma. del Rosario. Biodigestor para el uso de desechos orgánicos de sector ganadero rural. Revista de
Aplicación Científica y Técnica 2016, 2-5: 1-5
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
† Investigador contribuyendo como primer autor.
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HURTADO-RIVERA, Jacob, HERNÁNDEZ-CARBAJAL, Rafael, DÍAZ-
MARTÍNEZ, Joel y GARCÍA-VARGAS, Ma. del Rosario. Biodigestor para el
uso de desechos orgánicos de sector ganadero rural. Revista de Aplicación
Científica y Técnica 2016
2
Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 1-5
Introducción
Un biodigestor es un sistema natural que
aprovecha la digestión anaerobia (en ausencia
de oxigeno) de las bacterias que ya habitan en
el estiércol, para transformar este en biogás y
fertilizante. El biogás puede ser empleado
como combustible en las cocinas, o
iluminación (lámparas de gas o gasolina), y
en grandes instalaciones se puede utilizar para
alimentar un motor que genere electricidad.
El fertilizante, llamado biól,
actualmente se está considerando de la misma
importancia, o mayor, que el biogás ya que
provee a las familias campesinas de un
fertilizante natural que mejora el rendimiento
de las cosechas.
Los residuos orgánicos al ser
introducidos en el biodigestor son
descompuestos de modo que el ciclo natural
se completa y las basuras orgánicas se
convierten en fertilizante y biogás el cual
evita que el gas metano esté expuesto ya que
es considerado uno de los principales
componentes del efecto invernadero.
La utilización de biogás puede sustituir
a la electricidad, al gas propano y al diesel
como fuente energética en la producción de
electricidad, calor o refrigeración.
En el sector rural el biogás puede ser utilizado
como combustible en motores de generación
eléctrica para autoconsumo del hogar
El biodigestor está diseñado para ser un
equipo de fácil movilidad, ya que no todos los
biodigestores están diseñados para su fácil
traslado, consta también de un sistema de
almacenamiento que permite el uso del biogás
cuando este se está produciendo.
Los resultados de las pruebas fueron
favorables a la producción de biogás y
teniendo como insumos solo purrin de ganado
vacuno equivalente a lo que producen dos
ejemplares adultos.
Metodología a desarrollar
El fenómeno de biodigestión ocurre porque
existe un grupo de microorganismos
bacterianos anaeróbicos (ausencia de
oxígeno) presentes en el material fecal que, al
actuar sobre los desechos orgánicos de origen
vegetal y animal, producen una mezcla de
gases con alto contenido de metano (CH4)
llamada biogás, que es utilizado como
combustible. Como resultado de este proceso
genera residuos con un alto grado de
concentración de nutrientes y materia
orgánica (ideales como fertilizantes) que
pueden ser aplicados frescos, pues el
tratamiento anaerobio elimina los malos
olores y la proliferación de moscas. Una de
las características más importantes de la
biodigestión es que disminuye el potencial
contaminante de los excrementos de origen
animal y humano, disminuyendo la Demanda
Química de Oxigeno DQO y la Demanda
Biológica de Oxígeno DBO hasta en un 90%
(dependiendo de las condiciones de diseño y
operación).
Se deben controlar ciertas condiciones
pH, presión y temperatura a fin de que se
pueda obtener un óptimo rendimiento.
Biogás
El biogás es un biocombustible,
principalmente mezcla de gases metano CH4
y anhídrido carbónico CO2, y otros en menor
cuantía.
De la mezcla, el gas que interesa desde
el punto de vista energético es el metano, por
su poder calorífico. Por lo que una vez que se
obtiene el biogás, se debe obtener el metano
por técnicas de filtrado fundamentalmente.
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uso de desechos orgánicos de sector ganadero rural. Revista de Aplicación
Científica y Técnica 2016
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 1-5
Biogás en ganado vacuno.
Los procesos digestivos anaeróbicos
(ausencia de oxígeno) que se desarrollan en el
ganado vacuno producen biogás. El metano
eructado por una vaca es de 200 a 400
litros/día. Y esto conlleva entre el 2 y el 12 %
de la energía del alimento. Si vemos el
sistema digestivo de una vaca como un
metanizador natural, entenderemos el
funcionamiento de un biodigestor.
En el rumen de un animal existen:
- Alimento (materia orgánica) y lactosuero.
- Temperatura constante
- Movimientos y agitación y zonas de parada
- Bacterias en ausencia de O2
- Enzimas, sales, lignina, celulosa, etc.
En una instalación de producción de
biogás dentro del biodigestor, con deyección
vacuno, tenemos que conseguir por medio de
la biología y la ingeniería las condiciones más
óptimas para hacer el proceso lo más eficaz y
eficiente posible.
Una regla de oro del biodigestor es que
si le cambiamos bruscamente la alimentación,
esto nos produce reacciones en el
rendimiento. La razón es que las bacterias son
muy selectivas, y son grupos de bacterias que
trabajan unas después de otras y a veces de
forma conjunta, por lo que el proceso es
bastante complicado. De hecho no hay una
comprensión total de todos los mecanismos
del proceso.
Los principales componentes del biogás
son el metano (CH4) y el dióxido de carbono
(CO2). Aunque la composición del biogás
varía de acuerdo a la biomasa utilizada, su
composición aproximada se presenta a
continuación:
Metano, CH4 40-70 %
Dióxido de carbono, CO2 30-80 %
Sulfuro de hidrógeno, H2S 0 – 3 %
Hidrógeno, H2 0 – 1 %
Ideas generales sobre el biodigestor
Un biodigestor es un recipiente cerrado donde
el purín fermenta en ausencia de O2.
La forma del biodigestor puede ser
básicamente cilíndrica o rectangular. Aunque
puede tener cualquier forma.
También debemos pensar que el
rendimiento del biodigestor depende de que
los purines tengan un tiempo de retención
dentro de él superior a 30 días (Botero., 1995)
Funcionamiento del biodigestor
correctamente
La mezcla del biodigestor y carga para el
taque de 1100 L es de 19 litros que contiene
un 70% agua y 30 % purin luego se produce
el gas en proporciones adecuadas, porque el
purín que entra que debe ser lo más fresco
posible, es distinto al digestato que sale, que
es un abono orgánico. Y tiene un pH
alrededor de 7.
Carga y descarga de un biodigestor
Producto de entrada → purín
Es habitual hacer una cuba mezcladora
anterior al biodigestor. En esta cuba se
separan elementos gruesos, o en vacuno resto
de paja, que tardan bastante en digerir. Estos
restos de paja sin digerir suelen ser los
responsables de los atascos de las tuberías.
(Bui Xuan,1997)
También cuando los residuos no son
homogéneos se suele utilizar esta cuba
previamente mezclada.
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uso de desechos orgánicos de sector ganadero rural. Revista de Aplicación
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 1-5
La carga con purín de vacuno debe ser
cuanto antes mejor, y que el purín sea lo más
fresco posible. Se debe tener cuidado con los
productos desinfectantes y antibióticos, ya
que si entran en el biodigestor lo pueden
paralizar o ralentizar.
Producto de Salida → digestato (abono
líquido)
El volumen que entra es el que sale,
19L de purín = 19L de digestado. El
digestado es un abono líquido con formas
minerales de más fácil absorción por la
planta.
Lo ideal es, desde el punto de vista
agronómico y económico, utilizar el digestado
para el abono, que de hecho tiene categoría
legal.
El biogás tiene distintas utilidades. Lo
más interesante, en función de la cantidad
-por ejemplo en explotaciones de 40 cabezas
es calentar agua para uso doméstico o para la
propia explotación.
En explotaciones con más cabezas, por
ejemplo 200, comienza a ser interesante ir a la
producción de energía. Por eso la unión de
varios productores pequeños sería una
solución.
Resultados
El diseño del biodigestor se obtuvo de la
siguiente manera tratando de utilizar un
material resistente y que pudiera cambiarse de
lugar.
Figura 1 Diseño de Biodigestor
Se diseñó y elaboro el sistema de
limpiado del metano, es decir los equipos que
limpiaran de impurezas el biogás, en primera
instancia el eliminador de H2O en tubería que
consta de una sencilla trampa de agua, en
segunda instancia el desulfurado que
eliminara la mayor parte de los sulfuros
suspendidos en el metano, el cual consta de
un recipiente totalmente sellado y con una
trampa que contiene gránulos de Fierro,
enseguida el equipo para eliminar de CO2 que
consiste en un recipiente con una mezcla de
cal común y agua de ahí se pasa al sistema de
almacenamiento de Biogás.
Se ensamblo la tubería de la salida del
tanque biodigestor, enseguida se colocó una
trampa con una botella de sencilla, luego una
equipo para ayudar a limpiar el biogas,
después un deposito con hidróxido de Sodio
para ayudar a disminuir el CO2 y al final un
sistema para almacenar el gas y se colocó una
bolsas selladas para almacenar el gas, técnica
que nos está resultando sumamente difícil,
por lo cual hay que sustituir por algo
diferente.
Se cargó el biodigestor por primera vez
con agua después se añadió el purrin logrando
una mezcla de 30% purrin y 70% agua; se
realizó la prueba de producción de Metano al
el gas generado por el biodigestor, realizando
un quemador casero con tuvo de cobre, de
esta manera se comprobó que el gas es
completamente funcional por lo cual se
procedió a gestionar una estufa para utilizar el
gas, sin embargo no se tuvo éxito en la estufa
ya que el gas no tiene mucha presión, por lo
que se precedió a modificar los casquillos de
inyección de gas de la estufa, realizando una
perforación con un diámetro de 2 mm con la
cual se logró que el gas tuviera un flujo
mayor y de esta manera encendiera en cada
uno de los quemadores de la estufa.
