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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
“ESTUDIO DE FACTIBILIDAD ECONÓMICA Y FINANCIERA
UTILIZANDO TECNOLOGÍA NET ZERO ENERGY PARA UN
PROYECTO DE VIVIENDA FAMILIAR DE CLASE MEDIA URBANA
EN LA CIUDAD DE QUITO”
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
MAURICIO ESTEBAN BELTRÁN MONTALVO
DIRECTOR: ING. MSc. PABLO ALEJANDRO PINTO GAIBOR
Quito, marzo 2016
DECLARACIÓN
Yo, Mauricio Esteban Beltrán Montalvo, declaro que el trabajo aquí descrito es de
mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o
calificación profesional; y, que he consultado las referencias que se incluyen en
este documento.
La Escuela Politécnica Nacional puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido lo la Ley de Propiedad
Intelectual, por su Reglamento y por su normativa institucional vigente.
_____________________________
Mauricio Beltrán Montalvo
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Mauricio Esteban Beltrán Montalvo, bajo mi supervisión.
____________________________
Ing. Msc. Pablo Pinto
DIRECTOR DE PROYECTO
AGRADECIMIENTO
A Dios padre todo poderoso, por darme la fuerza y la sabiduría para afrontar las vicisitudes que me presenta la vida paso a paso.
A mis padres Patricio y Rosa les agradezco por todo, simplemente gracias por todo.
Al Ing. Pablo Pinto por su esmero y dedicación en este proyecto, por siempre tener la predisposición de guiarme y ayudarme, y hacer que esto finalmente sea una realidad. Al Dr. Kibert por brindarme abiertamente su información.
A la Empresa Eléctrica Quito y su personal que supo brindarme el oportuno, desinteresado y muy acertado apoyo.
A todos los ingenieros de la carrera de ingeniería civil por los conocimientos impartidos en mis años de estudio para alcanzar mi vida profesional. A todos mis amigos que hicieron que estos años sean memorables e irrepetibles.
Gracias a ti, por estar en todo momento junto a mí.
DEDICATORIA
Dedico este proyecto a Dios porque es el eje de mi vida. De una manera muy especial dedico mis padres Patricio y Rosa que me han dado las herramientas necesarias para salir adelante y formarme como el ser humano que soy, todo se lo debo a ellos.
A mi tío Alex y mi tía Nora por ser mis amigos y mis segundos padres, por estar en cada paso que doy.
Finalmente también dedico mi proyecto a mis hermanos Vicky y Adri, porque los tres somos y seremos siempre uno solo.
vi
ÍNDICE DE CONTENIDO ÍNDICE DE ANEXOS ............................................................................................. ix
ÍNDICE DE GRÁFICOS .......................................................................................... x
ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................. xii
RESUMEN ........................................................................................................... xiv
ABSTRACT ........................................................................................................... xv
CAPÍTULO 1 .......................................................................................................... 1
1.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................... 1
1.2 ALCANCE ................................................................................................. 1
1.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO .......................................................... 2
1.4 OBJETIVO PRINCIPAL ............................................................................. 3
1.5 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................... 3
1.6 ANÁLISIS NACIONAL E INTERNACIONAL ............................................. 4
1.6.1 ANÁLISIS HISTÓRICO, SITUACIÓN ENERGÉTICA Y DE
RECURSOS. POLÍTICA ESTATAL Y MUNICIPAL. ........................................ 4
CAPÍTULO 2 ........................................................................................................ 41
CONSUMO ENERGÉTICO, MANEJO DE DESECHOS Y SITUACIÓN
METEOROLÓGICA .............................................................................................. 41
2.1 CONSUMO ENERGÉTICO ..................................................................... 41
2.1.1 DEMOGRAFÍA Y CRECIMIENTO ECONÓMICO ............................. 41
2.1.2 CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA ........................................... 45
2.1.1 PLIEGO TARIFARIO ........................................................................ 54
2.2 MANEJO DE DESECHOS ...................................................................... 55
2.2.1 PLIEGO TARIFARIO ........................................................................ 55
2.2.2 SISTEMA DE RECOLECCIÓN ......................................................... 57
2.3 METEOROLOGÍA ................................................................................... 60
2.3.1 INSOLACIÓN.................................................................................... 61
vii
2.3.2 INSOLACIÓN MENSUAL EN EL DMQ ............................................. 63
CAPÍTULO 3 ........................................................................................................ 65
ANÁLISIS DE LA DEMANDA ENERGÉTICA DE LA VIVIENDA Y DE LA
GENERACIÓN POR FUENTES ALTERNAS ....................................................... 65
3.1 DEMANDA ENERGÉTICA ...................................................................... 65
3.1.1 ARQUITECTURA SOSTENIBLE, SISTEMA ELÉCTRICO,
SANITARIO Y MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN .................................... 65
3.1.2 HISTORIAL DE CONSUMO ............................................................. 73
3.2 GENERACIÓN POR FUENTES ALTERNAS .......................................... 77
3.2.1 ENERGÍA EÓLICA ........................................................................... 77
3.2.2 ENERGÍA GEOTÉRMICA ................................................................ 78
3.2.3 ENERGÍA FOTOVOLTAICA ............................................................. 79
3.2.4 SISTEMA FOTOVOLTAICO ............................................................. 80
3.3 DISEÑO DEL SISTEMA .......................................................................... 84
3.3.1 EFICIENCIA DEL SISTEMA ............................................................. 86
3.3.2 ESCENARIO 1 DE GENERACIÓN ENERGÉTICA .......................... 87
3.3.3 ESCENARIO 2 DE GENERACIÓN ENERGÉTICA .......................... 98
CAPÍTULO 4 ...................................................................................................... 105
ANÁLISIS FINANCIERO DEL PROYECTO ....................................................... 105
4.1 EVALUACIÓN DEL PROYECTO .......................................................... 105
4.1.1 FLUJO DE CAJA ............................................................................ 105
4.1.2 COSTO DE CAPITAL O TASA DE DESCUENTO .......................... 106
4.1.3 PROCESO DE EVALUACIÓN DE PROYECTOS .......................... 113
4.1.4 MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE PROYECTOS .......................... 115
4.2 PRESUPUESTO DEL SISTEMA .......................................................... 120
4.2.1 COSTOS DE MANTENIMIENTO .................................................... 122
4.3 RED ELÉCTRICA PÚBLICA Y GAS CENTRALIZADO ......................... 123
viii
4.4 FLUJO DE CAJA ................................................................................... 125
CAPÍTULO 5 ...................................................................................................... 127
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................... 127
5.1 CONCLUSIONES.................................................................................. 127
5.2 RECOMENDACIONES ......................................................................... 129
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 131
ANEXOS ............................................................................................................ 135
ix
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO A PLIEGO TARIFARIO VIGENTE DE CONSUMO ENERGÉTICO.
PERÍODO DE CONSUMO: 1-30 DE NOVIEMBRE 2015 ................................... 136
ANEXO B INSOLACIÓN DIRECTA, DIFUSA Y GLOBAL PROMEDIO ............ 140
ANEXO C PROMEDIO DE CONSUMO KWH/MES POR PARROQUIA ........... 144
ANEXO D HISTORIAL DE CONSUMO DE 44 SUMINISTROS ........................ 147
ANEXO E FACHADA Y PLANTAS DEL PROYECTO DE VIVIENDA ............... 153
ANEXO F FICHA TÉCNICA MÓDULOS SIMAX ............................................... 157
ANEXO G FICHA TÉCNICA DEL CONTROLADOR MORNINGSTAR ............. 159
ANEXO H FICHA TÉCNICA BANCO DE BATERÍAS ULTRACELL .................. 162
ANEXO I FICHA TÉCNICA INVERSOR POWERSTAR .................................... 165
ANEXO J ALTERNATIVA 1............................................................................... 168
ANEXO K ALTERNATIVA 2 .............................................................................. 171
ANEXO L ALTERNATIVA 3 .............................................................................. 174
ANEXO M ALTERNATIVA 4 ............................................................................. 177
ANEXO N ALTERNATIVA 5 .............................................................................. 180
x
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1.1 Evolución de la oferta de energía por fuentes ..................................... 8
Gráfico 1.2 Evolución de la demanda energética por sectores. ............................. 8
Gráfico 1.3 Variación de la demanda energética por sectores. ............................. 9
Gráfico 1.4 Consumo de los sectores económicos por tipo de fuente. ................. 10
Gráfico 1.5 Producción ERNC 2013. .................................................................... 10
Gráfico 1.6 Participación de energía renovable en generación eléctrica. ............. 11
Gráfico 1.7 Consumo mensual promedio de electricidad en hogares. ................. 12
Gráfico 1.8 Consumo mensual promedio de electricidad en hogares. ................. 13
Gráfico 1.9 Prácticas de ahorro de energía. ......................................................... 13
Gráfico 1.10 Acceso al servicio de agua potable. ................................................. 16
Gráfico 1.11 Tratamiento de agua en los hogares. .............................................. 17
Gráfico 1.12 Calidad del agua. ............................................................................. 17
Gráfico 1.13 Cronología de estudio de hogares. .................................................. 19
Gráfico 1.14 Clasificación de Residuos. ............................................................... 19
Gráfico 1.15 Hogares que no clasifican residuos. ................................................ 20
Gráfico 1.16 Hogares que no clasifican residuos por Ciudades Principales. ....... 20
Gráfico 1.17 Disposición final de residuos peligrosos. ......................................... 21
Gráfico 1.18 Prácticas de ahorro de agua. ........................................................... 22
Gráfico 1.19 Energía relacionada con emisiones de dióxido de carbono per cápita
en el escenario 450 .............................................................................................. 23
Gráfico 1.20 Casa Caliente Limpia K’OÑICHUYAWASI. ..................................... 25
Gráfico 1.21 Líneas de encuentro entre las estrategias de cambio climático y
construcción sostenible en Colombia. .................................................................. 26
Gráfico 1.22 Inundación del Estado de Florida, incremento 5 metros en el nivel del
mar. ...................................................................................................................... 29
Gráfico 1.23 Edificio ZEB-A (Cabo Cañaveral, Florida, 2013). ............................. 31
Gráfico 1.24 Edificio ZEB-B (Oberlin College, Ohio). ........................................... 32
Gráfico 1.25 Edificio ZEB-C (NREL, Colorado). ................................................... 32
Gráfico 1.26 Producción vs consumo energético. ................................................ 34
Gráfico 1.27 Número de proyectos NZE en 2012 y 2014 en Norte América. ....... 36
xi
Gráfico 2.1 Tasa de crecimiento demográfico Ecuador, Colombia y Perú. .......... 43
Gráfico 2.2 Área de servicio de la Empresa Eléctrica Quito. ................................ 47
Gráfico 2.3 Evolución del promedio anual del número de clientes. ...................... 49
Gráfico 2.4 Evolución de los MWh facturados a los clientes regulados. .............. 52
Gráfico 2.5 Esquema de flujo de la gestión de residuos sólidos en el cantón Quito.
............................................................................................................................. 58
Gráfico 2.6 Energía promedio ingresada a la tierra en TW-año. .......................... 61
Gráfico 2.7 Red de celdas NREL en Ecuador. ..................................................... 62
Gráfico 2.8 Grilla de insolación solar en Ecuador. ................................................ 62
Gráfico 3.1 Confort térmico. ................................................................................. 67
Gráfico 3.2 Estrategias ecológicas para las distintas fases. ................................. 68
Gráfico 3.3 Foco fluorescente (ahorrador)............................................................ 70
Gráfico 3.4 Focos con tecnología LED. ................................................................ 71
Gráfico 3.5 Sistema inodoro doble flujo. ............................................................... 72
Gráfico 3.6 Grifo con aireador. ............................................................................. 73
Gráfico 3.7 Promedio mensual de consumo de suministros en la parroquia “El
Batán”. .................................................................................................................. 76
Gráfico 3.8 Parque Eólico Villonaco (Loja, Ecuador). ........................................... 78
Gráfico 3.9 Central geotérmica. ............................................................................ 79
Gráfico 3.10 Célula fotovoltaica. ........................................................................... 81
Gráfico 3.11 Panel fotovoltaico en Cantebury (Nuevo Hampshire, Estados
Unidos). ................................................................................................................ 81
Gráfico 3.12 Sistema fotovoltaico sin inversor. ..................................................... 82
Gráfico 3.13 Sistema fotovoltaico con inversor. ................................................... 84
Gráfico 4.1 Riesgo total ...................................................................................... 109
Gráfico 4.2 Coeficiente Beta sectorial ................................................................ 111
xii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.1 Mejora en el suministro de agua (% de la población con acceso). ....... 15
Tabla 1.2 Categorización de NZEB según la locación del sistema de Energía
Renovable. ........................................................................................................... 31
Tabla 2.1 Proyección de la población en la provincia de Pichincha (por cantones).
............................................................................................................................. 44
Tabla 2.2 Evolución del promedio anual del número de clientes. ......................... 48
Tabla 2.3 Composición porcentual de la evolución del promedio anual del número
de clientes. ........................................................................................................... 50
Tabla 2.4 Evolución de los MWh facturados a los clientes regulados. ................. 51
Tabla 2.5 Promedio anual de kWh de consumo por grupo de consumo. ............. 53
Tabla 2.6 Promedio mensual de kWh de consumo por grupo de consumo. ........ 54
Tabla 2.7 Valor a añadirse por estrato de acuerdo al SBU. Período de consumo:
1-30 de Noviembre 2015. ..................................................................................... 56
Tabla 2.8 Insolación mensual en el DMQ. ............................................................ 63
Tabla 2.9 Horas pico de sol en el DMQ. ............................................................... 64
Tabla 3.1 Consumo promedio mensual de electricidad Diciembre 2013-Noviembre
2015. .................................................................................................................... 75
Tabla 3.2 Promedio de consumo de electricidad por mes Diciembre 2013-
Noviembre 2015. .................................................................................................. 76
Tabla 3.3 Requerimiento de potencia (W) de trabajo de artefactos eléctricos
comunes en un hogar. .......................................................................................... 86
Tabla 3.4 Eficiencia de principales tecnologías fotovoltaicas. .............................. 87
Tabla 3.5 Cargas de una vivienda promedio – Escenario 1. ................................ 88
Tabla 3.6 Consumo eléctrico de proyecto de vivienda con focos fluorescentes... 89
Tabla 3.7 Consumo eléctrico de proyecto de vivienda con focos incandescentes.
............................................................................................................................. 89
Tabla 3.8 Consumo eléctrico de proyecto de vivienda con focos LED. ................ 90
Tabla 3.9 Datos del sistema fotovoltaico - Escenario 1. ....................................... 93
Tabla 3.10 Determinación del número y área de implantación de paneles
fotovoltaicos - Escenario 1. .................................................................................. 94
xiii
Tabla 3.11 Días Negros en Quito. ........................................................................ 96
Tabla 3.12 Número de baterías para almacenamiento de energía - Escenario 1. 97
Tabla 3.13 Cargas de una vivienda promedio – Escenario 2 ............................... 98
Tabla 3.14 Consumo eléctrico de proyecto de vivienda con focos fluorescentes. 99
Tabla 3.15 Consumo eléctrico de proyecto de vivienda con focos incandescentes.
........................................................................................................................... 100
Tabla 3.16 Consumo eléctrico de proyecto de vivienda con focos LED. ............ 100
Tabla 3.17 Datos del sistema fotovoltaico - Escenario 2. ................................... 102
Tabla 3.18 Determinación del número y área de implantación de paneles
fotovoltaicos - Escenario 2. ................................................................................ 103
Tabla 3.19 Número de baterías para almacenamiento de energía - Escenario 2.
........................................................................................................................... 104
Tabla 4.1 Riesgo País (EMBI Ecuador) .............................................................. 108
Tabla 4.2 Tasa de inflación mensual en Ecuador ............................................... 112
Tabla 4.3 Costo de capital .................................................................................. 113
Tabla 4.4 Presupuesto del sistema fotovoltaico propuesto para el Escenario 1 121
Tabla 4.5 Presupuesto del sistema fotovoltaico propuesto para el Escenario 2 122
Tabla 4.6 Cálculo de planilla de consumo eléctrico – Escenario 1 ..................... 124
Tabla 4.7 Cálculo de planilla de consumo eléctrico – Escenario 2 ..................... 124
Tabla 4.8 Valor del consumo promedio de gas centralizado .............................. 125
xiv
RESUMEN
Esta tesis tiene como objeto determinar la factibilidad económica y financiera de la
implementación en edificaciones de un sistema autosustentable de energía
eléctrica. Surge la necesidad de plantear alternativas de generación de energía
limpia debido a que los patrones climáticos en el planeta tierra están cambiando a
causa de las emisiones de dióxido de carbono hacia la atmósfera. Esto lleva a
una conciencia de cambio en la población en general hacia la disminución del
consumo de los recursos naturales, por esto se maneja a nivel mundial el
concepto de Net Zero Energy, que significa que una edificación debe producir en
un año la misma cantidad de energía con recursos renovables que la que
consume, que, junto con otros parámetros como el buen uso de materiales de
construcción, diseño arquitectónico adecuado, elementos ahorradores en
sistemas eléctricos y de agua, así como también la separación de residuos,
forman una construcción sostenible. La falta de políticas en el Ecuador en materia
de construcción sostenible ha frenado el desarrollo de proyectos planteados bajo
este concepto al igual que los altos subsidios que el estado implementa en la
generación de energía con recursos naturales. Frente a esta situación se plantea
la generación de energía limpia con un sistema fotovoltaico que utiliza el sol como
fuente al ser gratuita e ilimitada. Sin embargo el alto costo que estos sistemas
manejan se debe principalmente a la utilización de baterías para almacenamiento
de energía, y esto sucede porque no existe la posibilidad de conectarse a la red
pública manejando una compra-venta de energía que permita que el proyecto sea
factible financiera y económicamente, pues en las condiciones actuales no lo es.
