Sistema aprovechamiento pluvial y uso de paneles solares para optimizar consumo agua y energía eléctrica en Instituto Superior Tecnológico. Otuzco

Abstract

La presente tesis aborda el tema de Sistema aprovechamiento pluvial y uso de paneles solares para optimizar consumo agua y energía eléctrica en Instituto Superior Tecnológico estatal de Otuzco, siendo el objetivo general Diseñar e implementar un sistema integrado de captación de agua de lluvia y generación de energía solar en el Instituto Superior Tecnológico de Otuzco, con el fin de optimizar el consumo de agua y energía eléctrica, promover la sostenibilidad y reducir los costos operativos de la institución. El método de investigación corresponde al método científico, según la finalidad o tipo de investigación es aplicada con un nivel descriptivo- correlacional y un diseño no experimental de corte transversal; así mismo la población y muestra son los cinco techos de la Institución Educativa Instituto Superior Tecnológico de Otuzco. El agua pluvial aprovechado o captada mediante los techos del Instituto superior, será para servicios higiénicos, Riego de áreas verdes, Jardines, huertos, etc. Limpieza áreas comunes, Laboratorios, talleres del Instituto Superior Tecnológico de Otuzco cuya población de alumnos máximo es 400. La demanda del agua (4,380 m3) es mayor que la oferta (147.384 m³), por lo que, Se debe evaluar la posibilidad de aumentar el área de captación, utilizar técnicas de ahorro de agua o complementar el suministro con otras fuentes. Un sistema fotovoltaico ayuda a evitar futuros costos en energía haciendo rentable su consumo, Reducción del gasto energético que puede ser medido calculando el gasto de los 400 alumnos al año en energías convencionales, restando la energía solar consumida, siendo el pago actual a Hidrandina mensual por el servicio de energía eléctrica de 1,300 soles. ( recibo en anexo). Se concluyó que existe las condiciones de las coberturas óptimas para garantizar la captación de aguas pluviales y uso de la energía eléctrica mediante paneles solares. Los techos son de material impermeable como la calamina y teja andina, con una pendiente mínima del 5%. El sistema de captación de agua de lluvia se realizará mediante canaletas con una eficiencia mínima del 80%. El agua pluvial es transportada mediante canaletas hasta un separador de primeras lluvias. El agua de lluvia llega a las cisternas y luego es elevada al tanque elevado mediante una electrobomba que cuya energía eléctrica es generada mediante paneles solares, con la instalación de dos filtros. El Volumen de almacenamiento es de 147.384 m3, y estarán distribuidas en 4 ix cisternas de 62.50 m3; 40 m3; 40 m3 y 22.50 m3 cada una para el consumo de actividades que requieran el agua en el Instituto Superior Tecnológico de Otuzco. Los datos y resultados identificados indican que la captación de agua de lluvia es una opción viable, pero requiere una inversión inicial de S/. 60,000.00 soles con un plazo de recuperación de diez años. Además, también es favorable la instalación de paneles solares para reducir el consumo eléctrico con una inversión de S/. 100,000 soles con un plazo de recuperación de dos años.

This thesis addresses the topic of the Rainwater Harvesting System and the use of solar panels to optimize water and electricity consumption at the State Higher Technological Institute of Otuzco, with the general objective being to design and implement an integrated rainwater harvesting and energy generation system. solar at the Instituto Superior Tecnológico de Otuzco, in order to optimize the consumption of water and electrical energy, promote sustainability and reduce the operating costs of the institution. The research method corresponds to the scientific method, depending on the purpose or type of research, it is applied with a descriptive-correlational level and a non-experimental cross-sectional design; Likewise, the population and sample are the five roofs of the Educational Institution Instituto Superior Tecnológico de Otuzco. The rainwater used or captured through the roofs of the Higher Institute will be used for hygienic services, irrigation of green areas, gardens, orchards, etc. Cleaning common areas, laboratories, workshops of the Higher Technological Institute of Otuzco whose maximum student population is 400. The demand for water (4,380 m3) is greater than the supply (147,384 m³), therefore, the possibility of increasing must be evaluated. the catchment area, use water-saving techniques or complement the supply with other sources. A photovoltaic system helps avoid future energy costs by making its consumption profitable. Reduction of energy expenditure that can be measured by calculating the expenditure of the 400 students per year on conventional energy, subtracting the solar energy consumed, with the current monthly payment to Hidrandina being Electricity service of 1,300 soles. (receipt attached). It was concluded that optimal coverage conditions exist to guarantee the collection of rainwater and use of electrical energy through solar panels. The roofs are made of waterproof material such as corrugated board and Andean tile, with a minimum slope of 5%. The rainwater collection system will be carried out through gutters with a minimum efficiency of 80%. Rainwater is transported through gutters to a first rain separator. The rainwater reaches the cisterns and is then lifted to the elevated tank using an electric pump whose electrical energy is generated by solar panels, with the installation of two filters. The storage volume is 147,384 m3, and will be distributed in 4 tanks of 62.50 m3; 40 m3; 40 m3 and 22.50 m3 xi each for the consumption of activities that require water at the Higher Technological Institute of Otuzco. The data and results identified indicate that rainwater harvesting is a viable option, but requires an initial investment of S/. 60,000.00 soles with a recovery period of ten years. In addition, the installation of solar panels is also favorable to reduce electricity consumption with an investment of S/. 100,000 soles with a recovery period of two years