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uso de desechos orgánicos de sector ganadero rural. Revista de Aplicación
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 1-5
Agradecimiento
Agradezco primeramente a Dios por permitir
el desarrollo del proyecto y el Instituto
Tecnológico Superior de Santiago
Papasquiaro por proporcionar parte de los
materiales de construcción del biodigestor y
la colaboración.
Conclusiones
Los resultados que se obtuvieron al finalizar
el proyecto son buenos en base que el
biodigestor se modificó en un par de veces
por distintos acontecimientos donde se vio
afecto el biodigestor, en primera estancia se
desinstalo por completo para luego ser
instalado nuevamente en su totalidad en una
distinta área donde se encontraba en un inicio,
se comenzó trabajando a un nivel bueno, pero
sufrió afectaciones dos veces por el clima de
la región. Así es que se desinstalo de nuevo
para moverlo nuevamente en la que se instaló
una vez más, en un área más protegida de la
misma zona comenzando nuevamente con la
alimentación del biodigestor. Para por fin
tener buenos resultados en la producción de
nuestro biogás.
Es recomendable instalar el biodigestor
tomando en cuenta la zona donde se instalará
para que no se tengan afectaciones o averías,
es recomendable instalar un tipo de malla
alrededor del biodigestor para una mayor
protección a las tuberías y aditamentos del
mismo.
Al diseñar el biodigestor sería de buen
beneficio añadir en el mismo un tipo de
entrada para tomar las muestras tanto de pH
como de temperatura para evitar estar
tomándolas de la llave de depuración del
mismo biodigestror y por ultimo diseñar a un
mejor el almacén del biogas.
Referencias
Bui Xuan An. & T. R. Preston, (1999). Gas
production from pig manure fed at different
loading rates to polyethylene tubular
biodigesters. Livestock Research for Rural
Development.
Botero, R. & T. R. Preston, (1995).
Biodigestor de bajo costo para la producción
de combustible y fertilizante a partir del
estiércol. Manuscrito inédito. CIPAV, Cali,
Colombia.
6
Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 6-11
Capacitación para la construcción y uso de un secador solar en la comunidad
kumiai de San José de la Zorra
CARPINTEYRO, Lina*†, TEÓN, Argelia, BALDERAS, Silvia
Universidad Tecnológica de Tijuana, Carretera Libre Tijuana-Tecate Km 10, Fracc. El Refugio Quintas Campestre,
22253 Redondo, BC, México
Recibido Julio 13, 2016; Aceptado Septiembre 21, 2016
Resumen
El presente trabajo contribuye a generar
conocimientos sobre el aprovechamiento de las
energías renovables en la comunidad kumiai de
San José de la Zorra. Una de las dificultades que
enfrenta este grupo étnico para realizar sus
artesanías es el prolongado tiempo de secado de
su materia prima. Esto provoca que se pierda
material al ser infestado por insectos o adquiera
una pigmentación diferente. Para esto, se
consideró como alternativa la implementación de
un deshidratador solar (secador solar). Como
propósito de este proyecto se planteó capacitar a
las mujeres artesanas kumiai en la construcción y
uso de un deshidratador solar mediante la
impartición de un taller. Éste fue diseñado e
impartido por docentes de la Universidad
Tecnológica de Tijuana, pertenecientes a las
carreras de Energías Renovables y Tecnología
Ambiental. Este estudio permite observar los
cambios sociales que la implementación de
estrategias, centradas en el uso de los recursos
naturales, genera. También añade información
valiosa para el debate académico en lo que
respecta al análisis de las variables climatológicas
para la ejecución de este tipo de proyectos en la
región.
Artesanas, kumiai, capacitación, secador solar
Abstract This current work helps to contribute the knowledge
to take advantage of renewable energy sources in
San Jose de la Zorra's kumiai community. One of
the difficulties faced by this ethnic group to carry
out their crafts is the long time that raw materials
need to dry up. This causes loss of material in case
of being infested by insects or if it acquires a
different pigmentation. Because of this, the
incorporation of a solar dehydrator (solar dryer) was
considered as an alternative. We have established
that the purpose of this project is the training of
kumiai women artisans on the built and use of a
solar dryer by giving a learning course. This course
is designed and conferred by teachers of the
Universidad Tecnologica de Tijuana, belonging to
the Renewable Energy and Environmental
Technology careers. This study allows us to observe
the social changes that the implementation of
strategies focused on the use of natural resources
generates. But it also adds valuable information to
the academic discussion in regards to the study of
the climatologic variables for the implementation of
said project in the region.
Artisans, kumiai, training, solar dryer
Citación: CARPINTEYRO, Lina, TEÓN, Argelia, BALDERAS, Silvia. Capacitación para la construcción y uso de un
secador solar en la comunidad kumiai de San José de la Zorra. Revista de Aplicación Científica y Técnica 2016, 2-5:
6-11
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
† Investigador contribuyendo como primer autor.
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para la construcción y uso de un secador solar en la comunidad kumiai de San
José de la Zorra. Revista de Aplicación Científica y Técnica 2016
7
Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 6-11
Introducción
La comunidad San José de la Zorra se
encuentra localizada en el municipio de
Ensenada, Baja California. En esta región se
encuentra asentada una de las culturas origen
más importante del noroeste de Baja
California: los kumiai. Estos llevan viviendo en
las zonas antes mencionadas desde hace más de
8,000 años, alimentándose, vistiendo y
elaborando utensilios y/o artesanías con los
medios que existen en su entorno (Martínez,
1991). Como ejemplo de esto se puede
mencionar los sawiles (cestos) que usan para
limpiar los granos como la bellota o el frijol.
Los sawiles se elaboran con la planta
llamada “junco”, de nombre botánico “Scirpus
riparius” (Alvarez, 2007), misma que puede ser
ubicada en las orillas de los manantiales o ríos
de la región. El proceso de creación artesanal
del cesto tarda aproximadamente de tres a
cuatro meses, debido al tiempo de secado del
junco. Este consiste en recolectar la materia
prima (junco) para después extenderla en
grandes camas expuesto al sol durante seis
horas diarias.
Problemática
Una de las dificultades que enfrenta este grupo
étnico para realizar sus productos es el
prolongado tiempo de secado del junco. Esto
provoca que se pierda material al ser infestado
por insectos o adquiera una pigmentación
diferente. Cabe mencionar que esta actividad es
una de las principales fuentes de ingresos de
los habitantes de la zona, ya que sus recursos
económicos son limitados, por lo tanto no
cuentan con la posibilidad de invertir en
equipos y/o tecnologías costosas para optimizar
su trabajo.
Justificación
Considerando los aspectos antes mencionados,
la implementación de alternativas que
contribuyan a mejorar la calidad de vida de los
habitantes de la comunidad debe orientarse en
el aprovechamiento de los recursos disponibles
en la región. Baja California es una de las
zonas con alto índice de irradiación solar en el
país, lo cual favorece la implementación de
estrategias que exploten dicho potencial. Para
esto se consideró como alternativa la
implementación de un deshidratador solar
(secador solar). Este prototipo ayuda a evitar
pérdidas de materia prima manteniéndola
segura, ya que no se encuentra directamente a
la intemperie. Además disminuye el tiempo de
secado y permite mantener las características
requeridas para la producción de artesanías.
Al ser un prototipo que se puede
construir con materiales de la región, se
disminuye la generación de residuos sintéticos
contaminantes, y al funcionar con radiación
solar no se propicia la emisión de gases de
efecto invernadero
Metodología
Como parte de la estrategia de la
implementación del secador, se procedió a
realizar una capacitación con las artesanas de la
comunidad, en la que a través de un taller
práctico se pudo enseñar a las asistentes a
construir su propio deshidratador empleando
materiales que se encuentran en su entorno.
El proyecto constó de tres fases. La
primera de ellas fue el de diseñar un taller en el
cual cinco artesanas aprendieran a elaborar su
propio secador. Para esto se decidió emplear
recursos visuales como una presentación
electrónica así como un prototipo a escala del
deshidratador. Se buscó que las diapositivas
fueran muy claras con respecto al
procedimiento y también que el periodo de
instrucción no excediera los 50 minutos.
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CARPINTEYRO, Lina, TEÓN, Argelia, BALDERAS, Silvia.Capacitación
para la construcción y uso de un secador solar en la comunidad kumiai de San
José de la Zorra. Revista de Aplicación Científica y Técnica 2016
8
Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 6-11
Otras cuestiones que se tomaron en
cuenta en esta fase fue la selección de
materiales provenientes de la región, mismos
que servirían como materia prima para la
construcción del deshidratador.
La otra etapa del proyecto fue la
impartición del curso. Se buscó el apoyo de la
comunidad para impartir la capacitación en una
zona céntrica para las asistentes. Otras
características que debía reunir el lugar era que
éste debía ser muy amplio para poder
maniobrar tanto con los materiales para el
secador así como con el junco. También el
servicio eléctrico, ventilación e iluminación
natural fueron elementos decisivos para la
elección del lugar.
Como última fase del plan se consideró
la evaluación de los secadores solares
realizados por las artesanas. Se propuso dar dos
semanas en las que se pudiera verificar las
características obtenidas durante el proceso de
secado. Las observaciones derivadas se
concentrarían en un instrumento de monitoreo
que les fue proporcionado. En este mismo
lapso se realizó una junta con las artesanas para
conocer sus experiencias con el secador solar.
Resultados
Para poder trabajar con las artesanas de la
localidad de San José de la Zorra fue necesario
establecer vínculos, mismos que permitieran
trabajar en el proyecto. Estos fueron
establecidos por medio de dinámicas como el
acopio de residuos, la elaboración de un
sanitario ecológico seco así como
capacitaciones sobre cuidado ambiental en la
zona. Estas acciones han sido implementadas
desde hace más de tres años.
Luego de observar las actividades de
producción que realizan los kumiais para
generar ingresos económicos, fue posible
identificar la elaboración y venta de artesanía.