Palabras clave: Cambio climático, net zero energy, energía renovable, paneles
solares.
xv
ABSTRACT
This thesis aims to determine the economic and financial feasibility of
implementation in buildings of a self-sustaining power system. Arises the need to
propose alternatives for clean energy generation because the weather patterns on
the planet earth are changing because of emissions of carbon dioxide into the
atmosphere, this leads to an awareness of change in the population towards
decreasing consumption of natural resources. This is why it is handled worldwide
the concept of Net Zero Energy, which means that a building must produce by
renewable resources in a year the equal amount of energy consumed by itself.
This concept among other parameters such as good use of building materials,
proper architectural design, saving elements in electrical and water systems and
waste separation, form a sustainable construction. The lack of policies in Ecuador
related to sustainable construction has slowed the development of projects
proposed under this concept, as the high subsidies that the state implements in
the energy generation with natural resources. The generation of clean energy with
a photovoltaic system arises using the sun as a source which is free and unlimited,
however the high cost of these systems is mainly due to the use of batteries to
storage energy, and this is because there is no possibility to connect to the public
network managing a buy-sale of energy that allows the financial and economically
project feasibility, because under current conditions it is not.
Keywords: Climate change, net zero energy, renewable energy, solar panels.
1
CAPÍTULO 1
1.1 INTRODUCCIÓN
Este capítulo tiene como objetivo dar una visión general del concepto de
autosustentabilidad y su utilización en la construcción y operación de una
edificación de vivienda familiar en la ciudad de Quito utilizando NET ZERO
ENERGY, y que además sea factible en perspectivas tanto técnica, económica y
financiera para los promotores y usuarios del proyecto. La investigación permitirá
llenar el vacío que existe actualmente en el país con respecto a la tecnología Net
Zero Energy que retrasa el desarrollo en materia de recursos autosustentables. La
tecnología de Net Zero Energy no está enteramente direccionada ni para el sector
público ni para el privado, por lo que, en caso de que los resultados terminaren
favorables podría ser utilizada por ambos sectores.
1.2 ALCANCE
Para delimitar el alcance del proyecto es necesario el planteamiento del problema
con respecto al tema en los sistemas constructivos de la ciudad, revisando como
se encuentra actualmente.
En el Ecuador se maneja un sistema energético basado en energía renovable y
no renovable, siendo el porcentaje de producción al 2013 del 46% y 54%
respectivamente. Con respecto al porcentaje de energía renovable se conoce que
va en aumento, el país sin ser aún autosuficiente genera un escenario óptimo
para el desarrollo de tecnologías que aporten al incremento.
La energía es el sector estratégico más importante para el gobierno nacional, tal
como se demuestra en los planes y programas puestos en marcha en los últimos
7 años. Este es el caso del cambio de la matriz productiva donde tiene gran
influencia la producción de energía autosustentable como la energía
hidroeléctrica. Es por esto que en un futuro mediato la producción de energía
hidroeléctrica aumentará aproximadamente en un 15%, con referencia a la
2
producción global de energía en el país, pues el objetivo principal es la
eliminación de dependencia de los combustibles fósiles. Sin embargo otros tipos
de energía como la solar o la eólica tienen una tendencia a la baja.
Mientras que en el Ecuador se crean nuevas presas para generación de energía
eléctrica, en el estado de California en EEUU, se ha declarado que la energía
hidroeléctrica no es más energía limpia por la huella que deja en el medio
ambiente la construcción de grandes presas.
La situación actual tanto global como nacional referente a los recursos hídricos
nos indica que se debe considerar su conservación a futuro puesto que son
recursos que cada vez resultan más escasos. Se debe tomar en cuenta además
que la contaminación se da en un gran porcentaje por falta de políticas de
regulación y de gestión integral. El uso no racional del recurso hace que se
desperdicie sin tomar en cuenta la gravedad del tema para las generaciones
venideras.
Otro factor dentro de este estudio será el tratamiento de los residuos sólidos en el
país, el que no ha sido adecuadamente atendido, en las ciudades de Ecuador se
ha invertido muchos recursos en la recolección de residuos, sin tomar mucho en
cuenta el manejo y la disposición final. En la actualidad a consecuencia de la
intervención y gestión de ONGs, de entidades privadas y gubernamentales el
tratamiento y manejo de los residuos urbanos ha mejorado, sin embargo, el
manejo y la separación dentro de cada uno de los hogares no ha tenido un
cambio por lo que aún queda mucho por mejorar.
En caso de que los sectores; energético, de recursos hídricos y manejo de
residuos urbanos continúen tal como se presentan en la actualidad, se llegaría a
situaciones complejas que podrían llegar a ser irreversibles.
1.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
El presente estudio podría contribuir a apoyar la teoría de que se puede utilizar
energía autosustentable en la construcción y operación de una edificación de
3
vivienda, y que además sea factible técnica, económica y financieramente para
los promotores y usuarios del proyecto.
Los resultados esperados de la investigación aportarían conocimiento en un
campo escasamente estudiado en el medio local, pudiendo ser profundizado con
trabajos posteriores.
Los resultados de la investigación se espera que puedan impulsar a repensar la
realidad en cuanto a construcción y manejo de autosustentabilidad derivando a
nuevas investigaciones.
1.4 OBJETIVO PRINCIPAL
Proponer un nuevo sistema autosustentable de energía para edificaciones a
construirse en el Distrito Metropolitano de Quito (DMQ).
1.5 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Ilustrar el concepto de qué es Net Zero Energy (NZE).
· Investigar qué se está haciendo en otros países con respecto a NZE.
· Investigar qué se está haciendo en el Ecuador con respecto a NZE.
· Determinar el costo inicial de un proyecto de vivienda añadiendo
consideraciones NZE
· Encontrar el valor actual neto (VAN), la tasa interna de retorno (TIR) y la
relación beneficio-costo (B/C) del proyecto en mención.
4
1.6 ANÁLISIS NACIONAL E INTERNACIONAL
1.6.1 ANÁLISIS HISTÓRICO, SITUACIÓN ENERGÉTICA Y DE RECURSOS.
POLÍTICA ESTATAL Y MUNICIPAL.
1.6.1.1 Reseña Histórica
Los patrones climáticos como el calentamiento de la tierra, el agujero en la capa
de ozono, el efecto invernadero, la deforestación, contaminación de agua,
disminución de biodiversidad, en general, están cambiando. Si bien es cierto que
estos cambios han sucedido a lo largo de la vida del planeta, en este tiempo es
diferente, por primera vez la sociedad humana está enfrentándolos a nivel global y
esto ha hecho que la habitabilidad en nuestro planeta se vea afectada1.
Para una visión más amplia del clima y sus cambios se realiza un recuento
histórico que inicia en 1712 donde el Británico Thomas Newcomen inventa la
primera máquina de vapor, abriendo el camino para la Revolución Industrial y al
uso a escala industrial del carbón, pasando por 1896 cuando el sueco Svante
Arrhenius concluye que la quema industrial del carbón incrementa el efecto
invernadero debido a las emisiones de CO2.
En 1927 se determina que las emisiones de carbono por la quema de
combustibles fósiles alcanzan un billón de toneladas por año, y once años
después en 1938 utilizando datos de 147 estaciones climáticas alrededor del
mundo, el Ingeniero Británico Guy Callendar muestra que las temperaturas han
incrementado en el último siglo, tiempo en el que las concentraciones de CO2
también se elevaron, pero este fenómeno al que se le conocía como el “Efecto
Callendar” fue ampliamente rechazado por los meteorólogos.
Posteriormente para 1965 se concluye que la temperatura en el mundo había
incrementado entre 3-4°C, y la Presidencia de Estados Unidos advierte que el
efecto invernadero es un tema de “real preocupación”.
1 Museo Americano de Historia Natural, (2015), Climate change. http://www.amnh.org/exhibitions/past-exhibitions/climate-change
5
En 1972 se presenta la primera conferencia de las Naciones Unidas, “Clima
Cambia Fuertemente”. Para 1990 se alcanza emisiones de carbono por la quema
de combustibles fósiles e industria hacia la atmósfera de 6 billones de toneladas
por año.
Como se muestra, el interés hacia un comportamiento más amigable con el medio
ambiente debido al cambio climático ha ido en aumento a nivel mundial, siendo
expresado en los últimos tiempos por ejemplo en junio de 1992 en Río de Janeiro
por las Naciones Unidas en su conferencia sobre Medio Ambiente y Desarrollo
llamada “CUMBRE DE LA TIERRA”, cuyo objetivo fundamental acordado por las
naciones es “la estabilización de las concentraciones de gases de efecto
invernadero en la atmósfera a un nivel que impida interferencias antropogénicas
peligrosas en el sistema climático”2, comprometiéndose los países desarrollados a
disminuir sus emisiones a los niveles que se manejaban en 1990, cinco años
después en 1995 El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el cambio
climático (IPCC por sus siglas en Inglés) en su Segundo Reporte de Evaluación
concluye que el balance de evidencia sugiere una influencia humana en el cambio
climático, y esta es la primera vez en la que se genera una declaración definitiva
en la que los humanos son responsables por el cambio climático.
Tres años después en 1998 el Fenómeno del Niño combinado con el
calentamiento global genera un récord en cuanto a temperatura en un año.
Siendo el promedio de temperatura alcanzado 0.52°C mayor al período entre
1961-90.
Para el mes de septiembre de 2002 se desarrolla otra conferencia de las
Naciones Unidas, llamada, “CUMBRE MUNDIAL DE DESARROLLO
SOSTENIBLE”, donde se comprometen a cumplir con los objetivos planteados en
1992 en Río de Janeiro.
En 2006 las emisiones de carbono por la quema de combustibles fósiles hacia la
atmósfera alcanzan los 8 billones de toneladas por año. En septiembre de 2014
las Naciones Unidas celebran la “CUMBRE SOBRE EL CLIMA 2014” donde se
2 BBC News. (2015). Una historia breve del cambio climático. http://www.bbc.com/news/science-environment-15874560
6
destaca el compromiso de los líderes mundiales a reducir las emisiones de gases
contaminantes para que el incremento de temperatura sea menor a 2°C.
1.6.1.2 Proyección del Cambio Climático
Contemplando el contexto histórico y lo que se prevé a futuro3, se indica, cómo
el cambio climático incidirá en mayor magnitud en los países que se
encuentran en desarrollo, puesto que los efectos que se generan por el mismo
implican riesgos principalmente económicos al verse afectada la agricultura,
consecuentemente los alimentos y el suministro de agua. Se prevé además
que para el año de 2100 4 la temperatura promedio anual incremente entre 1-
5°C, este y otros cambios dependen de la locación y de los siguientes
escenarios5:
· La velocidad con la que los niveles de concentración de gases que generan
el efecto invernadero continúen incrementando.
· La firmeza con la que características del clima como la temperatura,
precipitación y nivel del mar se comporten ante el incremento de los gases
que generan el efecto invernadero.
· Influencias y procesos naturales en el clima y su sistema como actividad
volcánica y patrones de circulación oceánica.
· Cambios en los patrones de tormentas, tanto lluvia como nieve son
probables a suceder aun cuando son menos certeros a los que son
relacionados con la temperatura.
Estos cambios, sumados con la variación del nivel del mar, y la frecuencia e
intensidad de los eventos extremos probablemente afectarán la cantidad de
energía en cuanto a producción y consumo6. Éstos incrementan el uso de
climatización en lugares cerrados, ya que en climas cálidos existe una tendencia a
3 Banco Mundial, (2015), Cambio climático, http://datos.bancomundial.org/tema/cambio-climatico 4 Banco Mundial, (2015), Cambio climático, http://climate4development.worldbank.org/ 5 United States Environmental Protection Agency, (2015), Future Climate Change, http://www.epa.gov/climatechange/science/future.html 6 United States Environmental Protection Agency, Future Climate Change, http://www.epa.gov/climatechange/impacts-adaptation/water.html
7
utilizar más energía para aire acondicionado que gas natural o quema de madera.
En el caso de Estados Unidos, si la temperatura incrementa de 6,3-9°C se podría
aumentar la necesidad de generación energética entre 10-20% para 2050, este
incremento de demanda podría requerir inversiones en infraestructura energética
que podrían significar cientos de millones de dólares.
Debido a usos como la agricultura, construcción, manufacturación, producción
energética, navegación, etc. En muchas áreas es probable que la demanda de
agua incremente y las fuentes de agua disminuyan, poniendo a prueba a los
gestores del agua para que puedan satisfacer las necesidades tanto de,
comunidades en constante crecimiento como ecosistemas sensibles.
1.6.1.3 Situación Energética
El informe de Balance Energético publicado por el Ministerio de Sectores
Estratégicos del Ecuador a finales del 2014 indica que en la oferta de energía
primaria, la que es considerada como “toda forma de energía disponible en la
naturaleza antes de ser convertida o transformada en un centro de
transformación7”, el petróleo es la principal fuente participando con el 91%, la
energía renovable participa con el 5%, y otras fuentes con el otro 4% del total de
la matriz energética del país para el año del 2013.
En el gráfico 1.1 se puede observar la cantidad de kilo barriles equivalentes de
petróleo (kbep) que el país ha ofertado entre 1970-2013.
En el gráfico 1.2 se observa la cantidad de kbep que en un período de tiempo de
43 años, los diferentes sectores económicos han demandado siendo el sector
transporte el mayor demandante con el 49% del total de la demanda para el 2013
con una tasa anual de crecimiento promedio cercana al 6%, el sector residencial
en tercer lugar con un representativo 12%, la construcción aparece como el sexto
sector de siete con el 4%.
7 Ministerio de Sectores Estratégicos, (2014), Resumen Balance Energético Nacional, pág 8.
8
GRÁFICO 1.1 EVOLUCIÓN DE LA OFERTA DE ENERGÍA POR FUENTES
FUENTE: BALANCE DE SITUACIÓN ENERGÉTICA 2014 – ECUADOR. PÁG. 14
GRÁFICO 1.2 EVOLUCIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA POR SECTORES.
FUENTE: BALANCE DE SITUACIÓN ENERGÉTICA 2014 – ECUADOR. PÁG. 12
9
En el gráfico 1.3 se puede visualizar que el cambio de la demanda energética en
el país en la mayoría de sectores muestra un crecimiento, mientras que el sector
residencial marca un descenso del 1.3% en relación con el año 2012. En el
gráfico 1.4 se observa el consumo del sector económico residencial por fuente en
porcentaje, en el que el único representante de la energía renovable no
convencional (ERNC) es la leña con el 10%. En el gráfico 1.5 se puede ver en
kbep que de la producción de la ERNC el 80% lo abarca la producción tanto de
bagazo de caña como de leña, y tan solo el 0.93% se reparten entre energía
eólica y solar fotovoltaica lo que indica por qué no aparecen estos dos últimos
tipos de energía en el gráfico 1.4.
GRÁFICO 1.3 VARIACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA POR SECTORES.
FUENTE: BALANCE DE SITUACIÓN ENERGÉTICA 2014 – ECUADOR. PÁG. 13
10
GRÁFICO 1.4 CONSUMO DE LOS SECTORES ECONÓMICOS POR TIPO DE
FUENTE.
FUENTE: BALANCE DE SITUACIÓN ENERGÉTICA 2014 – ECUADOR. HOJA
F.1.19
GRÁFICO 1.5 PRODUCCIÓN ERNC 2013.
FUENTE: BALANCE DE SITUACIÓN ENERGÉTICA 2014 – ECUADOR. PÁG. 23
11
En relación a la producción energética nacional, Ecuador al 2013 produjo 1.86
veces más energía de la necesaria lo que nos indica que existe una suficiencia
energética, y de esta producción, la energía renovable participó con el 48% como
se visualiza en el gráfico 1.6.
GRÁFICO 1.6 PARTICIPACIÓN DE ENERGÍA RENOVABLE EN GENERACIÓN
ELÉCTRICA.
FUENTE: BALANCE DE SITUACIÓN ENERGÉTICA 2014 – ECUADOR. PÁG. 35
El consumo mensual promedio de electricidad en dólares de todo el país,
presenta un incremento en el período entre 2012 y 2014 mostrando una tendencia
a la alza, sin ser mayor al 6% de un salario básico unificado. (Gráfico 1.7)
12
GRÁFICO 1.7 CONSUMO MENSUAL PROMEDIO DE ELECTRICIDAD EN
HOGARES.
FUENTE: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS Y CENSOS,
INFORMACIÓN AMBIENTAL EN HOGARES 2014 PÁG. 25
Tal como se muestra en el gráfico 1.8, el consumo energético en las zonas
urbanas es 1.57 veces superior al de las zonas rurales. El consumo de acuerdo a
la cantidad de habitantes en el hogar no presenta un incremento constante, y el
promedio nacional se encuentra entre 3 y 4 habitantes por hogar.
En el gráfico 1.9 se presenta en porcentaje las prácticas de ahorro energético en
los hogares del Ecuador, y estos datos indican que sí se tiene presente el ahorro
energético, pero se lo debe fortalecer para que se vuelva cotidiano.
13
GRÁFICO 1.8 CONSUMO MENSUAL PROMEDIO DE ELECTRICIDAD EN HOGARES.
FUENTE: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS Y CENSOS,
INFORMACIÓN AMBIENTAL EN HOGARES 2014 PÁG. 26
GRÁFICO 1.9 PRÁCTICAS DE AHORRO DE ENERGÍA.
FUENTE: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS Y CENSOS,
INFORMACIÓN AMBIENTAL EN HOGARES 2014 PÁG. 27
14
1.6.1.4 Saneamiento
Alejandro Bermeo8 define a saneamiento como un conjunto de actividades, que
se realizan en torno a dos temas considerados vitales para la supervivencia; el
agua, su distribución, su manejo y la disposición de las aguas servidas, y los
residuos sólidos, su manejo y disposición.
1.6.1.4.1 Agua Potable
La actualidad mundial al igual que la regional y nacional, referente a recursos
hídricos es considerablemente delicada, es por esto que son imperiosas políticas
de conservación del agua dulce debido a la importancia de ésta, ya que este
recurso es cada vez es más escaso.
