Propuesta de un sistema de abastecimiento de agua y alcantarillado autosostenible en zonas rurales, usando energía solar y biocombustible

Abstract

El presente trabajo de investigación, se enfoca en el abastecimiento de agua potable y alcantarillado para localidades rurales que se desarrollan en la cima de la cordillera andina, cuyas viviendas se encuentran en cotas por encima de las fuentes de agua permanentes, para lo cual se hace imprescindible el uso de equipos de bombeo, pero al no existir servicio eléctrico en la localidad, se propone recurrir para la generación de energía, a dos alternativas renovables: la captación de la energía solar mediante paneles fotovoltaicos y la energía producida a partir del biocombustible. Para el abastecimiento de agua y alcantarillado de la localidad de Matipacca, se plantea estructuras que en su conjunto permite brindar un adecuado servicio, los mismos que fueron diseñadas bajo las normas nacionales y las recomendaciones de autores reconocidos. La valoración del costo de inversión de cada infraestructura fue calculada en base a partidas unitarias; también, el costo de operación y mantenimiento del sistema propuesto, fue estimada para permitir el adecuado funcionamiento del sistema durante todo el periodo de diseño; y la estimación económica de los beneficios sociales, se determinó bajo la curva de oferta, generando beneficios por recursos liberados y beneficios por incremento de consumo de agua. La rentabilidad económica del componente abastecimiento de agua potable mediante bombeo, utilizando la energía solar fotovoltaica y la energía producida a partir del biocombustible, fueron evaluadas mediante la metodología costo - beneficio, de lo cual se determinó que ambas alternativas son socialmente rentables para un periodo de diseño de 20 años, de la comparativa realizada entre ambas alternativas, se concluye que la más rentable para el abastecimiento de agua de la localidad de Matipacca, es usando la energía solar fotovoltaica por tener indicadores económicos más altos. La rentabilidad económica del componente alcantarillado fue evaluada mediante la metodología costo - efectividad, del cual se determinó que la propuesta de saneamiento básico es socialmente rentable, debido a que el valor del índice de costo efectividad es inferior al costo social per cápita máximo fijada por el ente rector, para un periodo de diseño de 20 años.

The present research work focuses on the supply of drinking water and sewage for rural localities that are developed at the top of the Andean mountain range, whose homes are located at heights above the permanent water sources, for which it is essential to use pumping equipment. Since there ¡s no electrical Service in the locality, it is proposed to resort to two renewable alternatives for power generation: the capture of solar energy through photovoltaic panels and energy produced from biofuel. For water supply and sewerage in the town of Matipacca, we propose structures that together provide adequate Service and were designed according to national standards and the recommendations of recognized authors. The valuation of the investment cost of each infrastructure was calculated based on unitary items; also, the cost of operation and maintenance of the proposed system was estimated to allow proper functioning of the system throughout the design period; and the economic estimate of the social benefits was determined under the supply curve, generating benefits for resources released and benefits for increased water consumption. The economic profitability of the drinking water supply component by pumping, using solar photovoltaic energy, and the electricity produced from biofuel were evaluated using the cost-benefit methodology, from which it was determined that both alternatives are socially profitable for a design period of 20 years. From the comparison made between the two alternatives, it is concluded that the most profitable for the water supply of the town of Matipacca is using solar photovoltaic energy because it has higher economic indicators. The economic profitability of the sewerage component was evaluated using the cost-effectiveness methodology, from which it was determined that the basic sanitation proposal is socially profitable, since the value of the cost-effectiveness index is lower than the maximum per capita social cost set by the governing body for a design period of 20 years.