Dicha acción es llevada a cabo de manera más
constante, por las mujeres.
Cabe mencionar que también los varones
poseen conocimiento de las materias primas y
técnicas necesarias para realizar dichas tareas.
Luego de la detección de la actividad fue
importante evaluar la forma en que realizaban
el proceso de elaboración de artesanías. En este
rubro no se pretendió juzgar o menospreciar la
forma en la que se llevan a cabo la labor, sino
apoyar en el proceso cuidando no generar
residuos ajenos al área y poder aprovechar las
condiciones climáticas de la región. Se pudo
constatar que era posible deshidratar la materia
prima (junco) por medio de un secador pues
éste funcionaba captando la radiación solar
(Almada, Cáceres, Machain-Singer & Pulfer,
2007) y a través de la estructura semi-circular
podía desecar de manera uniforme la planta.
Se elaboró un prototipo cuyas
dimensiones fueron 40 cm de largo, 20 cm de
ancho y 15 cm de alto. Esta estructura nos
permitió dar a conocer a las artesanas la forma
en la que se debería ver un secador solar.
Además que los materiales fueron captados en
la localidad.
Se ideó el curso de capacitación. Para
ello se decidió realizarlo en la Escuela Primaria
Ricardo Flores Magón pues contaba con
electricidad, un amplio salón para impartir la
clase, ventilación y luz natural, pintarrón,
además de bancos y mesas de trabajo que
fueron aprovechados por las asistentes. En este
espacio se proyectó una presentación con la
herramienta de “Power point”. (Ver figura 1)
en la que se plasmaron las ventajas del equipo,
el funcionamiento, los materiales que se
necesitaban para la construcción y resolución
de dudas con respecto al uso.
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 6-11
Se proyectó las dimensiones así como
herramientas que se deberían usar para
construir el secador. Otro aspecto que se trató
de cuidar en esta etapa fue que la capacitación
no durará más de 50 minutos pues las
asistentes tenían labores que atender. El horario
elegido para la actividad fue a las once de la
mañana pues así se podría aprovechar la
radiación solar.
Figura 1 Capacitación en la primaria de San José de la
Zorra.
Cabe mencionar en el imaginario de las
comunidades origen, existen prácticas en las
que se emplean recursos que tienen a su
disposición, como es el caso de la radiación
solar que aprovechan para secar pieles,
alimentos y materia prima para sus artesanías
entre otros. Siempre es importante tener un
registro de aquellas nuevas técnicas que
adaptan a sus costumbres, como es el caso del
secador solar
Figura 2 Hoja de instrucción
Figura 3 Construcción del secador
La etapa de construcción duró alrededor
de una hora. Se realizó el mismo día de la
capacitación. Se proyecto una hoja de
instrucción para tenerla como apoyo durante el
proceso. (Ver figura 2) También se participó
inspeccionando la ejecución de los pasos y
asesorando sobre los lugares donde quedarían
mejor instalados. La mayor parte de las
interrogantes surgieron con respecto al
funcionamiento y mantenimiento del equipo.
Dichas dudas fueron resueltas al momento de
estar construyendo el secador. (Ver figura 3)
Para la fase de evaluación fue necesario
regresar a la comunidad dos semanas después
de la capacitación con el propósito de
monitorear el funcionamiento del equipo que
realizaron (Ver figura 4). En esta labor se
diseñó una rúbrica que planteara las
características que debe poseer el junco como
el color, textura, flexibilidad y tiempo de
secado. Es importante señalar que la cantidad
de materia prima que se debe meter al secador
es variable pues se mide por mazos, lo que
equivale a más de 100 gramos
aproximadamente.
El junco debe tener una tonalidad
amarillo paja pues es el color tradicional que
identifica a las artesanías hechas por los
kumiai. Con respecto a la textura, ésta debe ser
suave al tacto sin relieves prominentes que
obstruyan el proceso de elaboración de los
productos.
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 6-11
Con respecto a la flexibilidad la planta
debe ser capaz de doblarse sin sufrir algún
daño en su estructura (al menos que ésta sirva
como relleno para la cubierta en el trenzado de
la artesanía).
Figura 4 Instrumento de monitoreo
El tiempo de secado no forma parte de
las características físicas o estéticas de la
planta, pero sí es una variable que permite
observar si el área donde esta situado el
secador es apropiada. Otra información que
surge de este factor es conocer la cantidad de
tiempo que se necesita invertir para deshidratar
el junco y éste mantenga sus propiedades que
lo hacen idóneo para el proceso artesanal.
Agradecimientos
Damos gracias a las artesanas kumiai de San
José de la Zorra: Janet Carrillo, Aurelia Muñoz
y María de los Ángeles, por apoyarnos con su
tiempo y esfuerzo para cumplir el propósito del
proyecto. También agradecemos al maestro
Marco A. Juárez y a las alumnas Dulce Estrada
y Heidi Carrillo por asesorarnos en la
construcción del secador.
Al maestro Luis E. Vargas por su
soporte y motivación. A Luis E. Portillo López
por la traducción del resumen de este artículo.
Conclusiones
El trabajo con las artesanas kumiai de San José
de la Zorra fue gratificante pues gracias a la
interacción fuimos capaces de conocer más a
fondo su cultura, la forma de percibir su
entorno y asimismo ser testigos de sus técnicas
de tejido con junco que datan
aproximadamente de 8,000 años.
A pesar de no contar con una numerosa
participación por parte de los pobladores, fue
posible ejercer en ellos el interés por construir
su propio secador solar. Para esto se dejó con
las artesanas que estuvieron presentes en la
capacitación, copias de la hoja de instrucción
así como el listado de materiales que podrían
emplear para replicar el equipo.
Por otra parte, el propósito del proyecto
fue alcanzado puesto que varias mujeres tienen
su propio secador para seguir realizando sus
labores ancestrales. Esto les da la posibilidad
de incrementar su producción artesanal y
obtener mejores ingresos económicos lo que
resulta en una mejoría en su calidad de vida.
Como una segunda fase del proyecto, se
desea trabajar en un estudio que permita
identificar las zonas donde se corta el junco y
poder realizar un programa de reforestación de
la planta.
Referencias
Almada, M., Cáceres, M., Machain-Singer, M.,
& Pulfer, J., (2005) Guía de uso de secadores
solares para frutas, legumbres, hortalizas,
plantas medicinales y carnes, Asunción,
Paraguay: Comunicación Visual.
Álvarez, M. (2007) Estanques y jardínes
acuáticos. Buenos íres, Argentina.
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para la construcción y uso de un secador solar en la comunidad kumiai de San
José de la Zorra. Revista de Aplicación Científica y Técnica 2016
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 6-11
Martínez, P. (1991). Historia de Baja
California. México: Patronato del estudiante
sudcalifornicano, A.C.
Autoras:
CARPINTEYRO Lina, TEÓN Argelia,
BALDERAS Silvia
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 12-18
Detección y evaluación de daños en pavimento asfáltico mediante procesamiento
de imágenes digitales GARCÍA-CARRASCO, Uriel †, MÁRQUEZ-DOMÍNGUEZ, José Alberto, SÁNCHEZ-ACEVEDO,
Miguel Ángel y SABINO-MOXO, Beatriz Adriana*.
Universidad de la Cañada, Carretera Teotitlán - San Antonio Nanahuatipán Km 1.7 s/n. Paraje Titlacuatitla. Teotitlán
de Flores Magón, Oax. México, C.P. 68540
Recibido Julio 4, 2016; Aceptado Septiembre 14, 2016
Resumen
El procesamiento digital de imágenes (PDI) es
empleado para el análisis y obtención de información
en una imagen, además es utilizado para resolver
problemáticas en diversas áreas de investigación. En el
presente documento se describe un procedimiento para
la detección y evaluación de daños encontrados en
pavimento asfáltico mediante técnicas de PDI, lo
anterior tiene como finalidad apoyar a las personas que
están a cargo de la inspección, mantenimiento y
evaluación de daños en calles para obtener el costo
aproximado de su reparación. Inicialmente, se elimina
el ruido presente en la imagen, en seguida se realiza la
calibración, que consiste en obtener una referencia
equivalente en unidades de longitud, posteriormente,
se elige la zona de interés, finalmente, se calcula el
costo de la reparación, empleando información
almacenada en una base de datos. Cabe mencionar que
la información registrada en la base de datos, así como
los parámetros establecidos en la medición fueron
validados por un ingeniero civil. Las pruebas
realizadas contemplan imágenes obtenidas de algunas
calles del Municipio de Teotitlán de Flores Magón,
Oaxaca; en cuanto a los resultados, se observa una
reducción significativa en tiempo y se consiguen
cálculos más precisos a comparación de la forma
manual utilizada.
Tratamiento de imágenes, eliminación de ruido,
convolución, calibración, evaluación de baches
Abstract
The Digital Image Processing (PDI) is used for the
analysis and retrieval of information in an image, it is
also used to solve problems in various research areas.
The present document describes a procedure for the
detection and damage assessment found in asphalt
pavement using techniques of PDI. The above aims to
help people, who are incharge of inspection,
maintenance and Damage Assessment in streets, get an
approximate of the Repairing Cost. The proposal
consists of four phases. First, the noise is eliminated
from the image; then, the calibration phase, which
consists of obtaining an equivalent reference in units of
length, is performed; next, the interest zone is chosen;
finally, the repairing cost is calculated using information
stored in a database. It is worth mentioning that the
information recorded in the database, and the parameters
established in the measurement were validated by a civil
engineer. Tests were carried out with images obtained
from some streets of the Municipality of Teotitlan de
Flores Magón, Oaxaca; a significant reduction in time
and more accurate calculations were achieved compared
with the manual process.