Un factor importante que influye en la degradación de este recurso es su uso
desmesurado, que genera desperdicio, aumentando así la gravedad de la
situación a futuro abriendo camino a una inminente crisis. Esto se debe a la falta
de conciencia en los usuarios sobre la gravedad del problema, como lo pronostica
el Instituto Internacional de Recursos Hídricos (IWMI por sus siglas en inglés), que
dentro de unos 15-30 años el mundo necesitará 17% más de lo que requiere en
la actualidad, lo cual crea una incógnita sobre su dotación.
El acceso de la población de los países de la región al agua segura, muestra un
incremento tal como se observa en la tabla 1.1, dándonos muestras que sí se
realizan esfuerzos para mejorar la calidad de vida de los habitantes.
No obstante, no se debe descuidar que aún existen millones de habitantes que
carecen de acceso al agua.
8 Bermeo, Alejandro, (2005), Agua-Saneamiento-Asentamientos humanos, Quito, United Nations Environment Programme.
15
TABLA 1.1 PORCENTAJE DE LA POBLACIÓN CON ACCESO A AGUA DULCE.
PAÍSES
BRASIL
ARGENTINA
CHILE
PERÚ
COLOMBIA
GUATEMALA
MÉXICO
ECUADOR
FUENTE: BANCO MUNDIAL, JULIO 2014
Se puede observar por los datos en la tabla 1.1 que de los 8 países analizados,
Ecuador ocupa el séptimo lugar en términos generales en cuanto a porcentaje de
población con acceso al agua segura, abreviando el problema como carencia de
eficiencia y de cobertura.
En la biblioteca digital Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC) reposa
el documento gráfico “Día Mundial del Agua” publicado en marzo de 20139, donde
se informa que el 76.51% de los hogares ecuatorianos tiene acceso al servicio de
agua potable, de este porcentaje como se puede observar en el gráfico 1.10, el
92,7% de los hogares urbanos tienen acceso al servicio, y el 49.3% de los rurales.
9 Instituto Nacional de Estadísticas y Censos, (2014), Infografía día del agua, http://www.ecuadorencifras.gob.ec/documentos/web-inec/Infografias/Infografia_dia_del_agua.jpg
16
GRÁFICO 1.10 ACCESO AL SERVICIO DE AGUA POTABLE.
FUENTE: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS Y CENSOS DÍA
MUNDIAL DEL AGUA 2014
En el boletín “Siete de cada diez hogares en Ecuador no realizan ninguna práctica
de ahorro de agua10” publicado en junio de 2013 por el INEC, se informa que del
76.51% de hogares con suministro de agua potable el 27.6% de los hogares
ecuatorianos realizaba algún tipo de práctica de ahorro de agua, siendo menor
que la cantidad de hogares en 2011 con más del 20%, que en ese año fue
cercana al 49%.
No obstante, a pesar de que el porcentaje de práctica de ahorro disminuyó, la
cantidad de agua de consumo por persona también disminuyó de 12.4 a 9.2m3
por mes
En el gráfico 1.11 se puede observar el tratamiento que se le da al agua en los
hogares, y en el gráfico 1.12 la calidad de agua sobre un máximo de 5 puntos que
los usuarios han calificado según su percepción, siendo Cuenca con mayor
puntaje, una calificación de 4.63/5
10 Instituto Nacional de Estadísticas y Censos, (2015), Siete de cada diez hogares en Ecuador no realizan ninguna práctica de ahorro de agua, http://www.ecuadorencifras.gob.ec/siete-de-cada-diez-hogares-en-ecuador-no-realizan-ninguna-practica-de-ahorro-de-agua/
17
GRÁFICO 1.11 TRATAMIENTO DE AGUA EN LOS HOGARES.
FUENTE: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS Y CENSOS DÍA
MUNDIAL DEL AGUA 2014
GRÁFICO 1.12 CALIDAD DEL AGUA.
FUENTE: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS Y CENSOS DÍA
MUNDIAL DEL AGUA 2014
1.6.1.4.2 Manejo de Desechos Sólidos
El manejo de residuos sólidos está desarrollado en el Ecuador en un ambiente
que no ha sido adecuadamente atendido, se ha invertido muchos recursos en la
recolección de residuos, sin tomar mucho en cuenta el manejo y la disposición
final. Según datos del Ministerio del Ambiente (MAE) al 2014 cada habitante
18
generó un promedio de dos libras diarias de residuos sólidos, eso equivale a 4
millones de toneladas anuales en todo el país. Como disposición, el 20% de los
221 municipios dispone de relleno sanitario, mientras que el 80% restante
dispone de botaderos a cielo abierto generando contaminación ambiental. Para
contrarrestar este impacto ambiental se deberán cerrar todos los botaderos a cielo
abierto hasta el año 2017, para cumplir este y otros objetivos referentes al manejo
de residuos sólidos, el gobierno impulsa el Programa Nacional de Gestión Integral
de Desechos Sólidos (PNGIDS), el cual permite la realización de estudios para
conocer la realidad en cuanto a la cantidad de residuos sólidos que cada
municipio produce, además se espera que los municipios que no disponen
rellenos sanitarios cuenten a mediano plazo con procesos de separación de
desechos, barrido, recolección como también transporte, estación de
transferencia, disposición final y un centro mancomunado de residuos sólidos en
el que contempla separación de residuos y un relleno sanitario.
En la actualidad a consecuencia de la intervención y gestión de ONGs, de
entidades privadas y gubernamentales, dentro de la cantidad de hogares
censados por la Encuesta Nacional de Empleo, Desempleo y Subempleo
(ENEMDU), el tratamiento y manejo de los residuos urbanos y rurales ha
mejorado. Los datos de la Información Ambiental de hogares del INEC11
expuestos en el gráfico 1.13 lo confirman, mostrando que, del año 2012 al 2014
se presentó un incremento cercano al 7% en la cantidad de hogares ecuatorianos
(gráfico 1.14) que realizaron algún tipo de clasificación de residuos, alcanzando la
cifra del 38.32%. Del porcentaje que no realiza clasificación de residuos que
compete al otro 61.68%, el 35.09% no lo realizó por carencia de lugares de acopio
o contenedores con el fin específico de separación, y el otro 20.34% indicó
desinterés por esta práctica como se muestra tanto en el gráfico 1.15 como en el
1.16.
11 Instituto Nacional de Estadísticas y Censos, (2015), Cuatro de cada diez hogares clasifica n los residuos en Ecuador, http://www.ecuadorencifras.gob.ec/cuatro-de-cada-diez-hogares-clasifican-los-residuos-en-ecuador/
19
GRÁFICO 1.13 CRONOLOGÍA DE ESTUDIO DE HOGARES.
FUENTE: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS Y CENSOS,
INFORMACIÓN AMBIENTAL EN HOGARES 2014 PÁG. 4
GRÁFICO 1.14 CLASIFICACIÓN DE RESIDUOS.
FUENTE: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS Y CENSOS,
INFORMACIÓN AMBIENTAL EN HOGARES 2014 PÁG. 10
20
GRÁFICO 1.15 HOGARES QUE NO CLASIFICAN RESIDUOS.
FUENTE: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS Y CENSOS,
INFORMACIÓN AMBIENTAL EN HOGARES 2014 PÁG. 13
GRÁFICO 1.16 HOGARES QUE NO CLASIFICAN RESIDUOS POR CIUDADES
PRINCIPALES.
FUENTE: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS Y CENSOS,
INFORMACIÓN AMBIENTAL EN HOGARES 2014 PÁG. 14
21
Sobre los residuos peligrosos existe un alto porcentaje de hogares en el país que
depositan los desechos peligrosos junto con los comunes, promediando un
porcentaje cercano al 71%, incluido desechos farmacéuticos, eléctricos o
electrónicos como de aceite y grasas de cocina tal como se puede observar en el
gráfico 1.17.
Con respecto al ahorro de agua el 86.28% de los hogares indicó que realiza algún
tipo de práctica de ahorro referente al cierre de llaves durante actividades como
lavar platos o bañarse representado en el gráfico 1.18.
GRÁFICO 1.17 DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS PELIGROSOS.
FUENTE: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS Y CENSOS,
INFORMACIÓN AMBIENTAL EN HOGARES 2014 PÁG. 19
22
GRÁFICO 1.18 PRÁCTICAS DE AHORRO DE AGUA.
FUENTE: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS Y CENSOS,
INFORMACIÓN AMBIENTAL EN HOGARES 2014 PÁG. 23
1.6.1.5 Políticas de construcción sostenible
Todo este proceso de cambio climático que se ha experimentado y seguirá
experimentándose ha creado conciencia en los líderes a nivel mundial, y en
Latinoamérica donde existe una gran preocupación referente al sector de
construcción. Surge el deseo de replantear los parámetros convencionales de
construcción hacia un modelo sostenible que “satisfaga las necesidades de la
generación presente sin comprometer la capacidad de generaciones futuras para
satisfacer las suyas propias“12 para reducir la generación de gases nocivos y de
consumo de recursos naturales, por lo que se está generando desarrollo e
implementación de políticas públicas referentes a construcción sostenible, este
desarrollo se ve enmarcado en distintas fases dependiendo de cada país.
A nivel global se manejan tres escenarios para la implementación de políticas que
permiten llevar el hilo de la conservación y buen manejo energético, estos 3
escenarios son los siguientes:
12 Naciones Unidas, (2015), Desarrollo sostenible, http://www.un.org/es/ga/president/65/issues/sustdev.shtml.
23
· “Nuevas Políticas”. Este escenario toma la postura de asumir que los
gobiernos mantengan los compromisos que hicieron para la reducción de
emisiones de carbono a la atmósfera y generar fuentes de energías
renovables.
· “Escenario 450”. Este escenario toma la postura de alcanzar la meta a
largo plazo, de que la concentración de gases que producen el efecto
invernadero en la atmósfera sea igual o menor a las 450 partes por millón
de dióxido de carbono.
· “Políticas Actuales”. Este escenario toma una postura pesimista pues
analiza las políticas energéticas y climáticas que se han venido
implementando, lo que indica que se seguiría actuando de la misma
manera en la que han venido haciéndolo hasta el momento.
En algunos de los países, como es el caso del Ecuador, no existen políticas
públicas oficialmente establecidas, éstas se encuentran todavía en un proceso de
desarrollo, debido a que en ciertos casos no se encuentran coaccionando las
mencionadas políticas con los planes nacionales estratégicos de desarrollo y de
medio ambiente en las que contemple la construcción verde.
Sin embargo a nivel latinoamericano si existen países con desarrollo en cuanto a
políticas de construcción sostenible.
GRÁFICO 1.19 ENERGÍA RELACIONADA CON EMISIONES DE DIÓXIDO DE
CARBONO PER CÁPITA EN EL ESCENARIO 450
FUENTE: WORLD ENERGY OUTLOOK PÁG. 14
24
1.6.1.5.1 Políticas en América Latina
La Iniciativa para Edificios Sostenibles y Clima del Programa de las Naciones
Unidas para el Medio Ambiente PNUMA-IES, (UNEP-SBCI por sus siglas en
inglés), tiene como objetivo el generar y promover políticas y prácticas en todo el
mundo para construcciones cuyo eje sea su sostenibilidad, marcando ejes de
referencia, y además expone que las edificaciones sí marcan una relevancia
significativa en el cambio climático para su mitigación y adaptación. Siendo esta
iniciativa un referente en los Consejos Latinoamericanos de Edificación
Sostenible.
Para poder entender la realidad se debe tomar en cuenta el impacto no sólo
económico, sino también ambiental generado por la construcción de vivienda
social debido al cuantioso y además en incremento déficit habitacional que existe
en América Latina, puesto que la operación de este sector genera un elemento
transcendental que se debe tomar en cuenta para la generación de iniciativas
constructivas en la región. Existe la Iniciativa para la Vivienda Social Sostenible
(SUSHI por sus siglas en inglés), que tiene como uno de sus objetivos incorporar
soluciones sostenibles en general para viviendas de bajo costo, las cuales
contemplan viviendas sociales.
Como se planteó en Perú en el año 2012 el proyecto de “Casa Caliente Limpia
K’OÑICHUYAWASI” destinado para un sector de Perú en el que la población tiene
un alto índice de muerte con más de 500 al año por enfermedades respiratorias
por frío e inhalación de humo por cocinar a fuego abierto, con tecnologías que
permiten dar una solución a esta problemática, utilizando paredes calientes, un
sistema de aislamiento y una cocina mejorada. Este paquete está desarrollado en
un enfoque tecnológicamente apropiado, en el que se usan recursos renovables y
dan solución a una necesidad específica, como se indica en el gráfico 1.20.
25
GRÁFICO 1.20 CASA CALIENTE LIMPIA K’OÑICHUYAWASI.
FUENTE: SITUACIÓN DE LA EDIFICACIÓN SOSTENIBLE EN AMÉRICA
LATINA – UNEP – AGOSTO 2014 PÁG. 143
Acorde al informe “Situación de la Edificación Sostenible en América Latina”
producido por el Programa de Medio Ambiente de las Naciones Unidas (UNEP) se
considera al Consejo Mundial de Edificación Sustentable (WGBC) como la
organización internacional más grande del mundo relacionada a la edificación
sustentable la cual tiene en sus registros una cifra cercana a los mil millones de
metros cuadrados de construcción verde con un aproximado a las 100 mil
edificaciones bajo el mismo concepto13, siendo un nervio representativo para la
transformación social y ambiental mediante la construcción. En el país se
encuentra funcionando Ecuador Green Building Council (EGBC) que forma parte
del WGBC que en conjunto con autoridades locales y utilizando a países vecinos
como modelo a seguir en políticas de edificación sostenible se plantean el reto de
generarlas.
13 United Nations Environment Programme, (2014), Situación de la Edificación Sostenible en América Latina, México, Helvética, pág. 16.
26
Se puede tomar en cuenta y analizar la situación en cuanto al desarrollo de
políticas de construcción sostenible de países vecinos con realidades similares a
las nuestras, ya que en su implementación y desarrollo se han plasmado las
lecciones aprendidas que podemos ponerlas en práctica.
Como es el caso de Colombia, donde se encuentra en un proceso de ensamble
de estas políticas dentro de sus estrategias nacionales. A la matriz de planeación
(Gráfico 1.21) realizada por el Departamento Nacional de Planeación de Colombia
se le puede tomar como ejemplo, donde se observa el establecimiento de las
líneas de encuentro entre las estrategias de adaptación y mitigación al cambio
climático, con estrategias de construcción sostenible. Así como el Plan Nacional
de Desarrollo (PND) 2010-2014 que adhiere el cambio climático como uno de los
pilares fundamentales de la agenda de política pública nacional.
GRÁFICO 1.21 LÍNEAS DE ENCUENTRO ENTRE LAS ESTRATEGIAS DE
CAMBIO CLIMÁTICO Y CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE EN COLOMBIA.
FUENTE: SITUACIÓN DE LA EDIFICACIÓN SOSTENIBLE EN AMÉRICA
LATINA – UNEP – AGOSTO 2014 PÁG. 75
27
De igual manera en Perú el desarrollo sostenible forma parte de la Política
Nacional del Ambiente (PNA) que es estratégicamente desarrollado por el Plan
Nacional de Acción Ambiental (PNAA) 2010-2021, el cual establece 4 ejes
principales y 48 acciones estratégicas. Aun cuando la construcción sostenible no
esté mencionada dentro de estas acciones estratégicas, algunas de éstas trazan
un marco en el que se establecen bases para el desarrollo para políticas que
manejen expresamente la construcción sostenible. Algunas de estas bases son:
· Mitigación y adaptación al cambio climático – reducción de gases de efecto
invernadero.
· Calidad del agua – Tratamiento y reutilización de aguas residuales
domésticas.
· Residuos sólidos – Correcta disposición final
También tiene el gobierno como un objetivo el reducir el consumo energético en
15% para el año 2018, dando prioridad al sector constructivo, servicios y
transporte considerando 34 acciones principales que se plantea realizar, entre
algunas de las más relevantes se encuentran:
· Constituir normas de edificación en las cuales se contemplen parámetros
arquitectónicos eficientes de acuerdo a las diferentes zonas climáticas.
· Eficiencia energética.
· Reglamentación de consumos mínimos para equipos.
· Iluminación eficiente.
· Calentadores solares.
En otro país con una realidad distinta a los países de la región, pero con un
objetivo similar con dirección hacia edificaciones sostenibles se presenta algo a
tomar en cuenta y tomar como ejemplo. En Octubre de 2009 se emitió la orden
ejecutiva 13514 por parte del Presidente de Estados Unidos Barack Obama, la
cual dictaba que por lo menos el 15% de los edificios federales existentes se
guíen por principios de eficiencia energética para el 2015, y que para el 2030 el
100% de las edificaciones deben alcanzar a ser Net Zero Energy Building, siendo
este país el que más consume energía en todo el continente americano.
28
Para marzo de 2015, analizando la realidad a la fecha, FedCenter que es la casa
del gobierno federal para la gestión y asistencia para el cumplimiento ambiental
integral para administradores de instalaciones Federales y sus agencias14,
informa que la orden ejecutiva 13514 fue revocada junto con otras órdenes
ejecutivas alineadas a este tema para dar paso a la actual vigente 13693, cuyo
principal objetivo es mantener el liderazgo Federal en sustentabilidad y reducción
de emisión de gases de efecto invernadero, además de promover la conservación
de energía de edificios, eficiencia, y manejo mediante la reducción de intensidad
energética del edificio medida en unidades térmicas por pie cuadrado bruto en un
2.5% anual hasta el final del año fiscal 2025, en base con la línea base del uso
energético del edificio en el año fiscal 2015.
Las Agencias Federales deberán, en un ciclo de vida rentable, comenzando
desde el año fiscal 2016, a menos que se especifique lo contrario, mejorar los
centros de datos de eficiencia energética en las instalaciones de la agencia.
1.6.1.6 NET ZERO
1.6.1.6.1 Net Zero Energy
En medio del aumento de inquietud ocasionada por el incremento del costo
energético, el deseo de independencia energética, la disminución de fuentes de
agua, además del cambio climático y todo lo que este conlleva, se ha generado la
necesidad de una construcción y consumo amigable con el ambiente, pudiendo
reducir así la dependencia de los combustibles fósiles del sector de la
construcción. Y así emerge Net Zero Energy con el concepto de que una
edificación debe producir en un año calendario la misma cantidad de energía con
recursos renovables que la que consume en el tiempo mencionado.
Remarcando el cambio climático se determina que uno de los mayores riesgos
que se presentan son las zonas bajas, pues éstas corren el riesgo de sufrir
14 FedCenter, (2015), EO 13514 (Archive) - revoked by EO 13693 on March 19, 2015, Sec. 16(b), https://www.fedcenter.gov/programs/eo13514/
29
inundaciones. En el gráfico 1.22 se puede observar el aumento de 5 metros en el
nivel del mar que llegaría a sufrir el Estado de Florida, y de igual manera
sucedería en el resto del mundo con pérdidas incalculables de dinero, sin siquiera
mencionar las consecuencias severas y los costos que representan la
recolocación de cientos de millones de personas.
GRÁFICO 1.22 INUNDACIÓN DEL ESTADO DE FLORIDA, INCREMENTO 5
METROS EN EL NIVEL DEL MAR.
FUENTE: OBSERVATORIO TERRESTRE DE LA NASA, CENTRO DE VUELO
GODDARD SPACE, GREENBELT, MARYLAND. 2015
El sector de la construcción acorde a Charles J. Kibert15, es el mayor
contribuyente al cambio climático, debido a su enorme consumo energético, y las
enormes cantidades de materiales utilizadas en la construcción de edificaciones,
por lo que si se debe realizar un cambio, se debe empezar con los edificios.
15 Kibert, C., (2015), The Cutting Edge of Sustainable Construction - IV Workshop of Civil and Environmental Engineering EPN, Quito, 2015.
30
1.6.1.6.2 Net Zero Building
Según el Instituto Nacional de Ciencias de la Construcción de los Estados Unidos,
se define al Net Zero Energy Building (NZEB) como una edificación que utilizando
Net Zero Energy (NZE) mediante tecnologías renovables se produce tanta
energía como la que consume a lo largo de un año calendario.16 En la actualidad
el tema de construcción sostenible ha evolucionado, ha pasado de ser un tema de
investigación a ser una realidad, esto se debe principalmente a que se ha
despertado el interés en escuelas, fundaciones y gobiernos para que exista un
futuro bajo en producción de carbono.
Muchos de los NZEB reciben la mitad o más de su energía de la red, pero a su
vez retornan la misma cantidad energía a la red en otros momentos. Existen
edificios que producen un excedente de energía a lo largo del año y a estos se los
conoce con el nombre de “edificios de energía plus”, y aquellos que consumen un
poco más de energía de la que producen se los llama “edificios de energía cerca
de cero” o “edificios de bajo consumo de energía”.
A los edificios se los puede clasificar según la localización del sistema de Energía
Renovable como se detalla en la tabla 1.2, pues se debe entender que existen
varias posibilidades del lugar donde se genera esta energía.
16 National Institute of Building Sciences, (2014), Net Zero Energy Buildings, https://www.wbdg.org/resources/netzeroenergybuildings.php
31
TABLA 1.2 CATEGORIZACIÓN DE NZEB SEGÚN LA LOCACIÓN DEL
SISTEMA DE ENERGÍA RENOVABLE.
Localización del sistema de Energía
Renovable
Categorización
En el edificio ZEB-A
En el mismo terreno aparte del edificio ZEB-B
En un terreno fuera de sitio ZEB-C
Comprada fuera de sitio ZEB-D
FUENTE: KIBERT, C., IV WORKSHOP OF CIVIL AND ENVIRONMENTAL
ENGINEERING EPN QUITO, ECUADOR, 21 OCTUBRE 2015
GRÁFICO 1.23 EDIFICIO ZEB-A (CABO CAÑAVERAL, FLORIDA, 2013).
FUENTE: KIBERT, C., IV WORKSHOP OF CIVIL AND ENVIRONMENTAL
ENGINEERING EPN QUITO, ECUADOR, 21 OCTUBRE 2015
32
GRÁFICO 1.24 EDIFICIO ZEB-B (OBERLIN COLLEGE, OHIO).
FUENTE: KIBERT, C., IV WORKSHOP OF CIVIL AND ENVIRONMENTAL
ENGINEERING EPN QUITO, ECUADOR, 21 OCTUBRE 2015
GRÁFICO 1.25 EDIFICIO ZEB-C (NREL, COLORADO).
FUENTE: KIBERT, C., IV WORKSHOP OF CIVIL AND ENVIRONMENTAL
ENGINEERING EPN QUITO, ECUADOR, 21 OCTUBRE 2015
33
En verdad es posible para prácticamente cualquier edificio que se ha diseñado
como un NZEB independientemente de su perfil de consumo de energía que logre
el balance energético en el año calendario. Se toma como ejemplo en el gráfico
1.26 un edificio cuyo índice de consumo energético es 300 kWh por metro
cuadrado al año que, es un sitio grande y cuenta con mucho dinero, a pesar que
se puede construir una gran variedad de servicios este un mal ejemplo de NZEB.
Un edificio como el ejemplo con índice de consumo de 200 kWh por metro
cuadrado al año que presenta un mejor rendimiento energético, puede llegar a ser
NZEB si cuenta con suficiente espacio disponible en el sitio. Y un edificio
verdaderamente de alto rendimiento con bajo consumo de energía en el rango de
100 kWh por metro cuadrado al año es el resultado ideal, ya que con esta
actuación el edificio puede ser alimentado desde el techo asumiendo que es una
edificación de menor tamaño.
34
GRÁFICO 1.26 PRODUCCIÓN VS CONSUMO ENERGÉTICO.
FUENTE: KIBERT, C., IV WORKSHOP OF CIVIL AND ENVIRONMENTAL
ENGINEERING EPN QUITO, ECUADOR, 21 OCTUBRE 2015
El Instituto de Nuevos Edificios (NBI por sus siglas en inglés), es una organización
sin fines de lucro que trabaja para mejorar el desempeño energético en edificios
comerciales que ayuda a generar políticas de construcción sostenible alrededor
del mundo, define a los edificios de bajo consumo de energía como aquellos que
hayan compartido con este instituto o públicamente datos en los que se certifique
que por lo menos en 12 meses han tenido un uso mesurado de energía que
documente el desempeño superior al promedio de la industria. Estos edificios son
comparables con los NZEB en función del tipo, uso de energía, el diseño y uso de
estrategias y tecnologías, pero no tienen un objetivo declarado de NZE y no
necesitan satisfacer todas sus necesidades energéticas con tecnologías
renovables en sitio, a pesar de que puedan o no tener recursos renovables en
sitio. Incluso en algunos casos han proporcionado la estructura y el cableado que
fácilmente incorporará energía fotovoltaica en una fecha posterior.
NBI acepta tres métodos para verificar que los edificios apliquen NZE. La mayoría
de edificios aplican el primer método, el cual consiste en la medición mensual del
35
consumo de energía de todos los combustibles y los datos de la producción de
energía renovable provista por el equipo del propietario o diseñador del edificio. El
segundo enfoque es la representación de una tercera entidad de los datos
medidos a través de un reporte de evaluación, artículo publicado, presentación, o
citación de un premio u otro foro público. El tercer método de verificación es a
través del Instituto Internacional de Futuro Habitable (ILFI por sus siglas en inglés)
como parte de la certificación Net Zero Energy Building. ILFI requiere que el 100%
de la energía del sitio sea de uso directo cero de gas u otros combustibles fósiles
(carbón neutro) y suministrada por energía renovable sobre una base anual neta.
NBI presenta resultados17 de un estudio realizado en EEUU y Canadá basado en
una amplia investigación por parte de este instituto, y como también en el aporte
de muchos de las organizaciones clave, estados y firmas de diseño que están
liderando el mercado de NZE, indicando que la cantidad de edificios NZE
verificados y NZE emergentes se ha multiplicado. Este número es más del doble
en tan solo dos años, de 60 en 2012 a una lista de 160 proyectos en 2014, a
pesar de que el mercado sigue siendo muy pequeño, tal como se observa en el
gráfico 1.27.
Del total de los proyectos NZE verificados se tiene que el 24% son edificios
existentes renovados. Esta es una tendencia interesante que provee una
validación del potencial que tienen los edificios existentes para alcanzar NZE a
través de un importante mejoramiento.
17 New Buildings Institute, (2014, Enero), “2014 Getting to Zero Status Update” pp. 5-6
36
GRÁFICO 1.27 NÚMERO DE PROYECTOS NZE EN 2012 Y 2014 EN NORTE
AMÉRICA.
FUENTE: NEW BUILDING INSTITUTE, 2014 GETTING TO ZERO STATUS
UPDATE, PÁG. 5
En Estados Unidos y Canadá los edificios gubernamentales y las escuelas
públicas tienen la mayoría de NZEB y edificios de bajo consumo de energía con
las dos terceras partes de todos los proyectos. Los administradores de los
edificios públicos se encuentran motivados por la oportunidad de educar a los
ciudadanos sobre la factibilidad del desempeño de NZE con ejemplos prácticos y
tangibles, especialmente en el caso de las escuelas.
El Ecuador Green Building Council manifiesta que en el país no se manejan
edificios con NZE debido a que los recursos naturales que son utilizados para la
generación de energía son baratos debido al subsidio que otorga el estado en
comparación a los equipos que se deben implementar para el desarrollo de
energía neta cero, además que el sistema eléctrico en el DMQ no permite aportes
energéticos, es decir, que eventualmente no permitiría el retorno de energía
producida a cambio de la energía consumida que sería tomada de la red, por lo
que se desarrollan edificios de bajo consumo de energía. Estos edificios pueden
obtener un certificado que garantice su sostenibilidad llamado LEED (Leadership
37
in Energy & Environmental Design), este certificado desarrollado en 1998 por el
Consejo de la Construcción Verde (USGB por sus siglas en inglés) que aparte de
la utilización de tecnologías energéticas renovables y alternativas, busca “la
mejora en la calidad ambiental interior, la eficiencia del consumo de agua y la
selección de materiales.”18 Esto se ve reflejado en el informe del Programa de
Medio Ambiente de las Naciones Unidas (UNEP)19 en el que de los países
latinoamericanos presentes en el informe no consta Ecuador, pero se analiza la
situación de países vecinos como es el caso de Colombia en el que PND 2010-
2014 contempla un programa nacional de desarrollo sostenible, donde se
contemplan índices de adaptabilidad al cambio climático, con parámetros de
sostenibilidad ambiental, urbana y de gestión de riesgos. Este es el caso del
“Centro Sostenible para la Innovación y Negocios Ruta N” que es un referente a
nivel nacional y se encuentra construido en Medellín, en el cual intervinieron
entidades públicas, el municipio de la ciudad y empresas privadas. Destacan en
este proyecto como estrategias sostenibles un manejo eficiente del recurso agua
y climatización, conservación de la biodiversidad, aprovechamiento de la luz
natural además de uso de tecnología alternativa para la iluminación artificial, la
utilización de materiales para la construcción menos contaminantes y más
amigables con el medio ambiente, además de la optimización de tiempos en la
implementación de mano de obra mediante prefabricados y automatización de
procesos.
Para el manejo eficiente de agua se instalaron aparatos sanitarios que permiten
un ahorro de hasta el 40%, en complemento con recolección de aguas lluvias
para descargas y jardines. En los jardines se utilizó flora endémica del lugar no
solo por mantener la biodiversidad sino para promoverla. Se utilizó un sistema
eficiente de iluminación distribuido estratégicamente con automatización para que
el control de luminosidad por área sea el adecuado. Esta automatización se utilizó
de igual manera en los espacios internos, donde la iluminación entraba en
funcionamiento de acuerdo a la iluminación natural entrante por las ventanas.
18 Wikipedia, (2015), “LEED”, https://es.wikipedia.org/wiki/LEED 19 United Nations Environment Programme, (2014), Situación de la Edificación Sostenible en América Latina, México, Helvética, pág. 20-30
38
Dentro del marco en el que engloba la NZE, se puede referir a un valor que se
encuentra basado en el equilibrio o balance entre la demanda y la producción de
energía de un NZEB. Este balance energético se lo puede realizar de dos
maneras:
1 Mediante un balance de la energía entregada/importada y la energía
exportada, el monitoreo del autoconsumo de la energía generada en sitio
pude ser incluida.
2 Equilibrio entre el ponderado de la demanda energética y el ponderado de la
generación de energía.
Alternativamente se puede realizar un balance basado en los valores netos
mensuales en los que sólo los residuos por mes son sumados hasta un balance
anual.
Como parte de lo que engloba el significado de una construcción sostenible, con
conceptos de Net Zero, se manejan dos temas más, el agua y la basura.
1.6.1.6.3 Basura Neta Cero - Net Zero Waste
Net Zero también se aplica a materiales y el resultado es el concepto de Net Zero
Waste. Un edificio Net Zero Waste es donde sus ocupantes reducen, reúsan y
recuperan el flujo de residuos, convirtiéndolos en recursos con vertido cero en el
transcurso de un año. Los componentes de desechos sólidos netos cero
comienzan con la reducción de la cantidad de basura generada, reutilizando los
desechos, maximizando el flujo de reciclaje de residuos para recuperar materiales
reciclables y compostables.
1.6.1.6.4 Agua Neta Cero - Net Zero Water
En términos de suministro, el agua neta cero plantea un pequeño desafío, “Qué
hacer con el agua de lluvia.” Se puede contemplar una habitación forrada de
39
hormigón en el subsuelo con la finalidad de servir como cisterna, es importante
tomar en cuenta que se puede almacenar el agua producida en época de invierno
y poder utilizarla en verano que se considera la temporada seca.
Un paso posterior al almacenamiento es la utilización de dicha agua en la red de
descargas o dependiendo del nivel de purificación del agua poder utilizarla como
potable debido a los posibles efectos adversos para la salud que se puedan
generar.
1.6.1.6.5 Hogares Con Energía Neta Cero - Net Zero Homes
De particular importancia para reducir el consumo energético son los edificios
residenciales, dependiendo del sector en el Distrito Metropolitano de Quito existe
mayor cantidad de viviendas unifamiliares o multifamiliares. En el sector centro
norte donde se plantea el proyecto se maneja una mayor cantidad de viviendas
multifamiliares, esto no quiere decir que haya que descuidar o no tomar en cuenta
las unifamiliares para un planteamiento de normativas que fomenten la
construcción sostenible. Para este tipo de viviendas en Austin, Texas (Estados
Unidos) se tiene aprobada una resolución que establece que para el 2015 si son
viviendas nuevas, todas deben manejarse con NZE. Este programa demuestra
que incrementando la eficiencia energética y disminuyendo los gases que
producen el efecto invernadero ambas pueden ser costo efectivo. En este estado
norteamericano cuando el costo constructivo incrementa y es hipotecado en 30
años, los costos del consumo energético reducido son aún mejores que los pagos
de la hipoteca.
Históricamente, el mayor obstáculo en adoptar leyes o códigos de eficiencia
energética ha sido la resistencia de la industria de la construcción y de
defensores de casas accesibles debido a los costos que se maneja. Esto se
sobrelleva de manera conjunta con varios actores interesados defensores
de la eficiencia energética.
La clave para los hogares con energía neta cero, son las mejoras radicales en el
desarrollo de la energía, con reducciones en el consumo en un hogar típico en el
40
orden del 60% al 70%, pudiendo traer a la realidad la energía neta cero en
viviendas. Estas mejoras en el desarrollo de la energía combinado con un
avanzado control tecnológico y un optimizado sistema de retroalimentación, junto
con generación eléctrica en sitio desde paneles solares fotovoltaicos, proveen un
realista y alcanzable camino hacia hogares con energía neta cero.
41
CAPÍTULO 2
CONSUMO ENERGÉTICO, MANEJO DE DESECHOS Y
SITUACIÓN METEOROLÓGICA
2.1 CONSUMO ENERGÉTICO
2.1.1 DEMOGRAFÍA Y CRECIMIENTO ECONÓMICO
La demanda energética se ve afectada principalmente por dos factores; por la
variación demográfica y por sus ingresos económicos. Acorde a la Organización
de Estados Iberoamericanos para la Educación, la Ciencia y la Cultura (OEI) en
su artículo “Crecimiento Demográfico y Sostenibilidad”20, en el transcurso del siglo
XX el porcentaje de incremento poblacional a nivel mundial ha sido mayor al
400% y a pesar de que la tasa de incremento poblacional ha disminuido, existe un
incremento bordeando la cifra de 80 millones de personas cada año.
El papel que toma el crecimiento demográfico, junto al hiperconsumismo de la
quinta parte de la población mundial, es un problema21 dentro del panorama
actual de crecimiento no sustentable.
Referente al consumo de la población, actualmente ésta precisaría de tres
planetas Tierra para satisfacer las necesidades si todos los países llevaran el
ritmo de consumo de los países desarrollados. Esto se traduce en que se ha
superado a la fecha la cantidad de personas que este planeta podría albergar,
incluso se estima que el área de terreno productivo necesario para satisfacer las
necesidades de cada una de las 7000 millones de personas es de 1.7 hectáreas,
pero a la fecha se están utilizando un promedio de 2.8 hectáreas. Por lo que
incluso si este promedio bajara, en el año 2050 donde se estima que existan
20 Programa de acción global, (2015), Crecimiento demográfico y Sostenibilidad, http://www.oei.es/decada/accion.php?accion=4 21 Vilches, Amparo, y Daniel Gil. (2003). Emergencia Planetaria: necesidad de un planteamiento global”. Valencia.