Image processing, noise removal, convolution, calibration,
evaluation of potholes
Citación: GARCÍA-CARRASCO, Uriel, MÁRQUEZ-DOMÍNGUEZ, José Alberto, SÁNCHEZ-ACEVEDO, Miguel
Ángel y SABINO-MOXO, Beatriz Adriana. Detección y evaluación de daños en pavimento asfáltico mediante
procesamiento de imágenes digitales. Revista de Aplicación Científica y Técnica 2016, 2-5: 12-18
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
† Investigador contribuyendo como primer autor.
©ECORFAN www.ecorfan.org/spain
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GARCÍA-CARRASCO, Uriel, MÁRQUEZ-DOMÍNGUEZ, José Alberto, SÁNCHEZ-ACEVEDO, Miguel Ángel y SABINO-
MOXO, Beatriz Adriana. Detección y evaluación de daños en
pavimento asfáltico mediante procesamiento de imágenes digitales. Revista de Aplicación Científica y Técnica 2016
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 12-18
Introducción
El mantenimiento de vialidades de
pavimento asfáltico, es un aspecto
importante a considerar ya que por éstas
circula una gran cantidad de vehículos que
en su mayor parte ayudan en el desempeño
de la actividad económica del país. A pesar
de realizarse dicho mantenimiento, éste se
lleva a cabo cuando el avance del deterioro
es significativo y por ende se destina mayor
presupuesto para su reparación. Para la
evaluación de los daños se realiza una
inspección visual, en la cual es necesario
usar formatos, así como el cálculo de áreas
de forma manual, esta última tarea se
considera lenta y peligrosa (Porras y otros,
2012). Ahora bien, se cuenta con la
hipótesis siguiente: “Con el desarrollo del
software propuesto es posible obtener
cálculos más precisos y en menor tiempo a
comparación del método manual”. El
proceso para la detección de daños consiste
en la eliminación de ruido, calibración y
selección de la región a medir, en cuanto a
la evaluación se considera el cálculo de
áreas de las imágenes y costo aproximado
de su reparación.
Existen algunos trabajos de
investigación que realizan solamente la
detección de baches (Nienaber, Booysen y
Kroon, 2015), en otros trabajos se detectan
y calculan el área de bache a través de video
(Hidayatullah y otros, 2012), la aportación
del presente trabajo de investigación es
realizar un software completo que integra la
detección y evaluación de daños de tipo
bache sobre pavimento asfáltico y establecer
el costo de su reparación a partir de
información recuperada de una base de
datos.
Se pretende que a futuro sea una
herramienta de apoyo para la toma de
decisiones en cuanto al mantenimiento y
reparación de daños.
Vías de comunicación
A través de los años, en la republica
mexicana se han extendido las líneas de
comunicación, siendo de gran importancia
para el desarrollo del país. El crecimiento de
vialidades pavimentadas ha sido en muchos
casos mayor de lo esperado y las cargas de
los vehículos pesados han excedido la
capacidad de soporte, produciendo con esto,
un aumento muy alto en el deterioro de
dichas vialidades que afectan en su mayor
parte a la actividad económica (Arriaga,
Garnica y Rico, 1998) (Corro y Prado,
1999).
Las vías de comunicación tienen gran
importancia en el desarrollo comercial,
social e industrial ya que contribuyen a la
actividad económica nacional, por lo que es
necesario que el transporte opere con base a
parámetros de eficiencia. Tomando en
cuenta lo anterior, los daños que puede
presentar una vialidad pueden ser
clasificados como: agrietamiento,
malformación, parches deteriorados y
baches como se observa en la Figura 1
(Porras y otros, 2012).
Figura 1 a) Agrietamiento, b) malformación, c)
parche deteriorado, d) baches.
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pavimento asfáltico mediante procesamiento de imágenes digitales. Revista de Aplicación Científica y Técnica 2016
14
Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 12-18
Estos daños afectan de forma directa la
actividad vial, así como la integridad física
de las personas que circulan por las mismas
y también ocasionan daños materiales.
Ahora bien, el presente trabajo de
investigación se enfoca en daños de tipo
bache presentes en el pavimento asfáltico.
Detección y evaluación de daños
Con el desarrollo del software que permite
la detección y evaluación de daños en
pavimento, se agilizará el proceso de
inspección, además de aportar un cálculo
aproximado de costo de reparación.
La detección involucra en primera instancia
la eliminación de ruido, calibración y la
selección de la región de estudio; con
respecto a la evaluación, se calcula el área
de la zona elegida y se calcula su costo
aproximado (Figura 2).
Figura 2 Etapas para la evaluación de daños en
pavimento.
A continuación se describe cada
módulo del sistema propuesto.
Eliminación de ruido
La primera etapa del sistema, involucra la
eliminación de ruido a través del filtro de
convolución, se eliminan los pixeles
atópicos; este paso facilita la extracción de
regiones. Un ejemplo de corrección de
imagen mediante el uso del software
propuesto se muestra en la Figura 3.
Figura 3 a) imagen con ruido, b) imagen corregida
por técnica de convolución.
La técnica de convolución consiste en
calcular un nuevo valor de intensidad para
un píxel de la imagen, basándose en los
adyacentes, en donde cada píxel vecino
aporta un porcentaje de su valor para el
cálculo del nuevo píxel. Cada elemento de
la convolución se denomina coeficiente.
Esto ayuda a mejorar la calidad de las
imágenes de calles que presenten ruido en
caso de ser necesario (UNIOVI, 2016).
Calibración
Ahora bien, una de las etapas más
importantes para la detección de daños es la
calibración donde se han aplicado en
diferentes trabajos como (Sabino, Marquéz
y Campos, 2011), (Sabino, y otros, 2014) y
(Sabino, Márquez, y Sánchez, 2015), puesto
que con éste se realizan operaciones
necesarias para tener las medidas de las
áreas a analizar. Para ello, al cargar la
imagen se toma como referencia un objeto
utilizado en el momento de la captura, cuya
medida real se conozca en cm y se introduce
el valor en el cuadro de dialogo (Figura 4).
Figura 4 Calibración a partir de objeto presente en la
imagen.
Cálculo
de área
de la
zona
Cálculo
de costo
Evaluación
Captura
de
imagen
Eliminació
n de ruido Selección
de región
Detección
Calibración
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 12-18
Posteriormente, la medida es
almacenada de tal forma que pueda ser
utilizada posteriormente en el cálculo de
regiones.
Selección de región
Después de la calibración, se calcula el área
de la región de interés, misma que es
seleccionada a través de dos coordenadas
proporcionadas por el usuario y que se
obtienen al dar clic sobre la imagen. En la
Figura 5 se muestra un ejemplo de un bache
del cual se realiza el cálculo del área por
medio del software.
Figura 5 Región de interés (daño) seleccionado, la
referencia es una regla.
Cálculo de área de la zona
Al seleccionar la región de estudio se
calcula el área con la información obtenida
en el proceso de calibración, obteniendo un
resultado como se observa en la Figura 6.
Figura 6 Cálculo de área de una región de bache con
valor de 0.62789 m2.
Cálculo de costo
Como parte fundamental del sistema se
emplea una base de datos implementada en
SQL Server la cual contiene información
acerca de materiales que son utilizados en la
reparación de daños presentes en pavimento
asfáltico. Los datos de los materiales que se
registran en la base de datos son: ID del
artículo, nombre, proveedor, unidad de
medida, cantidad, precio y descripción.
Dicha información es gestionada
directamente desde el programa,
permitiendo la búsqueda, inserción,
actualización y eliminación de la misma. En
la Figura 7 se puede observar la interfaz de
usuario perteneciente al registro de material.
Figura 7 Interfaz de usuario para el registro de
material en una base de datos SQLServer.
Cuando se necesita realizar el cálculo
de reparación de daños, estos son mostrados
al usuario contemplando el costo y el tipo de
material.
81.2 cm
78.3 cm Referencia
21 cm
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 12-18
Las reglas para definir el costo de
reparación son basadas en la información
proporcionada por un ingeniero civil.
Al contar con las medidas de los daños,
por medio de la opción de cálculo de costo
se obtiene un aproximado para realizar la
reparación cuya información es corroborada
con un Ingeniero Civil para la
retroalimentación de la información y ésta
sea más precisa al usar el software.
Cabe mencionar que el cálculo
involucra las diferentes imágenes que sean
analizadas en el sistema, en donde se podrá
ver la factibilidad de reparación con
respecto a la severidad de los daños
calculados.
En la Figura 8 se muestra el costo
aproximado de reparación con respecto a las
medidas de un bache de aproximadamente
medio metro cuadrado.
Figura 8 Presupuesto aproximado de reparación de
bache de la Figura 5.
Pruebas y resultados
Inicialmente se realizaron pruebas para
comprobar la medida de objetos ya
conocidos (reglas, USB’s y lapiceros).
Posteriormente se calculó el área de algunos
baches cuyos resultados con respecto al
cálculo de forma manual y con el software
se observan en la Tabla 1.
Tabla 1 Comparación de resultados obtenidos de
forma manual y con el software.
Con respecto al intervalo de error, en el
Gráfico 1 se muestra la diferencia entre el
cálculo manual y con el software. Se puede
observar que el intervalo de error con
respecto al cálculo de áreas por ambos
métodos es de 1.17%.
Gráfico 1 Error entre cálculo manual y el software.
Ahora bien, en el Gráfico 2 se muestra
la diferencia entre el tiempo de cálculo del
software y el cálculo manual.
0
5000
10000
15000
20000
1 2 3 4 5 6 7
Cen
tím
etro
s
N° de muestras
Medición
Manual Software
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 12-18
Se observa que el intervalo de tiempo
para calcular el área de los baches por
medio del cálculo manual tiene variaciones
entre 3.5 a 5.5 minutos, mientras que con el
software se realiza entre 1 y 1.5 minutos
reduciendo el tiempo en un 74%,
considerando que con el sistema se
contempla abrir la imagen, eliminar ruido,
calibrar y realizar el cálculo.
Gráfico 2 Diferencia de cálculo de áreas con
respecto al método manual y el software.
Trabajo futuro
Se contempla el cálculo de áreas de daño de
regiones amorfas; empleando técnicas que
permitan detectar la región de forma
automática.
Por otra parte se abordará el cálculo de
profundidad de los daños así como también
la detección de grietas.
Uso de un dron para abarcar mas área
de estudio en cuanto a la captura de
muestras.
Conclusiones
El uso de una referencia para la conversión
de píxeles a centímetros es de gran
importancia en el desarrollo del proyecto ya
que a partir de ella se realizó el cálculo para
obtener el área de los daños de forma más
rápida y objetiva; esta calibración funciona
para diferentes objetos siempre y cuando se
conozca la medida real del objeto de
referencia.
Un aspecto importante, es que el
software realiza la evaluación de daños en
menor tiempo con respecto al cálculo
manual.
El cálculo de costo de reparación de
daños permite realizar de forma mas
acertada la adquisición de material para la
pronta reparación de los daños así como
también dar seguimiento de los daños y
poder priorizar dichas reparaciones
En cuanto al error absoluto para el
cálculo de áreas, se obtuvo un error de
1.17% con respecto a la medida manual y
usando el software y reduce en un 74% el
tiempo destinado para la evaluación.
Referencias
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Internacional de Rugosidad en la Red
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H., Qadarsih, B., & Mulyawan, F. (2012).
Semi-Automatic Pothole Detection. Sigma-
Mu, 1-11.
0
1
2
3
4
5
6
1 2 3 4 5 6 7
Min
uto
s
N° de muestras
Tiempo
Manual Software
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 12-18
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J. A., Sánchez Meraz , J. A., Hernández
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UNIOVI. (27 de 08 de 2016). UNIOVI.
Obtenido de
http://www6.uniovi.es/vision/intro/node30.h
tml
19
Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 19-29
Evaluación Económica de un Sistema Fotovoltaico Interconectado Basado en
Costos Nivelados de Energía
VENEGAS-TRUJILLO, Tiberio*†, ARROYO-LEDESMA, Jaime, CONTRERAS-AGUILAR, Luis
y CASTILLO-TOPETE, Víctor.
Universidad de Colima, campus Coquimatlán, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Km 9 carretera Colima-
Coquimatlán, Coquimatlán, Colima, México, C.P. 28400, Tel. 01 (312)316 11 65, Ext. 51451.
Recibido Julio 7, 2016; Aceptado Septiembre 11, 2016
Resumen
En las últimas décadas los sistemas fotovoltaicos han
ganado la atención por diversas empresas
consumidoras de energía eléctrica. La razón, el
incremento de los costos asociados a este recurso y a
diversas políticas ambientales cuyo fin en reducir el
impacto adverso de los combustibles fósiles empleados
para la generación de energía eléctrica. A pesar de que
los costos de producción de energía eléctrica utilizando
tecnología fotovoltaica son mayores que los costos de
generar energía eléctrica mediante plantas
termoeléctricas, nucleares e hidroeléctricas. El uso de
sistemas fotovoltaicos interconectados presenta un
abanico de beneficios potenciales económicos para las
empresas en su operación por concepto de consumo de
energía eléctrica. Sin embargo, dichos sistemas
dependen de las condiciones climatológicas para su
desempeño. Es por ello que en este artículo se presenta
una metodología para evaluar el impacto económico
basada en los costos nivelados de energía (LCoE),
perfiles de demanda y de generación fotovoltaica.
Diversos casos son presentados con el fin de evaluar el
impacto económico que tiene la presencia de un
huracán en los costos de operación debido a la
reducción de generación de energía eléctrica.
Costos Nivelados de Energía, Perfiles de
Generación Fotovoltaica, Sistema Fotovoltaico
Interconectado
Abstract In recent decades photovoltaic systems have gained
attention for various companies consuming electricity.
The reason, increased costs associated with this resource
and to various environmental policies that aim to reduce
the adverse impact of fossil fuels used for power
generation. Although the costs of producing electricity
using photovoltaic technology are greater than the costs
of generating electricity through thermal, nuclear and
hydroelectric plants. The use of interconnected
photovoltaic systems presents a range of economic
potential benefits for businesses in operation by way of
electricity consumption. However, such systems depend
on weather conditions for their performance. That is why
in this article presents a methodology to evaluate the
economic impact based on levelized Cost of Energy
(LCoE), demand profiles and photovoltaic generation.
Several cases are presented in order to assess the
economic impact of the presence of a hurricane in
operating costs due to reduced power generation.
Level zed Cost of energy, power output profiles,
Interconnected Photovoltaic System
Citación: VENEGAS-TRUJILLO, Tiberio, ARROYO-LEDESMA, Jaime, CONTRERAS-AGUILAR, Luis y
CASTILLO-TOPETE, Víctor. Evaluación Económica de un Sistema Fotovoltaico Interconectado Basado en Costos
Nivelados de Energía. Revista de Aplicación Científica y Técnica 2016, 2-5: 19-29
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
† Investigador contribuyendo como primer autor.
©ECORFAN www.ecorfan.org/spain
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Evaluación Económica de un Sistema Fotovoltaico Interconectado Basado en Costos Nivelados de Energía. Revista de Aplicación
Científica y Técnica 2016
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 19-29
Introducción
El sector eléctrico en México en los últimos
años ha comenzado a tomar un rol diferente
en el impulso a la generación de energía
eléctrica basada en fuentes no
convencionales. Como resultado de esta
transformación, en diciembre de 2013 fue
aprobada una serie de enmiendas
constitucionales que permiten liberar al sector
energético después de un monopolio de casi
75 años (Bruckhaus Deringer, 2014). Los
cambios que enfrenta el país le brindan la
oportunidad de integrar fuentes de energía
alternas para la producción y autoconsumo de
energía eléctrica. A pesar de que existe una
controversia en este sentido, desde el punto de
vista operativo y económico, los sistemas
fotovoltaicos interconectados se han
posicionado como una opción real, de tal
manera que su incursión en el sistema de
generación de energía eléctrica puede
contribuir a la generación del 35% por fuentes
no contaminantes en 2024 (Apricum
Analysis, 2012).
El uso de tecnologías de energía
renovables representa una alta factibilidad
como sustitutas de las fuentes convencionales
de energía (Fthenakis et al. 2009) y (Sovacool
et al, 2010). Sin embargo barreras económicas
mantienen como principal impedimento la
transición a tecnologías renovables. El
principio de conversión de los sistemas
fotovoltaicos se basa en convertir los rayos de
luz solar en energía eléctrica mediante la
transformación de corriente directa en
corriente alterna.
Dado que los sistemas fotovoltaicos
han sido clasificados como fuente renovable
de energía, su proliferación se ha hecho
presente en los últimos años. Con una tasa de
crecimiento del 40% (Global status report,
2010) y (Technology roadmap, IEA, 2010),
los sistemas fotovoltaicos han experimentado
un proceso de innovación en su desempeño y
al mismo tiempo una reducción en los costos
de producción.
Aunado a lo anterior, varios gobiernos
han creado incentivos fiscales para
productores y consumidores de esta
tecnología (Global status report, 2010),
(Kierkegaard et al. 2010), (Price at al, 2010),
(Jogekla et al, 2008), (Klein at al, 2010) y
(Yang, 2010).
Desde el punto de vista económico, la
generación de energía eléctrica mediante
sistemas fotovoltaicos interconectados
representa una compleja relación de factores
que pueden brindar una alta factibilidad al uso
de estas tecnologías. Determinar los costos de
generación de energía eléctrica a lo largo de
la vida útil del sistema fotovoltaico con el fin
de compararlos con los precios de fuentes
convencionales requiere de una adecuada
selección de variables que permitan mantener
niveles de incertidumbre tan bajos como sea
posible (Doty at al, 2010), (Yang, 2010) y
(Black at al, 2010).
Con el fin de realizar una evaluación
económica de sistemas fotovoltaicos
interconectados a la red eléctrica, la
metodología de Costos Nivelados de Energía
(LCoE), es considerada para determinar la
viabilidad del uso de esta tecnología en los
sectores de pequeña y mediana escala, es
decir, residencial y comercial,
respectivamente. Para llevar a cabo los
estudios pertinentes, perfiles de generación de
energía eléctrica de sistemas fotovoltaicos
han sido introducidos como variable del
sistema. Los perfiles históricos de generación
de energía eléctrica han sido empleados para
estimar la generación neta anual de los casos
de estudio.
Costos nivelados de energía
El método de costos nivelados de energía
hace posible la comparación de los costos de
la energía eléctrica producida en diferentes
plantas generadoras.
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El cálculo de los costos nivelados de
energía se basa en el método del valor
presente neto, en el cual los gastos de
inversión y los flujos de pago de las
ganancias y gastos durante la vida la planta
generadora son calculados basados en una
tasa de descuento referida en el tiempo. Los
valores monetarios de todos los gastos son
divididos por los valores de producción de
energía eléctrica. El descuento de la energía
eléctrica generada parece a primera instancia
incomprensible desde el punto de vista físico,
pero es una simple consecuencia de
transformaciones matemáticas. La idea yace
en que la energía eléctrica generada
implícitamente corresponde a las ganancias
de las ventas de la misma. Cuanto más lejos
estas ganancias son desplazados en el futuro,
menor es su valor presente neto. Los Costos
Nivelados de Energía son calculados
mediante la siguiente fórmula (Johannes,
2015):
(1)
Capital inicial invertido en US$
Gastos de operación y mantenimiento
anuales en el año t
Generación de energía eléctrica en el año t
Tasa real de descuento en %
Vida útil económica en años
Años de vida (1,2,…n)
La metodología de los costos
nivelados de energía es muy sensible al
asumir valores en los parámetros de entrada,
por lo que es preponderante realizar un
análisis de sensibilidades en los factores que
intervienen en el estudio a fin de determinar
un evaluación económica del sistema
fotovoltaico y con ello identificar márgenes
de viabilidad al momento de tomar una
decisión por los inversionistas.