42
alrededor de 9000 millones de habitantes, estos, ineludiblemente someterán al
planeta a un gran estrés.
Este es un evidente problema, que se indica en el documento llamado Informe
Brundtland presentado en 1987 por La Comisión Mundial del Medio Ambiente y
Desarrollo de la ONU (WECD por sus siglas en inglés)22 donde se señalan las
siguientes consecuencias de un crecimiento no sustentable:
· “En muchas partes del mundo, la población crece según tasas que los
recursos ambientales disponibles no pueden sostener, tasas que están
sobrepasando todas las expectativas razonables de mejora en materia de
vivienda, atención médica, seguridad alimentaria o suministro de energía”.
· “No se trata sólo del número de las personas, sino de cómo hacer que los
recursos disponibles sean suficientes. Así, el "problema demográfico debe
encararse en parte mediante esfuerzos por eliminar la pobreza de las
masas a fin de asegurar un acceso más equitativo a los recursos y
mediante la educación a fin de mejorar las posibilidades de administrar
esos recursos.”
En América del Sur aun cuando haya disminuido la tasa de crecimiento
demográfico, Ecuador que de acuerdo al última cifra oficial obtenida como
resultado del censo en 2010 hay 14,483,499 habitantes tiene una tasa mayor que
la de sus países vecinos, tal como se indica en el gráfico 2.1, lo que indica que las
acciones que se deben tomar para satisfacer de la mejor manera a las
necesidades de esta población en notable crecimiento deben intensificarse.
22 Naciones Unidas. (1987, Agosto). Informe de la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo.
43
GRÁFICO 0.1 TASA DE CRECIMIENTO DEMOGRÁFICO ECUADOR,
COLOMBIA Y PERÚ.
FUENTE: BANCO MUNDIAL
Situando el proyecto en el cantón Quito dentro de la provincia de Pichincha se
puede observar en la tabla 2.1 su crecimiento poblacional por año calendario,
evidenciando que para el año 2020 se incrementaría cerca de un 20% de la
población con relación al año 2010, haciendo que la demanda en cuanto a
construcciones residenciales incremente.
44
TABLA 0.1 PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN EN LA PROVINCIA DE
PICHINCHA (POR CANTONES).
FUENTE: INEC, OCTUBRE 2015.
ELABORACIÓN: INEC.
Los ingresos en la población también han mostrado un incremento, con un factor
de 25 y la demanda de energía primaria con un factor de 22.5.23
Los ingresos económicos en los últimos veinte años han incrementado en un
87%, con una probabilidad de que este porcentaje sea un 100% en los veinte
años venideros. Se maneja la probabilidad que este incremento se presente con
una rapidez mayor en los sectores con ingresos medios y bajos, a pesar de la
disminución de la natalidad. Estos indicadores dictaminan que, mientras más altos
son los ingresos, mayor es el consumo energético por lo tanto la producción de
energía también debe incrementarse.
Existen tres factores que van moldeando la economía energética actual;
motorización, industrialización y la urbanización. Estos factores se encuentran
23 Cabrera, Isabel y Esther Figueroa, (2012), Situación Energética en el Ecuador, análisis técnico y económico para el uso eficiente de energía.”
Nombre de canton 2010 2011 2012 2013 2014 2015QUITO 2,319,671 2,365,973 2,412,427 2,458,900 2,505,344 2,551,721
CAYAMBE 88,840 90,709 92,587 94,470 96,356 98,242
MEJIA 84,011 86,299 88,623 90,974 93,353 95,759
PEDRO MONCAYO 34,292 35,155 36,030 36,912 37,802 38,700
RUMIÑAHUI 88,635 91,153 93,714 96,311 98,943 101,609
SAN MIGUEL DE LOS BANCOS 17,957 18,931 19,953 21,020 22,136 23,303
PEDRO VICENTE MALDONADO 13,350 13,712 14,080 14,452 14,828 15,209
PUERTO QUITO 21,197 21,577 21,956 22,334 22,710 23,084
Nombre de canton 2016 2017 2018 2019 2020
QUITO 2,597,989 2,644,145 2,690,150 2,735,987 2,781,641
CAYAMBE 100,129 102,015 103,899 105,781 107,660
MEJIA 98,193 100,650 103,132 105,637 108,167
PEDRO MONCAYO 39,604 40,514 41,431 42,353 43,281
RUMIÑAHUI 104,311 107,043 109,807 112,603 115,433
SAN MIGUEL DE LOS BANCOS 24,524 25,798 27,128 28,517 29,969
PEDRO VICENTE MALDONADO 15,594 15,983 16,375 16,771 17,171
PUERTO QUITO 23,455 23,823 24,189 24,551 24,911
PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN ECUATORIANA, POR AÑOS CALENDARIO, SEGÚN CANTONES
2010-2020
45
directamente relacionados con la demanda generada, por lo que a la par no solo
se busca una eficiencia en su uso y en su producción, sino que también se
buscan diferentes fuentes de energía para disminuir las emisiones de carbono a la
atmósfera.
2.1.2 CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA
A la utilización de la energía eléctrica se la denomina más comúnmente como
consumo, que es la potencia de trabajo de un aparato eléctrico por el intervalo de
tiempo en el que éste opera. En este caso se lo maneja en horas. Por lo tanto, las
unidades que se manejan son kilovatios-hora (kWh). Esto en parámetros técnicos
representa la energía necesaria para mantener una bombilla de 100 vatios (W)
encendida en un periodo de 10 horas.
La variación en el consumo de energía en una vivienda consta de varios
parámetros, dos de los más importantes son: uno, las pérdidas causadas por los
aparatos eléctricos, que se pueden optimizar verificando el correcto
funcionamiento de los mismos, y/o adquiriendo equipos que ahorran energía
siendo más eficaces en el consumo de electricidad; y dos, el número de horas de
utilización.
Para poder diferenciar a los consumidores y así poder determinar su tarifa se los
clasifica por grupos, estos son:
· Industrial.
· Comercial.
· Residencial.
· Otros.
Este proyecto está direccionado al grupo residencial, y se debe tomar en cuenta
que tiene un patrón de consumo y un factor de carga distinto a los que constan en
los demás grupos.
“A los clientes residenciales se los identifica porque su utilización energética es
netamente de uso doméstico sin tomar en cuenta la cantidad de carga conectada.
46
Dentro de este grupo también se consideran a clientes que realizan adjunta una
actividad comercial menor o artesanal.”24
Una hora uso es el tiempo que se promedia utilizando el aprovechamiento de los
equipos, que se lo puede determinar por medio de observar cómo se
desenvuelven tanto las personas como los procesos. Las horas uso de las
luminarias y de los equipos varían de acuerdo a dos parámetros, uno es la
permanencia de los habitantes en sus residencias y el segundo es la necesidad
que tiene un servicio en específico.
El consumo de un cliente residencial se clasifica de acuerdo a sus prácticas y a
sus actividades en distintos horarios, entre las 00:00 y las 06:00 se presenta un
índice de bajo consumo debido a la poca o nula actividad, sin embargo existen
aparatos que consumen estando conectados sin necesariamente estar en
funcionamiento, a estos aparatos se los denomina “vampiros”. También existen
aparatos que al estar en modo de espera generan mayor consumo que estando
encendidos, y son estos los que incrementan el consumo sin que los residentes
realicen actividad alguna en su vivienda. Posteriormente, a partir de las 06:00
hasta las 08:00 por la utilización de aparatos eléctricos por las actividades diarias
incrementa el consumo, posteriormente tiende a disminuir de manera gradual
hasta las 12:00, cuándo se presenta nuevamente un incremento de consumo
debido a las actividades relacionadas al almuerzo. Se mantiene un bajo consumo
hasta aproximadamente un periodo de tiempo que va desde las 18:00 hasta las
22:00 donde el incremento de consumo es considerable debido a la permanencia
de los habitantes en sus hogares alcanzando el pico más alto del día.
De acuerdo a la Empresa Eléctrica Quito (EEQ), quien provee de energía no sólo
al cantón Quito, su servicio registrado hasta el 2015 cubre un área de 14.971 km2
contemplando las siguientes provincias y cantones:
24 Noboa, G., (2002, Junio), Codificación del reglamento de tarifas. Decreto Ejecutivo No. 2713.
47
· Pichincha: Quito, Rumiñahui, Mejía, Pedro Vicente Maldonado, San
Miguel de los Bancos y una fracción de Puerto Quito y Cayambe.
· Napo: Quijos y El Chaco.
La EEQ maneja un total de 1´007´290 contadores de energía que contempla a los
clientes regulados con facturación anual incluido terceros de USD 406,15
millones.25
GRÁFICO 0.2 ÁREA DE SERVICIO DE LA EMPRESA ELÉCTRICA QUITO.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO - WWW.EEQ.COM.EC
El Departamento de Planificación de la EEQ indica cómo el promedio anual de
número de clientes es directamente proporcional al crecimiento demográfico de
los últimos 10 años (hasta marzo de 2015) tal como se muestra en la tabla 2.2 y
gráfico 2.3. A pesar de que los clientes residenciales han incrementado, en la
25 Empresa Eléctrica Quito. (2015). EEQ en cifras. http://www.eeq.com.ec:8080/nosotros/eeq-en-cifras
48
tabla 2.3 se observa que en cuanto a composición porcentual, éste ha disminuido
en el mencionado intervalo de tiempo.
TABLA 0.2 EVOLUCIÓN DEL PROMEDIO ANUAL DEL NÚMERO DE
CLIENTES.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO, NOVIEMBRE 2015
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
2000 441,456 58,318 8,789 5,133 513,695
2001 460,979 60,926 9,396 5,333 536,634
2002 479,310 64,523 10,030 5,541 559,404
2003 496,706 68,181 10,567 5,940 581,394
2004 519,046 72,364 10,996 6,354 608,760
2005 545,569 77,230 11,498 6,839 641,136
2006 575,286 82,184 12,015 7,271 676,755
2007 602,708 86,607 12,406 7,728 709,449
2008 639,619 93,477 12,713 8,383 754,191
2009 672,123 98,592 13,010 8,919 792,643
2010 709,439 103,516 13,353 4,324 830,631
2011 741,236 110,461 14,094 4,590 870,381
2012 765,557 118,674 14,605 10,102 908,939
2013 798,733 120,436 15,031 12,898 947,097
2014 831,128 124,420 15,294 13,913 984,754
2 015* 851,585 125,977 15,144 14,583 1,007,290
Año Residencial Comercial Industrial Otros Total
49
GRÁFICO 0.3 EVOLUCIÓN DEL PROMEDIO ANUAL DEL NÚMERO DE
CLIENTES.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO, NOVIEMBRE 2015
0
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
800,000
900,000
1,000,000
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
Otros
Industrial
Comercial
Residencial
Abonados
50
TABLA 0.3 EVOLUCIÓN EN PORCENTAJE DEL PROMEDIO ANUAL DEL
NÚMERO DE CLIENTES.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO, NOVIEMBRE 2015
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
En la tabla 2.4 y gráfico 2.4 se observa la evolución de los Megavatios-hora
(MWH) facturados a los clientes Regulados en cada uno de los grupos de
consumo.
2000 0.8594 0.1135 0.0171 0.0100 1.0000
2001 0.8590 0.1135 0.0175 0.0099 1.0000
2002 0.8568 0.1153 0.0179 0.0099 1.0000
2 003 0.8543 0.1173 0.0182 0.0102 1.0000
2 004 0.8526 0.1189 0.0181 0.0104 1.0000
2 005 0.8509 0.1205 0.0179 0.0107 1.0000
2 006 0.8501 0.1214 0.0178 0.0107 1.0000
2 007 0.8495 0.1221 0.0175 0.0109 1.0000
2 008 0.8481 0.1239 0.0169 0.0111 1.0000
2009 0.8480 0.1244 0.0164 0.0113 1.0000
2010 0.8541 0.1246 0.0161 0.0052 1.0000
2011 0.8516 0.1269 0.0162 0.0053 1.0000
2012 0.8423 0.1306 0.0161 0.0111 1.0000
2013 0.8433 0.1272 0.0159 0.0136 1.0000
2014 0.8440 0.1263 0.0155 0.0141 1.0000
2 015 0.8454 0.1251 0.0150 0.0145 1.0000
Año Residencial Comercial Industrial Otros Total
51
TABLA 0.4 EVOLUCIÓN DE LOS MWH FACTURADOS A LOS CLIENTES
REGULADOS.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO, NOVIEMBRE 2015
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
2000 745,850 355,427 599,880 278,165 1,979,322
2001 780,084 384,599 619,424 281,247 2,065,354
2002 830,180 408,044 633,830 294,629 2,166,684
2003 886,863 453,224 612,355 296,995 2,249,438
2004 950,518 492,957 588,026 295,981 2,327,482
2005 1,034,456 541,501 545,345 304,289 2,425,592
2006 1,084,042 582,528 567,734 313,499 2,547,803
2007 1,146,439 610,145 633,870 316,108 2,706,561
2008 1,186,909 644,803 775,322 334,675 2,941,709
2009 1,236,017 680,482 855,347 341,460 3,113,306
2010 1,285,757 719,359 893,450 337,685 3,236,251
2011 1,311,964 784,040 954,904 359,811 3,410,719
2012 1,316,178 845,427 1,025,292 407,185 3,594,082
2013 1,370,254 853,883 1,049,430 467,702 3,741,269
2014 1,415,247 882,398 1,011,356 497,535 3,806,536
2 015* 367,335 223,602 221,395 126,488 938,820
* Valores a marzo
Año Residencial Comercial Industrial Otros Total
52
GRÁFICO 0.4 EVOLUCIÓN DE LOS MWH FACTURADOS A LOS CLIENTES
REGULADOS.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO, NOVIEMBRE 2015
La ecuación 2.1 permite calcular el consumo energético promedio por grupo de
clientes.
0.1)
Dónde:
Cprom(u)= Consumo promedio del promedio de clientes (kWh).
Cprom(t)= Consumo facturado a clientes regulados (MWh).
Cl= Promedio anual del número de clientes.
En la tabla 2.5 se pueden observar los resultados aplicando la ecuación 1 para
todos los grupos de consumo en un promedio anual, mientras que en la tabla 2.6
en un promedio mensual.
0
600,000
1,200,000
1,800,000
2,400,000
3,000,000
3,600,000
4,200,0002,
000
2,00
1
2,00
2
2,00
3
2,00
4
2,00
5
2,00
6
2,00
7
2,00
8
2,00
9
2,01
0
2,01
1
2,01
2
2,01
3
2,01
4
MWh
OtrosIndustrialComercialResidencial
53
TABLA 0.5 PROMEDIO ANUAL DE KWH DE CONSUMO POR GRUPO DE
CONSUMO.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO, NOVIEMBRE 2015
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
2000 1,690 6,095 68,255 54,197 3,853
2001 1,692 6,313 65,924 52,739 3,849
2002 1,732 6,324 63,193 53,173 3,873
2003 1,785 6,647 57,949 50,003 3,869
2004 1,831 6,812 53,479 46,580 3,823
2005 1,896 7,012 47,429 44,491 3,783
2006 1,884 7,088 47,251 43,117 3,765
2007 1,902 7,045 51,095 40,903 3,815
2008 1,856 6,898 60,989 39,925 3,900
2009 1,839 6,902 65,748 38,284 3,928
2010 1,812 6,949 66,911 78,100 3,896
2011 1,770 7,098 67,752 78,386 3,919
2012 1,719 7,124 70,200 40,307 3,954
2013 1,716 7,090 69,819 36,262 3,950
2014 1,703 7,092 66,129 35,762 3,865
2 015* 431 1,775 14,620 8,673 932
* Valores a marzo
Año Residencial Comercial Industrial Otros Total
54
TABLA 0.6 PROMEDIO MENSUAL DE KWH DE CONSUMO POR GRUPO DE
CONSUMO.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO, NOVIEMBRE 2015
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
De acuerdo a la EEQ se determina que en los valles vecinos a la ciudad y en el
norte de la misma se localizan los clientes de consumo altos y medio altos,
mientras que en el centro y sur de la ciudad se localizan los clientes de consumo
medio bajo y bajo.
2.1.1 PLIEGO TARIFARIO
Para el consumo de energía, la EEQ presenta el pliego tarifario con su respectivo
anexo (Ver anexo A) para el periodo del 1 al 30 de noviembre de 2015, donde los
cargos tarifarios se clasifican de acuerdo al rango de consumo del usuario.
2000 141 508 5,688 4,516 321
2001 141 526 5,494 4,395 321
2002 144 527 5,266 4,431 323
2003 149 554 4,829 4,167 322
2004 153 568 4,457 3,882 319
2005 158 584 3,952 3,708 315
2006 157 591 3,938 3,593 314
2007 159 587 4,258 3,409 318
2008 155 575 5,082 3,327 325
2009 153 575 5,479 3,190 327
2010 151 579 5,576 6,508 325
2011 147 591 5,646 6,532 327
2012 143 594 5,850 3,359 330
2013 143 591 5,818 3,022 329
2014 142 591 5,511 2,980 322
2 015* 144 592 4,873 2,891 311
Promedio 149 571 5,107 3,994 322
* Valores a marzo
TotalAño Residencial Comercial Industrial Otros
55
La ecuación 2.2 permite obtener el valor de una planilla de consumo energético
mensual que se tendría que pagar en caso de ser un cliente residencial de
acuerdo al rango de consumo establecido.
(0.2)
Donde:
Vf= Valor facturado
Rc= Rango de consumo
Ct= Cargos tarifarios
Cm= Comercialización
Ap= Alumbrado público
Cp= Cuerpo de bomberos
Tb= Tasa de recolección de basura
2.2 MANEJO DE DESECHOS
2.2.1 PLIEGO TARIFARIO
Dentro del anexo al pliego tarifario, la Agencia de Regulación y Control de
Electricidad (ARCONEL) mediante la Resolución N° 041/14, determina que la tasa
por Recolección de Basura se calculará sobre la planilla de consumo valorada con
los cargos vigentes en el pliego de Abril del 2014.