Factores considerados en en el análisis
Con el fin de realizar una evaluación objetiva
de los costos nivelados de energía, diversos
parámetros técnicos y económicos se han
considerado en el sistema fotovoltaico
propuesto, el cual está conformado de
módulos monocristalinos Solartec S60 MC
250 W, con una generación mínima del 80%
de la potencia de salida del módulo a los 20
años. La vida útil de los módulos basados en
esta tecnología es entre 25 – 30 años
(Technology roadmap, IEA, 2010). La
inversión inicial de todo el sistema se
compone de la suma del n costo de los
módulos, más los costos para el balance del
sistema, el cual cubre todos los equipos
adicionales requeridos para la conversión de
corriente directa proveniente de los módulos
fotovoltaicos a corriente alterna. La tabla 1,
muestra los costos asociados de los
componentes del sistema.
Componente Costo
(US$)
Costo
(US$/kWp)
Microinversor Enphase
M215 648.65 648.65
Módulos fotovoltaicos
Monocristalinos Solartec
S60MC 250 W.
864.86 864.86
Cables y accesorios. 108.11 108.11
Estructura de montaje de
alumino. 81.08 81.08
Equipo de monitoreo 351.25 351.25
Total 2,053.95 2,053.95
Tabla 1 Costo de los componentes del sistema.
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Los costos anuales debido a la
operación y mantenimiento durante toda la
vida útil del sistema, a diferencia de los
considerados en las plantas convencionales,
son mucho más bajos debido a nulo consumo
de combustibles. Por otra parte, los costos de
operación y mantenimiento consisten en
limpieza general, monitoreo de parámetros y
reemplazo de microinversores, considerado
cada 15 años para la evaluación realizada
(Aymope et al, 2010).
La producción de energía eléctrica
para el sistema fotovoltaico ha sido tomada de
los registros históricos de dos años de
monitoreo en tiempo real continua para la
región del estado de Colima. La producción
total corresponde a la suma de todos los días
en condiciones con nubosidad alta, moderada
y nula. Se cuenta con una base de registros
históricos de irradiación solar de dos años.
Además, se incluyen parámetros de energía,
potencia, temperatura, etc. Cada perfil asocia
un rango de valores propuesto en este artículo
para clasificar y correlacionar la producción
total por día en kWh/kWp. Además, debido a
la instalación física del sistema fotovoltaico,
este se localiza en el techo del edificio con
orientación óptima al sur y estructura fija.
Para fines comparativos, se ha considerado
una irradiación registrada de 1,450
kWh/m/año. Por otra parte, debido a la
degradación intrínseca de los módulos
fotovoltaicos, se tiene una ligera disminución
en la producción de energía eléctrica a lo
largo de la vida útil del sistema fotovoltaico.
Para sistemas fotovoltaicos la producción
anual se decrece de 0.4-0.6% (Branker et al,
2011), principalmente como resultado de la
exposición de los módulos a los rayos
ultravioleta.
Con respecto a la tasa de descuento y
sabiendo que su selección adecuada puede
influir en la toma de decisión del inversionista
en esta tecnología, la Agencia Internacional
de Energía (AIE) considera tasa de descuento
conservadoras entre 10% y 12% para sistemas
fotovoltaicos.
Por otra parte, se han reportado tasas
de descuento nominales más bajas cuyo valor
oscila entre 5% y 6% (Aldo et al, 2014). Para
los casos analizados y para México, se ha
tomado una tasa anual de descuento de 6%.
Finalmente, la vida útil del sistema es
un factor determinante cuando se estiman los
costos nivelados de energía en un sistema
fotovoltaico. Si la expectativa de vida de los
componentes del sistema no cumple con lo
garantizado, la factibilidad económica del
proyecto puede ser afectada
considerablemente. La mayoría de los
productores de módulos fotovoltaicos ofrece
una garantía entre 25 y 30 años. Para los
cálculos de los costos nivelados de energía, se
han considerado 30 años de vida útil en el
sistema fotovoltaico.
Tarifas eléctricas
En México existen 44 tarifas de energía
eléctrica, las cuales se clasifican como sigue:
8 en el sector doméstico, 9 de carácter
específico siendo estas para servicios
públicos, agrícolas, temporales y acuícolas. El
resto, 27 son de carácter general y pueden ser
en baja, media y alta tensión (Comisión
Federal de Electricidad, 2016). Como se
mencionó en la sección I, los casos de estudio
presentados en este artículo corresponden al
sector residencial cuyas tarifas a considerar
son 1B y DAC. Mientras que para el sector
comercial de mediana empresa, las tarifas
consideradas son, 2, 3, OM y HM. La tabla 2,
muestra las principales características de estas
tarifas.
Tarifa Descripción
1B Doméstica con subsidio.
DAC Doméstica de Alto Consumo sin subsidio.
2 General en baja tensión, menor a 25 kW.
3 General en baja tensión, mayor a 25 kW.
OM Ordinaria en media tensión, menor a 100
kW.
HM Horaria en media tensión, mayor a 100 kW.
Tabla 2 Descripción de las tarifas eléctricas.
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El incremento de los costos de energía
eléctrica al mes de septiembre de 2016, con
respecto a enero de 2010 para las tarifas
consideradas es mostrado en el gráfico 1.
Gráfico 1 Incremento tarifario 2010-2016.
Del Gráfico 1, se observa que las
tarifas domésticas acumulan un incremento de
más de 23%, mientras que las tarifas
comerciales en baja tensión registran un
incremento entre 18.74% y 23.15%. En el
caso de las tarifas comerciales en media
tensión este incremento entre 21.14% y
60.39%. Cabe mencionar que la tarifa OM es
una de las que cuenta con mayor subsidio, por
lo que el retiro de los mismos como polítca
económica ha provocado dicha variación en el
periodo analizado.
Una comparativa de las variaciones de
los costos de energía eléctrica para este
mismo periodo se muestra en la figura 2. La
tendencia de los costos de energía para el año
2016, ha mantenido un crecimiento constante
por tarifa como sigue: 1B (2.26%), DAC
(15.86%), 2 (15.84%), 3 (23.69%), OM
(48.01%) y HM (18.49%).
Gráfico 2 Tendencia de los costos de energía.
Al mes de septiembre de 2016, los
costos de energía eléctrica por parte de la
empresa suministradora (CFE) en $US/kWh
son mostrados en la tabla III.
Tarifa Costo US$/kWh – Septiembre 2016
1B 0.1671
DAC 0.1938
2 0.1658
3 0.0859
OM 0.0680
HM 0.1106
Tabla 3 Costos de energía eléctrica.
De la tabla 3, se puede observar que
las tarifas residenciales (1B y DAC), así
como la tarfia comercial (2) en baja tensión,
presentan los mayores costos unitarios de
energía.
Perfiles de generación y consumo de
energía eléctrica
Con el objetivo de evaluar el impacto
económico que tienen los sistemas
fotovoltaicos interconectados en los sectores
residencial y comercial, dos tipos de usuarios
han sido considerados para su evaluación. Un
usuario contratado en tarifa Doméstica de
Alto Consumo (DAC) y otro clasificado
como Mediana Empresa contratado en tarifa
HM. Para el usuario en tarifa residencial
DAC, el consumo de energía eléctrica es el
único parámetro eléctrico que es considerado.
Por otro lado, para el usuario en tarifa HM,
existe una estructura más compleja en la que
intervienen siete parámetros para su cálculo.
La energía eléctrica consumida en periodos
definidos como base, intermedio y punta;
demanda máxima en los mismos periodos y
finalmente, el consumo de energía reactiva
cuyo objeto es determinar el factor de
operación del usuario.
Para realizar una comparación de
ambos casos, dos escenarios son propuestos.
El primero corresponde a condiciones de
operación nominales y el segundo bajo el
efecto de fenómenos meteorológicos en
temporada de ciclones.
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Ambos escenarios toman en cuenta
perfiles históricos de generación de energía
eléctrica en periodos de cada cinco minutos y
también perfiles de consumo de energía
eléctrica por día.
A. Usuario Residencial en tarifa DAC.
La estructura tarifaria DAC considera
únicamente la energía consumida en el
periodo facturable más un cargo fijo
adicional. Los perfiles de consumo de energía
históricos de dos años, los costos por
facturación y el costo unitario de energía
eléctrica son mostrados en la tabla III. El
sistema fotovoltaico interconectado para este
usuario es de 2 kWp y sus especificaciones
técnicas corresponden a las indicadas en la
tabla 4.
Periodo Energía Facturación
Costo
Unitario
(kWh) US$ (US$/kWh)
sep-oct
14
1,735
431.19 0.1923
nov-dic
14
609
156.05 0.1891
ene-feb
15
365
95.46 0.1837
mar-abr
15
725
172.65 0.1768
may-jun
15
2,047
454.00 0.1716
jul-ago
15
1,835
403.30 0.1695
sep-oct
15
1,780
408.86 0.1771
nov-dic
15
1,394
311.95 0.1709
ene-feb
16
617
141.08 0.1664
mar-abr
16
1,076
242.00 0.1697
may-jun
16
1,692
370.76 0.1682
jul-ago
16
1,513
357.49 0.1811
Tabla 4 Parámetros históricos usuario DAC.
B. Usuario Mediana empresa en tarifa
HM.
Para este caso, los perfiles de consumo de
energía eléctrica se clasifican en dos tipos:
días de la semana de lunes a viernes y fines de
semana de sábado a domingo. El sistema
fotovoltaico interconectado para este usuario
es de 500 kWp con las especificaciones
técnicas señaladas en la tabla I. Los perfiles
de consumo de energía y de generación del
sistema fotovoltaico interconectado son
mostrados en los gráficos 3 y 4,
respectivamente. Los perfiles de consumo de
energía históricos de un año, los costos por
facturación y el costo unitario de energía
eléctrica son mostrados en la tabla IV.
Gráfico 3 Perfiles de demanda del usuario HM.
Gráfico 4 Perfiles de generación del sistema
fotovoltaico.
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Periodo Energía Facturación
Costo
Unitario
(kWh) US$ (US$/kWh)
Septiembre
15 168,630 12,982.38 0.0770
Octubre 15 178,578 14,569.22 0.0816
Noviembre
15 175,142 13,355.43 0.0763
Diciembre
15 155,075 14,405.12 0.0929
Enero 16 113,042 11,536.24 0.1021
Febrero 16 94,406 7,957.32 0.0843
Marzo 16 134,090 12,117.92 0.0904
Abril 16 110,761 10,767.59 0.0972
Mayo 16 140,164 11,207.65 0.0800
Jun 16 155,087 11,165.94 0.0720
Jul 16 160,905 11,699.86 0.0727
Ago 16 100,255 8,717.64 0.0870
Tabla 5 Parámetros históricos usuario HM.
Evaluación de los costos nivelados de
energía
Tomando en consideración los factores
mencionados en la sección anterior y
aplicando la ecuación (1), han sido calculados
seis escenarios para el análisis del efecto de
los factores que intervienen en el cálculo de
los costos nivelados de energía. La tabla 6,
muestra las características asociadas a los
casos de estudio propuestos.
Caso Descripción
LCoE1 La inversión total es hecha por el usuario.
No toma en cuenta la degradación.
LCoE2
La inversión total es bajo un préstamo
bancario con un interés anual de 9%. No
toma en cuenta la degradación.
LCoE3
La inversión total es hecha por el usuario y
se considera un incentivo de impuestos
durante el primer año (16%). No toma en
cuenta la degradación.
LCoE4 Similar al caso LCoE1, pero incluye
degradación de los módulos fotovoltaicos.
LCoE5 Similar al caso LCoE2, pero incluye
degradación de los módulos fotovoltaicos.
LCoE6 Similar al caso LCoE3, pero incluye
degradación de los módulos fotovoltaicos.
Tabla 6 Casos de estudios LCoE.
Para determinar los costos nivelados
de energía descritos en la tabla 6, se elaboró
un programa computacional en Matlab toma
en cuenta los costos de los componentes del
sistema, degradación de los módulos
fotovoltaicos de 0.5% anual, tasa de
descuento anual del 6%, reemplazo de los
inversores cada 15 años, irradiación solar
promedio anual de 1,450 kWh/kWp, costo
anual por mantenimiento de 5 US$/kWp
(Aldo et al, 2014). Bajo estas consideraciones
se realizaron simulaciones sucesivas con
intervalos de 5 años de vida útil hasta
alcanzar 30 años. El Gráfico 5, muestra el
comportamiento de los costos nivelados de
energía para los seis casos propuestos de
análisis, mientras que la tabla 7 presenta sus
valores para rangos de vida útil del sistema.
Gráfico 5 Comparativo de costos nivelados de energía.
Caso Vidal útil en años
5 10 15 20 25 30
LCoE
1
0.357
4
0.206
0
0.176
2
0.149
7
0.134
7
0.125
3
LCoE
2
0.461
9
0.265
8
0.221
5
0.188
1
0.169
1
0.157
3
LCoE
3
0.300
8
0.173
6
0.151
6
0.128
9
0.116
0
0.108
0
LCoE
4
0.360
8
0.210
3
0.181
6
0.155
6
0.141
1
0.132
2
LCoE
5
0.466
3
0.271
3
0.228
3
0.195
5
0.177
1
0.165
9
LCoE
6
0.303
7
0.177
2
0.156
3
0.134
0
0.121
5
0.113
9
Tabla 7 Costos nivelados de energía en US$/kWh.
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De la tabla 7, se observa que el menor
costo nivelado de energía corresponde al caso
LCoE3 (0.1080) mientras que el mayor costo
nivelado de energía es en el caso LCo5
(0.1659). Desde el punto de vista operativo,
los casos LCoE 4 al 6 son los que deben ser
tomados en cuenta para determinar el costo –
beneficio del sistema completo, ya que
consideran la degradación por exposición de
los módulos por rayos ultravioleta y por
consiguiente el decremento gradual de
generación de energía eléctrica a lo largo de
la vida útil del sistema fotovoltaico.
En el Gráfico 6, esto puede verse más
claramente ya que los precios actuales de
energía eléctrica en tarifas domésticas con
subsidio 1B de (US$/kWh 0.1510) y sin
subsidio DAC de (US$/kWh 0.1860),
mientras que el costo nivelado de energía para
el caso LCoE6 es de (US$/kWh 0.1139), lo
cual representa un costo mayor por kWh de
32.57% y 63.30%, respectivamente.
La factibilidad económica del
proyecto en gran medida es influenciada por
la tasa de descuento, este parámetro fue
considerado del 6% para los casos de estudio,
sin embargo se han comparado los casos de
estudio analizados en un rango que va del 3%
al 15% de acuerdo a algunas tasas financieras
gubernamentales (Hernández et al, 2013).
Puede observarse de los sistemas del Gráfico
6 y tabla 8, que los costos nivelados de
energía pueden incrementarse al doble cuando
se hace una comparación entre los valores
mínimos y máximos de la tasa de descuento.
Comúnmente las tasas de descuento en los
sistemas fotovoltaicos suelen ser altas
relativamente, ya que la percepción en estas
tecnologías representa un alto riesgo.
Gráfico 6 Sensitividad de LCoE como función de la
tasa de descuento.
Además, de la tabla VII se puede
observar que para todos los casos analizados
una tasa de descuento mayor al 10%
representa un costo nivelado de energía
mayor al de la tarifa residencial con subsidio
en el escalón punta que es de 0.1510
US$/kWh, lo cual establece como límite
permisible este valor de tasa de descuento en
sistemas fotovoltaicos operando en
instalaciones residenciales en tarifa 1B. Para
el caso del usuario en tarifa DAC, una tasa
máxima del 12% establece el límite para
mantener una operación económica factible.
En los casos LCoE3 y LCoE6, la tasa de
descuento máxima permisible sobrepasa en
un punto porcentual LCoE6 (12%) con
respecto a LCoE3 (13%), esto debido al
efecto de la degradación de los módulos
fotovoltaicos y la pérdida del 7.25% en la
producción de energía eléctrica a lo largo de
los 30 años de vida útil del sistema
fotovoltaico. Para el usuario en tarifa HM, los
costos por unidad de energía eléctrica varían
cada mes a lo largo del año, por lo que se
puede identificar un rango de valores para la
tasa de descuento de 3% a 5%, con el fin de
mantener los costos de producción por unidad
de energía eléctrica del sistema fotovoltaico
equiparables a los ofrecidos por la empresa
suministradora.
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r (%) LCoE1 LCoE2 LCoE3 LCoE4 LCoE5 LCoE6
3 0.0942 0.1166 0.0820 0.1004 0.1243 0.0874
4 0.1040 0.1295 0.0902 0.1105 0.1375 0.0958
5 0.1144 0.1431 0.0989 0.1211 0.1514 0.1047
6 0.1253 0.1573 0.1080 0.1322 0.1659 0.1139
7 0.1367 0.1721 0.1175 0.1437 0.1810 0.1235
8 0.1484 0.1875 0.1272 0.1556 0.1965 0.1334
9 0.1605 0.2034 0.1373 0.1678 0.2126 0.1435
10 0.1730 0.2197 0.1477 0.1804 0.2290 0.1540
11 0.1857 0.2363 0.1583 0.1932 0.2458 0.1646
12 0.1987 0.2533 0.1691 0.2062 0.2629 0.1755
13 0.2119 0.2706 0.1801 0.2195 0.2803 0.1865
14 0.2253 0.2882 0.1913 0.2330 0.2979 0.1977
15 0.2389 0.3059 0.2026 0.2466 0.3157 0.2091
Tabla 8 Costos nivelados de energía como función de
la tasa de descuento en (US$/kWh)
Es importante señalar la reducción a 25 años
en la vida útil del sistema, representa mayores
costos nivelados de energía y por
consiguiente, el riesgo de la factibilidad
económica el proyecto.
Impacto de un fenómeno meterológico
Con el fin de evluar el impacto económico
que tiene la presencia de un huracán en los
costos de operación debido a la reducción de
generación de energía eléctrica en un sistema
fotovoltaico interconectado, se considera el
huracán “Patricia”, el cual impactó las costas
del pacifico Mexicano el 23 de octubre del
2015. La categoría registrada fue H5 en la
escal Saffir-Simpson. Los perfiles de
generación de energía eléctrica se registraron
mediante el sistema de monitoreo envoy –
enphase de la Universidad de Colima. El
impacto económico en la operación de los
sistemas fotovoltaicos interconectados se
puede resumir en dos vertientes.
Para el usuario residencial en tarifa
DAC tiene que ver directamente con la
reducción en la generación de energía
eléctrica.
Mientras que el promedio al día para
el sistema instalado de 2 kWp era de 9.388
kWh/día, el día que se presentó el huracán
“Patricia”, este valor cayó a 0.49 kWh/día. El
sistema fotovoltaico sólo operó al 5.41% de
su capacidad. El efecto en dicha tarifa fue un
incremento del 0.4913% en la facturación,
pasando de US$ 408.83 a US$ 410.84. Esto
implica un incremento proporcional en los
costos unitarios de energía eléctrica. En el
caso del usuario en tarifa HM, la
determinación del impacto económico se
realizó mediante un estudio de flujos de
potencia en series del tiempo, el cual
determina múltiples puntos de operación con
la presencia de un sistema interconectado y
con ello, identifica transferencias de energía y
reducción de las demandas a lo largo del día
(Venegas at al, 2016). Con la información
obtenida en dicha simulación parámetros de
energía y demanda debido al huracán
“Patricia” son mostrados en la tabla 9.