“De acuerdo a la ORDENANZA METROPOLITANA REFORMATORIA DEL
LIBRO III “DE LOS TRIBUTOS MUNICIPALES” N° 0402 de mayo del 2013, la
tasa de recolección y tratamiento de residuos sólidos en el DMQ es igual al
coeficiente 0.153303 sobre la base imponible (planilla por consumo);
exceptuando a los consumidores que se ven beneficiados con la Tarifa de la
Dignidad, correspondientes a un consumo mensual hasta 110 kWH. Para los
abonados del servicio industrial artesanal de consumo eléctrico igual o menor a
56
300 kWh por mes, el servicio público de transporte de pasajeros movido por
energía eléctrica y bombeo para servicio público de agua potable, casos en los
que la tarifa será igual a un coeficiente de 0.102202 sobre la base imponible.”26
A los usuarios que forman parte del sector Residencial, se añade a la tarifa del
inciso anterior el valor que refleje de aplicar al Salario Básico Unificado (SBU), el
factor que se muestra en la tabla 2.7 que corresponda a cada estrato basado en
kWh/mes.
TABLA 0.7 VALOR A AÑADIRSE POR ESTRATO DE ACUERDO AL SALARIO
BÁSICO UNIFICADO (SBU). PERÍODO DE CONSUMO: 1-30 DE NOVIEMBRE
2015.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO, NOVIEMBRE 2015
ELABORACIÓN: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO
26 Empresa Eléctrica Quito. (2015). Anexo al pliego tarifario de noviembre. http://www.eeq.com.ec:8080/documents/10180/143788/Anexo+al+Pliego+Tarifario+Diciembre+2015/d436b54f-7ee6-40ba-83da-982224b761d6
ESTRATOS Factor del SBU
kWh/mes
0-20 0.00038
1-50 0.00038
51-80 0.00053
81-100 0.00074
101-120 0.00104
121-150 0.00167
151-200 0.00267
201-300 0.00427
301-500 0.00683
501-1000 0.01093
1001-2000 0.01749
2000 en adelante 0.02799
57
2.2.2 SISTEMA DE RECOLECCIÓN
A la fecha, en el DMQ el sistema de recolección diferenciado existente tiene un
campo de acción muy bajo. Este se lo realiza en mayor magnitud con recolección
a pie de vereda, en menor porcentaje en contenedores, y casi la totalidad de los
residuos sólidos urbanos (RSU) son depositados en el relleno sanitario sin
diferenciarlos.
En el gráfico 2.5 se puede observar el flujograma de la gestión de residuos sólidos
en el Cantón Quito, dónde se puede apreciar de manera detallada de inicio a fin el
manejo de los desechos.
58
GRÁFICO 0.5 ESQUEMA DE FLUJO DE LA GESTIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS
EN EL CANTÓN QUITO.
FUENTE: MENTEFACTURA, JUNIO 2015
Para poder manejar de mejor manera la recolección y disposición de los RSU
dentro del DMQ, la consultora MENTEFACTURA CIA. LTDA. “Plantea una
59
estrategia de recuperación de desechos que se fundamenta en la separación en
la fuente y la recolección diferenciada a través de contenedores. Se busca
optimizar los costos de recolección y el aprovechamiento de los residuos, a través
de un cambio en los hábitos de los ciudadanos.”27
Como uno de los objetivos de este sistema para mejoramiento ambiental se
plantea que para el periodo 2015-2025, que además de mejorar se fortalezca el
sistema de recolección de residuos inorgánicos reciclables que se producen en
residencias. Dentro de este tipo de residuos se encuentran considerados
elementos como papel, plástico, vidrio y metales. El porcentaje de estos residuos
del total producido en residencias se aproxima al 26%. De este porcentaje que
plantea que se deba recolectar el 40% para el año 2020 de manera diferenciada
desde la fuente, es decir desde la residencia misma, este porcentaje equivale al
10.4% de todos los residuos producidos. Esto se prevé que se realice con
contenedores. Para que este porcentaje se pueda recolectar, es fundamental que,
a más de que se realicen campañas que instruyan y fomenten sobre el reciclaje
se provean los medios para este fin, es decir dotar de espacios y elementos para
la separación desde la residencia.
Si la campaña que se realice no crea la conciencia necesaria puede llegar a ser
contraproducente puesto que no se reciclaría adecuadamente teniendo que
hacerlo nuevamente en la planta de separación. De igual manera el efecto puede
ser negativo si el sistema de separación es muy complejo, es decir que sea
exorbitantemente selectivo llevando al residente a simplemente no realizarlo.
Sin embargo, los desechos generados por una residencia no sólo se los debe
tomar en cuenta los que son generados por su(s) habitantes(s), sino también
desde el inicio del proceso de construcción, dónde se generan desperdicios que
de todas maneras se debe hacer una gestión para su recolección y disposición
final.
27 MENTEFACTURA CIA. LTDA. (2015), Estudio de pre-factibilidad y Factibilidad de plantas de separación (aprovechamiento de recursos) de residuos sólidos para los gobiernos autónomos descentralizados municipales de Quito y Cuenca, Quito.
60
La Ordenanza 213 del Distrito Metropolitano de Quito en su Capítulo I indica, que
el aseo “en edificios terminados o en construcción destinados a vivienda, industria
o comercio, y en las urbanizaciones, condominios y conjuntos residenciales, es
responsabilidad de los propietarios, administradores o constructores, según sea el
caso.”28
Esto indica que la campaña de un manejo óptimo de desechos no es solo para los
residentes, sino que también para quienes construyen. La diferencia radica en la
optimización, es decir disminuir la cantidad de residuos de construcción mas no
en la diferenciación como los residuos residenciales. Esto se logra con una
“industrialización” de los procesos y de los elementos, haciendo así que los
tiempos en construcción disminuyan y que existan menos desperdicios.
2.3 METEOROLOGÍA
De manera directa o indirecta el sol es una fuente energética importante en
nuestro planeta, siendo fuente de la gran mayoría de la energía terrestre. Para la
generación de energía química mediante la fotosíntesis el sol es fundamental
pues mediante esta energía da vida tanto al reino vegetal como al animal. Para la
formación de los combustibles fósiles también se necesitó de la fotosíntesis, así
como forma parte fundamental de los ciclos hidrológicos y del origen de los
vientos.
De acuerdo a la ARCONEL la superficie terrestre percibe 178 000 Teravatios-año
(TW-año) de energía solar. En el año de 1990 se calculó que esta cantidad de
energía era 15000 veces superior a la que la humanidad consumía. De esta
cantidad de energía aproximadamente la mitad es absorbida, para posteriormente
convertirse en calor y ser nuevamente enviada hacia la superficie terrestre
dividida entre energía electromagnética que es la energía calórica irradiada y la
energía calórica evaporada.
28 Ilustre Municipio de Quito. (2015). Ordenanza 213 del DMQ. http://www.derecho-ambiental.org/Derecho/Legislacion/Ordenanza-213-Distrito-Metropolitano-Quito-Capitulo-I.html
61
GRÁFICO 0.6 ENERGÍA PROMEDIO INGRESADA A LA TIERRA EN TW-AÑO.
FUENTE: ATLAS SOLAR DEL ECUADOR – ARCONEL, 2008
2.3.1 INSOLACIÓN
Se conoce como insolación global a la cantidad de energía captada en una
superficie dentro de un tiempo promedio, que puede ser directa o difusa. Si
durante el tiempo que se recibe insolación existe interferencia de un obstáculo, y
la insolación directa no llega hacia la superficie cubierta con un único y preciso
ángulo de acción, la insolación difusa actuando en diversos ángulos hace que no
se encuentre oscuro del todo, por esto, los aparatos fotovoltaicos pueden
funcionar únicamente con la insolación difusa. Las unidades en las que se
expresa son: [Wh/m2/día]. Para transformar la insolación en horas pico solar o
también llamadas horas de sol equivalentes, las cuales se definen como las horas
de sol por día, se multiplica por una constante igual a 1kW/m2. Esta
transformación sirve de información para determinar la potencia de fuentes de
energía alternativa, como son los paneles de energía solar.
La información y mapas de insolación en el Ecuador, están basados en la
información generada por el National Renewable Energy Laboratory (NREL) con
base en Estados Unidos pero con datos a nivel mundial. La Corporación para la
investigación Energética (CIE) utiliza la información generada por el NREL con un
62
total de 472 celdas en el Ecuador continental con un rango de acción para emitir
información de 40km x40km como se observa en el gráfico 2.7 con un margen de
error del 10%. Estos datos se interpolan para tener datos con un rango de acción
de 1km2 tal como se puede observar en el gráfico 2.8.
GRÁFICO 0.7 RED DE CELDAS NREL EN ECUADOR.
FUENTE: ATLAS SOLAR DEL ECUADOR - ARCONEL, 2008
GRÁFICO 0.8 GRILLA DE INSOLACIÓN SOLAR EN ECUADOR.
FUENTE: ATLAS SOLAR DEL ECUADOR - ARCONEL, 2008
63
2.3.2 INSOLACIÓN MENSUAL EN EL DMQ
Los mapas de insolación promedio global, directa y difusa en el territorio
ecuatoriano se observan en el Anexo B, y en la tabla 2.8 se indican los valores
aproximados obtenidos mensualmente para el DMQ, mientras que en la tabla 2.9
se muestran las horas pico de sol por día que se obtienen de dividir para mil los
valores de insolación.
TABLA 0.8 INSOLACIÓN MENSUAL EN EL DMQ.
FUENTE: ATLAS SOLAR DEL ECUADOR - ARCONEL, 2008
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
DIRECTA 3750 Wh/m2/día DIRECTA 5400 Wh/m2/día
DIFUSA 2350 Wh/m2/día DIFUSA 1730 Wh/m2/día
GLOBAL 5025 Wh/m2/día GLOBAL 5300 Wh/m2/día
DIRECTA 3450 Wh/m2/día DIRECTA 5100 Wh/m2/día
DIFUSA 2580 Wh/m2/día DIFUSA 1950 Wh/m2/día
GLOBAL 5025 Wh/m2/día GLOBAL 5550 Wh/m2/día
DIRECTA 3200 Wh/m2/día DIRECTA 5000 Wh/m2/día
DIFUSA 2600 Wh/m2/día DIFUSA 2000 Wh/m2/día
GLOBAL 5000 Wh/m2/día GLOBAL 5550 Wh/m2/día
DIRECTA 3550 Wh/m2/día DIRECTA 4200 Wh/m2/día
DIFUSA 2350 Wh/m2/día DIFUSA 2250 Wh/m2/día
GLOBAL 4900 Wh/m2/día GLOBAL 5380 Wh/m2/día
DIRECTA 3900 Wh/m2/día DIRECTA 4700 Wh/m2/día
DIFUSA 2100 Wh/m2/día DIFUSA 2100 Wh/m2/día
GLOBAL 4800 Wh/m2/día GLOBAL 5400 Wh/m2/día
DIRECTA 4750 Wh/m2/día DIRECTA 4350 Wh/m2/día
DIFUSA 1800 Wh/m2/día DIFUSA 2175 Wh/m2/día
GLOBAL 4950 Wh/m2/día GLOBAL 5180 Wh/m2/día
DIRECTA 4300 Wh/m2/día
DIFUSA 2170 Wh/m2/día
GLOBAL 5175 Wh/m2/día
DICIEMBREJUNIO
PRIOMEDIO ANUAL
JULIO
AGOSTO
SEPTIEMBRE
OCTUBRE
NOVIEMBRE
ENERO
FEBRERO
MARZO
ABRIL
MAYO
64
TABLA 0.9 HORAS PICO DE SOL EN EL DMQ.
FUENTE: ATLAS SOLAR DEL ECUADOR - ARCONEL, 2008
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
DIRECTA 3.75 horas pico/día DIRECTA 5.4 horas pico/día
DIFUSA 2.35 horas pico/día DIFUSA 1.73 horas pico/día
GLOBAL 5.025 horas pico/día GLOBAL 5.3 horas pico/día
DIRECTA 3.45 horas pico/día DIRECTA 5.1 horas pico/día
DIFUSA 2.58 horas pico/día DIFUSA 1.95 horas pico/día
GLOBAL 5.025 horas pico/día GLOBAL 5.55 horas pico/día
DIRECTA 3.2 horas pico/día DIRECTA 5 horas pico/día
DIFUSA 2.6 horas pico/día DIFUSA 2 horas pico/día
GLOBAL 5 horas pico/día GLOBAL 5.55 horas pico/día
DIRECTA 3.55 horas pico/día DIRECTA 4.2 horas pico/día
DIFUSA 2.35 horas pico/día DIFUSA 2.25 horas pico/día
GLOBAL 4.9 horas pico/día GLOBAL 5.38 horas pico/día
DIRECTA 3.9 horas pico/día DIRECTA 4.7 horas pico/día
DIFUSA 2.1 horas pico/día DIFUSA 2.1 horas pico/día
GLOBAL 4.8 horas pico/día GLOBAL 5.4 horas pico/día
DIRECTA 4.75 horas pico/día DIRECTA 4.35 horas pico/día
DIFUSA 1.8 horas pico/día DIFUSA 2.175 horas pico/día
GLOBAL 4.95 horas pico/día GLOBAL 5.18 horas pico/día
DIRECTA 4.3 horas pico/día
DIFUSA 2.17 horas pico/día
GLOBAL 5.175 horas pico/día
PRIOMEDIO ANUAL
ABRIL OCTUBRE
MAYO NOVIEMBRE
JUNIO DICIEMBRE
ENERO JULIO
FEBRERO AGOSTO
MARZO SEPTIEMBRE
65
CAPÍTULO 3
ANÁLISIS DE LA DEMANDA ENERGÉTICA DE LA
VIVIENDA Y DE LA GENERACIÓN POR FUENTES
ALTERNAS
3.1 DEMANDA ENERGÉTICA
3.1.1 ARQUITECTURA SOSTENIBLE, SISTEMA ELÉCTRICO, SANITARIO Y
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
La energía que se ha demandado a lo largo de la historia del Ecuador ha estado
marcada por políticas de consumo en las que el ahorro de ésta no ha sido un
parámetro muy relevante, no solo por el bajo valor de las fuentes energéticas al
estar subsidiadas por el estado, sino también porque no se proyectaba un
consumo verde con recursos renovables. En la actualidad la evolución y
desarrollo de un pensamiento amigable con el ambiente, ha hecho que el
consumo sea más consciente, y que la construcción sostenible lleve a los
arquitectos a cambiar parámetros de diseño buscando calidad en ellos y creando
comodidad para los usuarios, esto a la par de generar ahorro en el consumo de
energía y de los recursos.
La arquitectura sostenible trata de parámetros de diseño que permiten a la
edificación ser eficiente por medio de una menor utilización de recursos, teniendo
como su principal objetivo causar el menor impacto ambiental. Esto se puede
alcanzar juntando el diseño con la implementación de generación de energías
limpias.
66
3.1.1.1 PRINCIPIOS DE ARQUITECTURA SOSTENIBLE
Para que un proyecto siga la línea de sostenibilidad debe basarse en ciertos
principios que permitan ser proyectados hacia el futuro teniendo en cuenta las
generaciones venideras. Estos principios son flexibles de acuerdo a cada zona
en la que los proyectos se ubiquen porque se presentan distintas condiciones
· Exposición solar: Se debe determinar la ubicación, forma y orientación de
la edificación para que esté expuesto a la cantidad de insolación necesaria
para mantener la temperatura interna ideal.
· Protección solar: Al medio día se presenta la radiación solar mayor,
haciendo que el calor interno sea muy alto por lo que se debe diseñar
algún tipo de protección.
· Captación solar: Temprano en las mañanas se debe captar la mayor
cantidad de radiación solar para que la edificación se caliente lo más rápido
posible.
· Capacidad calorífica: El calor que se almacena durante el día se debe
liberar en la noche.
· Inercia térmica: Se debe asegurar que la humedad y la temperatura se
mantengan estables durante el día.
· Ventilación: Para que se pueda enfriar la edificación que se calienta por la
radiación solar se debe utilizar el viento.
EN EL GRÁFICO 3.1 SE OBSERVA EL CONFORT TÉRMICO QUE SE DEBERÍA
IMPLEMENTAR EN UNA VIVIENDA BAJOS LOS PRINCIPIOS DE
ARQUITECTURA SOSTENIBLE. EN EL GRÁFICO 3.2 SE PRESENTAN LAS
ESTRATEGIAS ECOLÓGICAS QUE DEBERÍA PRESENTAR UN PROYECTO
DE VIVIENDA EN SUS DISTINTAS FASES.
67
GRÁFICO 0.1 CONFORT TÉRMICO.
FUENTE: COELLAR HEREDIA, FRANCISCO. (2013). DISEÑO
ARQUITECTÓNICO SOSTENIBLE Y EVALUACIÓN ENERGÉTICA DE LA
EDIFICACIÓN. ECUADOR.
68
GRÁFICO 0.2 ESTRATEGIAS ECOLÓGICAS PARA LAS DISTINTAS FASES.
FUENTE: HERNÁNDEZ PEZZI, CARLOS. (2007). UN VITRUBIO ECOLÓGICO,
PRINCIPIOS Y PRÁCTICA DEL PROYECTO ARQUITECTÓNICO SOSTENIBLE.
BARCELONA – ESPAÑA.
69
3.1.1.2 SISTEMA ELÉCTRICO, SANITARIO Y MATERIALES DE
CONSTRUCCIÓN
Para mantenerse en la línea de edificación sostenible, complementario a los
diseños arquitectónicos se deben contemplar otros aspectos que no solo
permitan disminuir el consumo, sino que también contribuyan en la disminución
del impacto ambiental. Para esto se deben determinar los implementos a
utilizarse en los sistemas eléctrico y sanitario, junto con los materiales de
construcción a implementarse en la edificación.