Tabla 9 Cambio de los parámetros de facturación.
Con los parámetros modificados por el
fenómeno meteorológico, la facturación tuvo
in incremento del 3.26%, pasando de US$
13,355.43 a US$ 13,790.86, es decir US$
435.53; los perfiles de generación del sistema
fotovoltaico interconectado durante la
presencia del huracán “Patricia” son
mostrados en el gráfico 7.
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Científica y Técnica 2016
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Artículo Revista de Aplicación Científica y Técnica Septiembre 2016 Vol.2 No.5 19-29
Gráfico 7 Perfiles de generación del sistema
fotovoltaico durante huracán “Paticia”.
De los análisis realizados en ambos
usuarios de puede determinar que el impacto
económico debido a la presencia de un
fenómeno meteorológico como el huracán
“Patricia” tiene un impacto poco significativo
en usuarios con tarifa residencial DAC de
0.4913% es sus costos operativos, mientas
que para un usuario en tarifa HM, se
presentan cambios en los parámetros
eléctricos de energía y demanda
significativamente, por lo que el impacto
económico en su operación es mayor y
alcanzó un incremento del 3,26% es un solo
día.
La presencia de este tipo de
fenómenos tiene lugar estadísticamente una o
dos veces al años en las costas del pacifico
Mexicano, por lo que el impacto económico
en la operación de sistemas fotovoltaicos no
afecta significativamente los costos nivelados
de energía eléctrica. Aunado a esto, la
tendencia en el incremento de los
combustibles fósiles, está ligada directamente
a los costos afectados por las empresas
suministradoras de energía eléctrica basadas
en fuentes convencionales.
Agradecimiento
Los autores agradecen el financiamiento
recibido por parte del Prodmep bajo contrato
IDCA718-UCOL-CA-48/2013.
Conclusiones
En este artículo ha sido empleada la
metodología para la evaluación económica de
sistemas fotovoltaicos a partir de sus costos
nivelados de energía. Diversos factores fueron
tomados en consideración para su
determinación y mediante un análisis de
sensitividades se puso a la vista que la
factibilidad en el desarrollo proyectos con
tecnologías alternativas debe basarse en la
selección adecuada en los rangos de los
factores para generar un menor incertidumbre
en la toma de decisiones.
Desde el punto de vista operacional,
dos usuarios contratados en tarifas residencial
y comercial fueron considerados para evaluar
su pertinencia económica. Además fue
introducido el caso de un fenómeno
meteorológico real que se presentó frente a
las costas del pacifico Mexicano y que tuve
efecto en el desempeño de los sistemas
fotovolticos interconectados.
Se demostró que el impacto
económico por la presencia de un huracán
para usuarios residenciales tiene poco efecto,
apenas 0.4913%. Mientras que para un
usuario en tarifa HM el impacto es mayor y
tuvo in incremento del 3.26% en los costos
operativos del sistema fotovoltaico
interconectado.
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Industriales. RVP-AI/2014-EDU-20. IEEE
Sección México.
Instrucciones para Autores
[Titulo en Times New Roman y Negritas No.14]
Apellidos en Mayusculas -1er Nombre de Autor †, Apellidos en Mayúsculas -2do Nombre de Autor Correo institucional en Times New Roman No.10 y Cursiva
(Indicar Fecha de Envio:Mes,Dia, Año); Aceptado(Indicar Fecha de Aceptación: Uso Exclusivo de ECORFAN)
Resumen
Titulo
Objetivos, metodología
Contribución
(150-200 palabras)
Indicar (3-5) palabras clave en Times New Roman y
Negritas No.11
Abstract
Title
Objectives, methodology
Contribution
(150-200 words)
Keyword
Cita: Apellidos en Mayúsculas -1er Nombre de Autor †, ApellidosenMayusculas -2do Nombre de Autor. Titulo del Paper.
Título de la Revista. 2015, 1-1: 1-11 – [Todo en Times New Roman No.10]
† Investigador contribuyendo como primer autor.
© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
Instrucciones para Autores
Introducción
Texto redactado en Times New Roman No.12,
espacio sencillo.
Explicación del tema en general y explicar
porque es importante.
¿Cuál es su valor agregado respecto de las
demás técnicas?
Enfocar claramente cada una de sus
características
Explicar con claridad el problema a solucionar y
la hipótesis central.
Explicación de las secciones del artículo
Desarrollo de Secciones y Apartados del
Artículo con numeración subsecuente
[Título en Times New Roman No.12, espacio
sencillo y Negrita]
Desarrollo de Artículos en Times New Roman
No.12, espacio sencillo.
Inclusión de Gráficos, Figuras y Tablas-
Editables
En el contenido del artículo todo gráfico, tabla y
figura debe ser editable en formatos que
permitan modificar tamaño, tipo y número de
letra, a efectos de edición, estas deberán estar en
alta calidad, no pixeladas y deben ser notables
aun reduciendo la imagen a escala.
[Indicando el título en la parte inferior con
Times New Roman No.10 y Negrita]
Grafico 1 Titulo y Fuente (en cursiva).
No deberán ser imágenes- todo debe ser editable.
Figura 1 Titulo y Fuente (en cursiva).
No deberán ser imágenes- todo debe ser editable.
Tabla 1 Titulo y Fuente (en cursiva).
No deberán ser imágenes- todo debe ser editable.
Cada artículo deberá presentar de manera
separada en 3 Carpetas: a) Figuras, b) Gráficos
y c) Tablas en formato .JPG, indicando el
número en Negrita y el Titulo secuencial.
Instrucciones para Autores
Para el uso de Ecuaciones, señalar de la
siguiente forma:
(1)
Deberán ser editables y con numeración alineada
en el extremo derecho.
Metodología a desarrollar
Dar el significado de las variables en redacción
lineal y es importante la comparación de los
criterios usados
Resultados
Los resultados deberán ser por sección del
artículo.
Anexos
Tablas y fuentes adecuadas.
Agradecimiento
Indicar si fueron financiados por alguna
Institución, Universidad o Empresa.
Conclusiones
Explicar con claridad los resultados obtenidos y
las posiblidades de mejora.
Referencias
Utilizar sistema APA. No deben estar
numerados, tampoco con viñetas, sin embargo
en caso necesario de numerar será porque se
hace referencia o mención en alguna parte del
artículo.
Ficha Técnica
Cada artículo deberá presentar un documento
Word (.docx):
Nombre de la Revista
Título del Artículo
Abstract
Keywords
Secciones del Artículo, por ejemplo:
1. Introducción
2. Descripción del método
3. Análisis a partir de la regresión por
curva de demanda
4. Resultados
5. Agradecimiento
6. Conclusiones
7. Referencias
Nombre de Autor (es)
Correo Electrónico de Correspondencia al Autor Referencia
Revista de Aplicación Científica y Técnica
Formato de Originalidad
Madrid, España a de del 20
Entiendo y acepto que los resultados de la dictaminación son inapelables por lo que deberán firmar
los autores antes de iniciar el proceso de revisión por pares con la reivindicación de
ORIGINALIDAD de la siguiente Obra.
Artículo (Article):
Firma (Signature):
Nombre (Name)
Revista de Aplicación Científica y Técnica
Formato de Autorización
Madrid, España a de del 20
Entiendo y acepto que los resultados de la dictaminación son inapelables. En caso de ser aceptado
para su publicación, autorizo a ECORFAN-Spain difundir mi trabajo en las redes electrónicas,
reimpresiones, colecciones de artículos, antologías y cualquier otro medio utilizado por él para
alcanzar un mayor auditorio.
I understand and accept that the results of evaluation are inappealable. If my article is accepted for
publication, I authorize ECORFAN-Spain to reproduce it in electronic data bases, reprints,
anthologies or any other media in order to reach a wider audience.
Artículo (Article):
Firma (Signature)
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Revista de Aplicación
Científica y Técnica
Aplicación de elemento espectral a la ecuación de onda completa
utilizando fronteras absorbentes
MUÑOZ-GONZALES, Sergio, SALDAÑA-CARRO, Cesar, BECERRA-
DIAZ, Julio y SANCHEZ-GARCIA, Gustavo
Revista de Aplicación Científica y Técnica
“Biodigestor para el uso de desechos orgánicos de sector ganadero rural”
HURTADO-RIVERA, Jacob, HERNÁNDEZ-CARBAJAL, Rafael, DÍAZ-
MARTÍNEZ, Joel y GARCÍA-VARGAS, Ma. del Rosario
“Capacitación para la construcción y uso de un secador solar en la comunidad kumiai
de San José de la Zorra”
CARPINTEYRO, Lina, TEÓN, Argelia, BALDERAS, Silvia
Universidad Tecnológica de Tijuana
“Detección y evaluación de daños en pavimento asfáltico mediante procesamiento de
imágenes digitales”
GARCÍA-CARRASCO, Uriel, MÁRQUEZ-DOMÍNGUEZ, José Alberto,
SÁNCHEZ-ACEVEDO, Miguel Ángel y SABINO-MOXO, Beatriz Adriana
Universidad de la Cañada
“Evaluación Económica de un Sistema Fotovoltaico Interconectado Basado en Costos
Nivelados de Energía”
VENEGAS-TRUJILLO, Tiberio, ARROYO-LEDESMA, Jaime, CONTRERAS-
AGUILAR, Luis y CASTILLO-TOPETE, Víctor
Universidad de Colima