Electricidad: Los sistemas automáticos de iluminación permiten un ahorro entre
el 30% y el 40%29 del consumo eléctrico de este sistema. Particularmente útiles
para sectores dónde la iluminación es necesaria pero el tránsito de personas es
bajo, como pasillos, parqueaderos, patios y áreas de esparcimiento. Sensores
que detectan el movimiento para encenderse y apagarse en la ausencia del
mismo y células fotoeléctricas que detectan la ausencia de luz para encenderse
en las noches y automáticamente apagarse en las mañanas para lugares al aire
libre.
La utilización de focos incandescentes (tradicionales) podría considerarse
obsoleto debido a la presencia de focos con distinta tecnología de mayor
eficiencia energética. Esta eficiencia está determinada por la relación luminosidad
vs calor, mientras más alto sea el calor generado, menor será la luminosidad, y
viceversa.
Los focos fluorescentes (ahorradores) incrementan el ahorro en el consumo
utilizando cinco veces menos energía que un incandescente, es decir, un foco
ahorrador de 20 watts produce la misma luminosidad que un convencional de 100,
además con un tiempo de duración 6 veces mayor a los convencionales, con un
29 COELLAR HEREDIA, Francisco. (2013). Diseño arquitectónico sostenible y evaluación energética de la edificación. Ecuador.
70
tiempo de vida de aproximadamente 6000 horas, versus las 1000 horas de tiempo
de vida de un incandescente30.
GRÁFICO 0.3 FOCO FLUORESCENTE (AHORRADOR).
FUENTE: WWW.CNNEXPANSION.COM, 2015
También se puede considerar como alternativa para disminuir el consumo de
energía eléctrica a la utilización de focos con tecnología LED de alta potencia.
Éstos generan poca cantidad de calor por lo que utilizan la mayor cantidad de
energía para producir luz. Además su tiempo de vida útil supera a los focos
incandescentes entre 35 y 50 veces, funcionando unas 35000 a 50000 horas sin
deterioro por encender y apagar repetidamente antes de tener que ser
30
Agencia Pública de Noticias del Ecuador y Suramérica. (2014). Ecuador entregará 800 mil focos
ahorradores para incentivar el ahorro de energía en la población..
http://www.andes.info.ec/es/noticias/ecuador-entregara-800-mil-focos-ahorradores-incentivar-
ahorro-energia-poblacion.html
71
reemplazadas. Frente a los focos fluorescentes los focos LED utilizan 1.7 veces
menos energía, y su tiempo de duración está entre 6 y 8 veces superior.
GRÁFICO 0.4 FOCOS CON TECNOLOGÍA LED.
FUENTE: WWW.DFORCESOLAR.COM, 2015.
Agua: Como parte del diseño pasivo de una edificación forman parte dos
sistemas; la recolección de aguas lluvias y manejo de aguas grises permitiendo
un ahorro entre el 30% y el 60% del consumo de agua. No obstante, existen
varias acciones y aplicaciones complementarias que permiten un incremento de
ahorro en el consumo.
Piezas sanitarias con diseños innovadores que cumplen las mismas necesidades
que los convencionales con una considerable disminución de la utilización de
recursos, son elementos clave para ahorrar agua.
El inodoro de doble flujo utiliza 6 litros de descarga para sólidos y 3 litros para
líquidos, mientras que un inodoro convencional descarga entre 14 y 15 litros
independientemente del tipo de desecho. Vale mencionar que en el mercado
existen inodoros y urinarios que no necesitan de agua para realizar descargas.
72
GRÁFICO 0.5 SISTEMA INODORO DOBLE FLUJO.
FUENTE: WWW.TARINGA.NET, 2015
Dentro de la vivienda se puede complementar el ahorro en el consumo de agua
con la utilización de duchas, grifos de lavamanos y fregaderos con sistema de
aireación, que consiste en producir la misma presión de agua que los aparatos
convencionales con la característica de que se utiliza menos de la mitad de agua,
con la capacidad de reducir el gasto de 180lt/min a 80lt/min.
73
GRÁFICO 0.6 GRIFO CON AIREADOR.
FUENTE: ES.ALIEXPRESS.COM, 2015
Materiales: La decisión de qué materiales utilizar en la construcción es
fundamental, pues deben cumplir con las características especificadas en el
cálculo estructural y en temas de sostenibilidad se debe considerar la
contaminación de cada uno en su fabricación, instalación, transporte y disposición
final.
Los materiales a utilizarse deben tener la capacidad de satisfacer las necesidades
térmicas de cada proyecto, con la característica de durabilidad para disminuir
trabajos de mantenimiento y que al ser instalados produzcan menos residuos.
Esto se puede disminuir con materiales y procesos constructivos industrializados.
3.1.2 HISTORIAL DE CONSUMO
Un historial de consumo energético representa de manera cronológica los valores
de la utilización de energía eléctrica de una planilla por usuario en un periodo
determinado de tiempo. El proyecto planteado se encuentra ubicado en el sector
centro norte del DMQ, en la parroquia “El Batán”. Esta parroquia es una de las
74
que tiene más alto promedio de consumo kWh/mes por cliente de acuerdo a
información de la EEQ (Anexo C). Para esto se presenta el historial de consumo
mensual de 44 suministros residenciales de viviendas multifamiliares ubicados en
la parroquia mencionada desde diciembre de 2013 hasta noviembre de 2015 en el
Anexo D.
Con los valores de consumo obtenidos de cada suministro se determinan los
promedios mensuales en este periodo de tiempo, y uno general por cada mes,
con esto se puede observar y determinar los meses en los que el consumo es
más elevado. En las tablas 3.1, 3.2 y en el gráfico 3.7 se puede observar que los
meses que presentan mayor consumo son: abril, junio, julio y octubre. No
obstante, el mes de octubre que presenta el mayor promedio de consumo
energético con 144 kWh/mes es menor al promedio anual con menos del 4% al de
todo el DMQ, que es de 149 kWh/mes.
75
TABLA 0.1 CONSUMO PROMEDIO MENSUAL DE ELECTRICIDAD DICIEMBRE
2013-NOVIEMBRE 2015.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO, DICIEMBRE 2015
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
nov-15 122.11
oct-15 128.66
sep-15 135.23
ago-15 122.43
jul-15 142.57
jun-15 139.91
may-15 135.43
abr-15 148.14
mar-15 128.84
feb-15 132.00
ene-15 126.39
dic-14 138.11
nov-14 132.57
oct-14 160.25
sep-14 131.61
ago-14 124.27
jul-14 130.66
jun-14 137.34
may-14 134.36
abr-14 138.70
mar-14 124.84
feb-14 120.34
ene-14 129.89
dic-13 123.61
PROMEDIO 132.84
Meses de
consumo
Consumo
Promedio
kWh
76
TABLA 0.2 PROMEDIO DE CONSUMO DE ELECTRICIDAD POR MES
DICIEMBRE 2013-NOVIEMBRE 2015.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO, DICIEMBRE 2015
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
GRÁFICO 0.7 PROMEDIO MENSUAL DE CONSUMO DE SUMINISTROS EN LA
PARROQUIA “EL BATÁN”.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA QUITO, DICIEMBRE 2015
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
ENERO 128.14
FEBRERO 126.17
MARZO 126.84
ABRIL 143.42
MAYO 134.90
JUNIO 138.63
JULIO 136.61
AGOSTO 123.35
SEPTIMEBRE 133.42
OCTUBRE 144.45
NOVIMEBRE 127.34
DICIEMBRE 130.86
Meses de
consumo
Consumo
Promedio
kWh
77
3.2 GENERACIÓN POR FUENTES ALTERNAS
Se considera como fuentes alternas de energía a aquellas que se plantean como
una opción frente a las tradicionales clásicas (hidroeléctrica, nuclear, de
combustión),31 con una característica en común; generación de energía con
fuentes ilimitadas generando pocos o ningún residuo.
3.2.1 ENERGÍA EÓLICA
Se define como energía eólica, a la energía renovable generada por la fuerza del
viento para producir electricidad, la energía cinética es transformada en energía
mecánica producida por hélices de aerogeneradores impulsadas por corrientes de
aire. Actualmente es utilizada principalmente para la generación eléctrica
mediante aerogeneradores en grandes cantidades en parque eólico. Cabe
mencionar que este sistema de generación eléctrico no es idóneo para todas las
locaciones, pues éstas deben tener suficiente viento.
31 Enciclonet 3.0. (2016). Energía alternativa. http://www.enciclonet.com/articulo/energia-alternativa/
78
GRÁFICO 0.8 PARQUE EÓLICO VILLONACO (LOJA, ECUADOR).
FUENTE: HTTP://WWW.EVWIND.COM/2014/11/30/EOLICA-EN-ECUADOR-SE-
CONSOLIDA-CON-NUEVOS-PROYECTOS/
3.2.2 ENERGÍA GEOTÉRMICA
Se define como energía geotérmica, a una energía renovable que es generada de
manera amigable con el ambiente por el calor interno de la corteza terrestre. Ésta
se extrae de reservorios geotermales que son formados por el agua proveniente
de la superficie que penetra a través de las fallas del suelo hasta acuíferos
subterráneos donde es calentada por el magma. De este reservorio se extrae el
vapor de agua que es trasportado por tuberías hacia la central geotérmica que
transforma a la presión y a la energía calorífica en energía mecánica que permite
que gire una turbina y a su vez el generador produciendo energía eléctrica. El
Ecuador es un país con un gran potencial para desarrollar proyectos energéticos
de este tipo al estar situado en el Cinturón de Fuego del Pacífico. Se estima que
79
la producción podría llegar a 1700 megavatios. Sin embargo, el inconveniente
mayor para que sea viable esta generación energética son los costos muy altos.32
GRÁFICO 0.9 CENTRAL GEOTÉRMICA.
FUENTE: HTTP://WWW.EVWIND.COM/2013/12/19/ENERGIAS-RENOVABLES-
ALSTOM-CONSTRUIRA-EN-MEXICO-UNA-NUEVA-CENTRAL-DE-ENERGIA-
GEOTERMICA/
3.2.3 ENERGÍA FOTOVOLTAICA
Se define como energía fotovoltaica, a aquella que es obtenida por medio de la
radiación solar. Para que ésta pueda ser generada se necesita de un elemento
que absorba la luz del sol y transforme la energía de la radiación solar en energía
eléctrica. Frente a la generación convencional la energía fotovoltaica presenta
varias ventajas:
· La fuente alimentadora es gratuita e ilimitada
· Exceptuando las baterías, su mantenimiento es bajo y tiene una larga vida
útil
32 El Comercio. (2014). El uso de energía geotérmica se extiende por todo el planeta. http://www.elcomercio.com/tendencias/energiageotermica-planeta-cop20-lima.html
80
· Bien diseñado el sistema es fiable y su operación es segura
· No genera CO2 en su operación
· Ideal para locaciones sin acceso a la red pública
· Reduce o elimina el consumo de combustibles para generación de energía,
particularmente en zonas rurales
No obstante, el sistema de energía solar fotovoltaica cuenta con algunas
desventajas:
· Su instalación se la realiza con mano de obra calificada
· Su elevado costo inicial y reemplazo de baterías
· El área de implementación
· Visual - Cubre fachadas y cubiertas
· Ciertas partes de las celdas fotovoltaicas son tóxicas.
Se debe tomar en cuenta la manera en la insolación incide en los paneles para
así poder determinar la orientación de estos, si bien la posición horizontal es la
más fácil de implantar, no necesariamente optimiza la captación de los rayos
solares en las distintas latitudes del planeta, y además depende de la
configuración arquitectónica de las cubiertas.
Tomando en cuenta que la latitud del Ecuador y específicamente Quito es 0° y al
medio día recibe la mayor cantidad de insolación directa y se puede aprovechar
de mejor manera que la insolación antes de las 10:00 y posterior a las 14:00, la
posición horizontal sería la óptima en este caso, teniendo una variación 0°-10° de
inclinación.
3.2.4 SISTEMA FOTOVOLTAICO
Se lo conoce como sistema fotovoltaico a un conjunto de elementos que
conforman un dispositivo general que toma la energía lumínica (insolación) y la
transforma en corriente eléctrica apta para la utilización de los seres humanos.
81
· Célula fotovoltaica: Es un dispositivo electrónico que absorbe fotones de
luz y emite electrones.
GRÁFICO 0.10 CÉLULA FOTOVOLTAICA.
FUENTE:
HTTP://INGEMECANICA.COM/TUTORIALSEMANAL/TUTORIALN192.HTML
· Panel o módulo fotovoltaico: también conocido comúnmente como panel
solar, es el conjunto de células fotovoltaicas de manera modular.
GRÁFICO 0.11 PANEL FOTOVOLTAICO EN CANTEBURY (NUEVO
HAMPSHIRE, ESTADOS UNIDOS).
FUENTE: HTTPS://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/PANEL_FOTOVOLTAICO
· Generador: Componente formado por un conjunto de paneles fotovoltaicos
que transforman la insolación recibida en corriente continua de baja
tensión, ya sea de 12 ó 24v.
· Acumulador o batería: Componente que acopia la energía que produce el
generador para poder utilizar la energía en horas en las que el consumo es
mayor a la generación.
82
· Regulador o controlador de carga: Componente que evita que el
acumulador sufra de daños causados por sobrecargas o por descargas
desmedidas, quedando así sin funcionamiento y la necesidad de ser
reemplazado, esto permite que todo el sistema funcione de la mejor
manera en todo momento.
· Inversor: Este sistema es opcional dependiendo del usuario, pues es el
encargado de transformar la corriente continua generada y almacenada de
12 ó 24 V en corriente alterna de hasta 230V.
El inversor genera dos opciones de manejo del sistema; la primera es una
conexión directa del sistema fotovoltaico a la utilización del aparatos que
generalmente pueden ser utilizados con baterías como lámparas, teléfonos, Tv
blanco y negro, cargadores de pilas, radios, etc. Indicada en la figura 3.12, y esta
opción representa una de menor costo por lo que no requiere el inversor. Sin
embargo, su utilización es limitada.
La segunda opción es conectar el inversor y transformar la corriente continua en
alterna como se indica en la figura 3.13.
GRÁFICO 0.12 SISTEMA FOTOVOLTAICO SIN INVERSOR.
FUENTE: HTTP://WWW.PESCO.COM.MX/PESCO/EFICIENCIA/INDEX.PHP/78-
SERVICIOS
83
84
GRÁFICO 0.13 SISTEMA FOTOVOLTAICO CON INVERSOR.
FUENTE:
HTTP://INGEMECANICA.COM/TUTORIALSEMANAL/TUTORIALN192.HTML
3.3 DISEÑO DEL SISTEMA
La energía eólica como fuente de generación energética de este proyecto de
vivienda no es técnicamente viable, pues la zona no cuenta con el viento
suficiente para producir la energía que satisfaga la demanda energética
residencial, y tampoco existe la posibilidad de implantar un parque eólico como tal
para inclusive abastecer un mayor número de residencias.
La energía eléctrica a base de energía geotérmica tampoco es técnicamente
viable para este proyecto de vivienda, pues los costos de generación y operación
son muy elevados y podrían ser únicamente costeados a nivel estatal para la
generación de la cantidad de megavatios que satisfaga a grandes sectores de la
población.
La energía fotovoltaica por su versatilidad en cuanto a cantidad de energía que
puede generar, también a que el área que necesita para implantar el sistema de
generación cabe cómodamente dentro del predio, ya que sus ventajas son
85
técnicas considerablemente superiores a sus desventajas, se convierte en la
alternativa idónea para este proyecto de vivienda.
El proyecto de vivienda multifamiliar consta de una edificación de dos bloques
unidos por escaleras, cada bloque cuenta con una terraza de 150m2 dónde se va
a implantar el sistema generador de energía, y con 4 apartamentos de 75m2 cada
uno. Cada apartamento está diseñado para que habiten cómodamente 4
personas, con 3 dormitorios, 2 baños, cocina, sala y comedor.
El subsuelo de la edificación está diseñado para abarcar a un estacionamiento por
cada apartamento (16) más 2 parqueaderos destinados para visitas.
El sistema generador de energía no solo debe contemplar el abastecimiento para
cada apartamento individualmente, sino a la iluminación y conexiones eléctricas
del área comunal como escaleras, pasillos y parqueaderos. (Ver Anexo E).
Para efectuar el diseño del sistema fotovoltaico se debe realizar una serie de
cálculos que lleven a una optimización en el uso de los aparatos y también en la
generación de energía, contemplando siempre el balance que debe existir entre
estos dos parámetros.
El diseño inicia con la obtención de información del consumo de energía eléctrica.
Para esto se debe obtener el conocimiento del voltaje con el que trabajan los
aparatos electrónicos domiciliarios instalados y las horas de uso de los mismos,
tomando en cuenta una posible ampliación futura y que el proyecto no se quede
eventualmente sin abasto.
La cantidad de kWh demandada no es un impedimento para el sistema
fotovoltaico, por el contrario, el sistema es capaz de abastecer hasta la más
demandante edificación, siempre y cuando se cuente con la superficie necesaria
para la instalación de paneles.
86
En la tabla 3.3 se muestra el requerimiento de potencia promedio de los artefactos
más utilizados.
TABLA 0.3 REQUERIMIENTO DE POTENCIA (W) DE TRABAJO DE
ARTEFACTOS ELÉCTRICOS COMUNES EN UN HOGAR.
FUENTE: ATLAS SOLAR DEL ECUADOR – ARCONEL, 2008
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
3.3.1 EFICIENCIA DEL SISTEMA
El factor más influyente en la eficiencia del sistema es el tipo de celdas
fotovoltaicas a utilizarse. En estos últimos años el desarrollo tecnológico, junto
con los procesos investigativos y constructivos han avanzado notoriamente,
permitiendo que la eficiencia en generación energética sea cada vez mayor. En el
mercado el elemento que se encuentra con mayor frecuencia en celdas es el de
silicio. Este elemento compone dos tipos de celdas; mono o policristalinas,
permitiendo que el usuario pueda elegir acorde a sus necesidades en base a una
relación costo vs rendimiento. Las celdas monocristalinas son más costosas pero
con una eficiencia de funcionamiento superior a las policristalinas.
ARTEFACTOPOTENCIA DE
TRABAJO (W)
Foco fluorescente 8-23
Aspiradora 800-1200
Foco incandescente 25-100
Radio grabadora 12-40
Plancha 900-1500
TV (24-29pulg) 115-160
Computador de mesa 200-230
Refrigerador 100-400
Horno microondas 1000-1300
Secadora de cabello 1200-1800
87
Para tomar la decisión de qué tipo de celdas utilizar se debe también contemplar
el costo de mantenimiento de todo el sistema. En la tabla 3.4 se presentan las
eficiencias de las celdas de acuerdo a sus características.
TABLA 0.4 EFICIENCIA DE PRINCIPALES TECNOLOGÍAS FOTOVOLTAICAS.
FUENTE: CADENA, ALEJANDRO. (2009). GUÍA PARA LA PREPARACIÓN DE
ANTEPROYECTOS DE ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA. QUITO.
Se presentan dos escenarios para la determinación de sistemas fotovoltaicos; el
Escenario 1 satisface la demanda energética de usuarios residenciales promedio
acorde al historial de consumo presentado, y el escenario 2 satisface la demanda
energética de usuarios promedio contemplando el cambio de matriz energética
presentada por el gobierno que plantea eliminar el uso de gas licuado de petróleo
(GLP) en hogares.
3.3.2 ESCENARIO 1 DE GENERACIÓN ENERGÉTICA
En este primer escenario el sistema fotovoltaico satisface enteramente la
demanda energética de una vivienda multifamiliar. Utilizando la información de la
sección 3.1.2 del mes con mayor consumo en el año que es el mes de octubre
con 144.45 kWh/mes por suministro individual. Considerando un incremento de
una futura ampliación (7%) se utilizará 155 kWh/mes utilizando como fuente de
luz a los focos fluorescentes tal como se muestra en la tabla 3.5 dónde están
detalladas cargas típicas de una vivienda con consumo promedio aproximado.
Material de
celda
Rendimiento
de célula en
laboratorio
Rendimiento
de célula
industrial
Rendimiento
módulo
industrial
Silicio
monocristalino24.70% 18% 14%
Silicio
policristalino19.80% 15% 13%
88
TABLA 0.5 CARGAS DE UNA VIVIENDA PROMEDIO – ESCENARIO 1.
FUENTE: ATLAS SOLAR DEL ECUADOR – ARCONEL, 2008
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
Como se menciona en el apartado 3.1.1.2 se puede elegir como fuente de luz 3
tipos de focos, tomando como referencia en este proyecto la utilización de focos
fluorescentes con una potencia de 20W cada uno, se obtiene un ahorro del 72%
frente a los 267kWh de consumo mensual con focos incandescentes de 100W, no
obstante frente a los 144.2kWh de consumo mensual con focos LED se presenta
un incremento del 7.2%.
Adicional a cada apartamento individualmente, se debe considerar la iluminación
y las conexiones eléctricas del área comunal, mostrado en la tabla 3.6 el consumo
con focos fluorescentes, en la tabla 3.7 el consumo con focos incandescentes y
en la tabla 3.8 el consumo de focos con tecnología LED.
ARTEFACTO CANTIDADPOTENCIA
(W)
USO
(horas/día)
ENERGÍA DIARIA
(Wh/día)
TELEVISOR (24-29pulg) 1 115 5 575
REFRIGERADOR 1 300 6 1800
RADIO GRABADORA 1 20 1 20
CARGADOR CELULAR 4 5 8 160
COMPUTADOR 1 200 2 400
FOCOS FLUORESCENTES 9 20 5 900
HORNO MICROONDAS 1 1000 0.17 170
PLANCHA 1 900 0.75 675
ASPIRADORA 1 900 0.2 180
SECADORA DE CABELLO 1 1200 0.11 132
5012
155.4
SUBTOTAL (Wh/día)
TOTAL (kWh/mes)
89
TABLA 0.6 CONSUMO ELÉCTRICO DE PROYECTO DE VIVIENDA CON
FOCOS FLUORESCENTES.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN.
TABLA 0.7 CONSUMO ELÉCTRICO DE PROYECTO DE VIVIENDA CON
FOCOS INCANDESCENTES.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN.
40096
1243.0
ARTEFACTO CANTIDADPOTENCIA
(W)
USO
(horas/día)
ENERGÍA DIARIA
(Wh/día)
FOCOS ESCALERAS 13 20 5 1300
FOCOS PARQUEADEROS 13 20 1 260
ABRILLANTADORA 1 900 0.28 252
1812
56.2
1299.1TOTAL (A)+(B)(kWh/mes)
COMUNAL
SUBTOTAL (B) (Wh/día)
SUBTOTAL (B)(kWh/mes)
CARGAS DEL PROYECTO DE VIVIENDA EN CORRIENTE ALTERNA (AC)
RESIDENCIAL
8 VIVIENDASSUBTOTAL (A) (Wh/día)
SUBTOTAL (A)(kWh/mes)
68896
2135.8
ARTEFACTO CANTIDADPOTENCIA
(W)
USO
(horas/día)
ENERGÍA
DIARIA
(Wh/día)
FOCOS ESCALERAS 13 100 5 6500
FOCOS PARQUEADEROS 13 100 1 1300
ABRILLANTADORA 1 900 0.28 252
8052
249.6
2385.4
SUBTOTAL (B)(kWh/mes)
TOTAL (A)+(B)(kWh/mes)
CARGAS DEL PROYECTO DE VIVIENDA EN CORRIENTE ALTERNA (AC)
RESIDENCIAL
8 VIVIENDASSUBTOTAL (A) (Wh/día)
SUBTOTAL (A)(kWh/mes)
COMUNAL
SUBTOTAL (B) (Wh/día)
90
TABLA 0.8 CONSUMO ELÉCTRICO DE PROYECTO DE VIVIENDA CON
FOCOS LED.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN.
Contemplando que el consumo eléctrico comunal está dado mayoritariamente por
alumbrado, influye aún más la tecnología del foco a utilizar. Utilizar focos
incandescentes en lugar de fluorescentes incrementa el consumo en un 83%,
mientras que utilizar focos Led en lugar de focos fluorescentes presenta una
disminución en el consumo del 8.4%.
3.3.2.1 CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA
Para generar la cantidad de energía requerida se determina que el voltaje que
alimenta el sistema fotovoltaico sea de 12V por cada panel. Se colocan en serie
los paneles para producir 48V en corriente continua (DC). Para que se puedan
utilizar la mayoría de aparatos eléctricos en un hogar el inversor debe transformar
la corriente continua a 110V en corriente alterna (AC). Este voltaje es el
adecuado para disminuir la corriente que alimenta el banco de baterías,
disminuyendo pérdidas en el sistema causadas por conducción, y reduciendo
37216
1153.7
ARTEFACTO CANTIDADPOTENCIA
(W)
USO
(horas/día)
ENERGÍA
DIARIA
(Wh/día)
FOCOS ESCALERAS 13 12 5 780
FOCOS PARQUEADEROS 13 12 1 156
ABRILLANTADORA 1 900 0.28 252
1188
36.8
1190.5TOTAL (A)+(B)(kWh/mes)
SUBTOTAL (B) (Wh/día)
RESIDENCIAL
CARGAS DEL PROYECTO DE VIVIENDA EN CORRIENTE ALTERNA (AC)
SUBTOTAL (A) (Wh/día)
SUBTOTAL (A)(kWh/mes)8 VIVIENDAS
COMUNAL
SUBTOTAL (B)(kWh/mes)
91
también el riesgo de cortocircuito causando daños materiales y posibles pérdidas
humanas.
3.3.2.2 Dimensionamiento de módulos
Para este proyecto se determinó la utilización de módulos SIMAX especificados
en el Anexo F de celdas monocristalinas, con una capacidad de 150Wp cada uno,
corriente pico de 8.88A y voltaje a máxima potencia de 18V. En virtud de que se
determinó como voltaje nominal del sistema 48V DC, se debe instalar en series de
4 para generar un voltaje superior dotando al banco de baterías de la energía
suficiente para su correcto funcionamiento.
Para establecer la cantidad de módulos en el sistema, a la demanda energética
mensual se la transforma a diaria para obtener la carga energética
1299kWh*1000/31días=41903Wh/día, la que debe expresarse en amperios-hora
(Ah), esto se obtiene dividiéndola para el voltaje nominal del sistema. La corriente
pico más un porcentaje de seguridad dividida para el número de horas pico de sol
da como resultado la corriente pico del sistema en amperios (A).
(0.1)
Dónde:
Cd(Ah)= Carga diaria en amperios-hora.
Cd(kWh/día)= Carga diaria en kilovatios-hora/día.
Vn(V)= Voltaje nominal (tensión nominal) del sistema en voltios.
(0.2)
Dónde:
92
Cps(A)= Carga pico del sistema en amperios.
Cd(Ah)= Carga diaria en amperios-hora.
Fs= Factor de seguridad por pérdidas en el sistema (1.2)33.
Hsp= Horas pico de sol.
A la carga pico del sistema se divide para la corriente pico de cada módulo por el
número de series y se obtiene el número de módulos necesario para abastecer la
demanda.
(0.3)
Dónde:
Nm= Número de módulos
Cps(A)= Carga pico del sistema en amperios.
Cpm(A)= Carga pico del módulo en amperios.
33 Atlas Solar – CONELEC, pág. 8
93
TABLA 0.9 DATOS DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO - ESCENARIO 1.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
Potencia: 150 Wp
Corriente máxima (pico): 8.42 A
Tenisón nominal: 12 V
Corriente cortocircuito: 8.88 A
Profundidad de descarga: 70 %
Tensión nominal: 12 V
Capacidad: 100 Ah
Autonomía: 4 días
Intensidad: 45 A
Capacidad: 11000 W
Carga diaria: 41903 Wh/día
Tensión n. del sistema: 48 V
Carga diaria: 872.98 Ah
Factor de seguridad: 1.2
Carga corregida: 1047.58 Ah
Horas pico: 4.2 Horas p./día
Corriente pico sistema: 249.42 A
CÁLCULOS
DATOS
Panel
Batería
CONTROLADOR
INVERSOR
94
TABLA 0.10 DETERMINACIÓN DEL NÚMERO Y ÁREA DE IMPLANTACIÓN DE
PANELES FOTOVOLTAICOS - ESCENARIO 1.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
3.3.2.3 Determinación del controlador de carga
Decidir qué controlador de carga utilizar es de vital importancia, pues de éste
depende el correcto funcionamiento del sistema, evitando no sólo sobrecargas
provenientes de los módulos hacia las baterías, sino descargas excesivas
causantes de una posible desconexión. Para funcionar de la manera adecuada
debe estimarse un incremento de 40% de las cargas nominales máximas, además
de un factor extra de seguridad.
La capacidad de corriente se determina mediante la multiplicación de la corriente
de cortocircuito (Isc) de cada panel (obtenida del catálogo) que es superior a la de
corriente pico para precautelar por si algún tipo de falla se presenta, por el factor
de incremento de cargas nominales 1.4, por un el factor de seguridad
determinado.
C. pico sistema: 249.42 A
C. pico módulo: 8.42 A
Arreglo modular: 29.62 A
Arreglo en serie: 30
Tensión n. del sistema: 48 V
Tención del módulo: 12 V
Relación de tensión: 4
Número de módulos: 120 U
B: 1.482 m
H: 0.676 m
Área de implantación: 120.22 m2
DIMENSIONAMIENTO MODULAR
Dimensiones módulo
95
(0.4)
Dónde:
IRC= Corriente de cortocircuito total
ISC=Corriente de cortocircuito de cada panel (8.88A)
Fs= Factor de seguridad (2)
Dando como resultado IRC = 25A, se recomienda la utilización de un controlador
con capacidad de corriente igual o superior, en este caso se utilizará el
controlador MornigStar TriStar 45, con especificaciones detalladas en el Anexo G
de este documento.
3.3.2.4 Determinación del banco de baterías
Para poder determinar la capacidad de almacenamiento del banco de baterías, es
necesario conocer el número equivalente de días que no recibe sol el lugar a
implantarse el proyecto (Lat: -0.1701; Long: -78.479, “El Batán), conocidos como
Días Negros o Días NO-SOL, que es el tiempo dónde se consumiría energía
netamente del almacenamiento al no producirse generación y no estar conectado
a la red de distribución.
La información necesaria para determinar los Días Negros se presentan en la
tabla 3.7 obtenida de la base de datos del Programa de Meteorología de
Superficie y Energía Solar de la NASA.
96
TABLA 0.11 DÍAS NEGROS EN QUITO.
FUENTE: NASA, ATMOSPHERIC DATA CENTER, 2016.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
Con un promedio de 4 días al mes, el banco de baterías debe ser diseñado para
abastecerlos con su almacenamiento. Esto quiere decir que para la ciudad de
Quito, se necesitaría un banco de baterías con una capacidad nominal de 483.90
Ah, considerando un 30% de reserva para prevenir una descarga profunda
conectado al mismo sistema de 48V DC se muestra en la tabla 3.8 la cantidad de
baterías necesarias, las especificación técnicas del banco de baterías se pueden
observar en el Anexo H.
Lat -0.75
Long -75.55Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre
1 día 0.89 0.56 0.54 0.67 0.46 0.5 0.46 0.53 0.61 0.54 0.56 0.61
3 días 1.36 0.94 1.23 1.13 0.96 1.18 0.95 1.23 1.15 1.12 1.38 1.5
7 días 1.96 1.49 2.03 2 1.66 2.02 1.59 2.07 1.97 2.1 2.59 2.94
14 días 3.46 2.45 3.01 2.84 2.63 3.46 2.85 3.83 3.07 3.67 4.91 4.18
21 días 5.06 3.09 3.7 2.76 3.81 4.2 3.3 5.64 3.9 5.31 3.9 5.09
Mes 5.61 2.76 2.79 2.9 3.83 4.85 4.35 5.56 4.21 7.38 3.48 3.89
97
TABLA 0.12 NÚMERO DE BATERÍAS PARA ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA
- ESCENARIO 1.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
3.3.2.5 Determinación del inversor
El inversor se lo define con dos parámetros; la potencia continua que es la que el
inversor debe suministrar de manera continua bajo circunstancias normales, y la
potencia pico que se utiliza en intervalos cortos de tiempo, principalmente para
arranques de alta potencia como bombas. Para precautelar el inversor se
recomienda que la potencia pico sea 50% superior a la continua.
· Para determinar la potencia continua del caso de estudio a la carga total
diaria se divide para un promedio de uso continuo de 4.5h; 41903Wh / 4.5h
= 9311.83W.
· Margen de seguridad para potencia instantánea 15%
· Potencia continua: 9311.83W*1.15=10.71kW
· Potencia pico: 1.5*10.71kW= 16.06kW
Por temas de practicidad en cuanto a la distribución de energía para los
apartamentos, para este escenario se recomienda utilizar cuatro inversores con
potencia continua igual o mayor a 10.74kW/4= 2.68kW, y se utilizarán los
inversores UPS Powerstar de 4kW/48VDC de potencia continua y 8kW de
potencia pico, las especificaciones de este inversor se encuentran detalladas en
el Anexo I.
Carga total diaria: 1047.58 Ah
Días de reserva 1-5: 4 días
Capacidad nominal: 4190.32 Ah
Profundidad de descarga: 0.7
Capacidad corregida: 5986.18 Ah
Capacidad de batería: 100 Ah
Número de baterías: 59.86
Número de baterías: 60
DIMENSIONAMIENTO DEL BANCO DE BATERÍAS
98
3.3.3 ESCENARIO 2 DE GENERACIÓN ENERGÉTICA
Para este segundo escenario, se considera el cambio de matriz energética que
plantea el gobierno ecuatoriano para disminuir la utilización de combustibles
fósiles y pasar a utilizar energía limpia; por lo que a la demanda energética
expresada en la sección 3.3.2, de 155 kWh/mes se le debe incrementar el
consumo generado por una cocina de inducción de 4 quemadores en lugar de
una cocina a GLP, y también se le debe adicionar el consumo de 2 duchas
eléctricas en lugar del calefón a GLP que abastezcan a un familia promedio de 4
integrantes. Adicionar estos artefactos representa un incremento en consumo
mensual en un porcentaje cercano al 150%, tal como se muestra en la tabla 3.13.
TABLA 0.13 CARGAS DE UNA VIVIENDA PROMEDIO – ESCENARIO 2
FUENTE: ATLAS SOLAR DEL ECUADOR – ARCONEL, 2008
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
ARTEFACTO CANTIDADPOTENCIA
(W)
USO
(horas/día)
ENERGÍA
DIARIA
(Wh/día)
TELEVISOR (24-29pulg) 1 115 5 575
REFRIGERADOR 1 300 6 1800
RADIO GRABADORA 1 20 1 20
CARGADOR CELULAR 4 5 8 160
COMPUTADOR 1 200 2 400
FOCOS FLUORESCENTES 9 20 5 900
HORNO MICROONDAS 1 1000 0.17 170
PLANCHA 1 900 0.75 675
ASPIRADORA 1 900 0.2 180
SECADORA DE CABELLO 1 1200 0.11 132
COCINA DE INDUCCIÓN 1 1500 3 4500
DUCHA ELÉCTRICA 2 3500 0.4 2800
12312
381.7TOTAL (kWh/mes)
CARGAS DE UNA VIVIENDA EN CORRIENTE ALTERNA (AC)
TOTAL (Wh/día)
99
Considerando los 8 apartamentos junto con el consumo comunal, se presenta en
la tabla 3.14 el consumo con focos fluorescentes, en la tabla 3.15 el consumo con
focos incandescentes, y en la tabla 3.16 el consumo con focos LED.
TABLA 0.14 CONSUMO ELÉCTRICO DE PROYECTO DE VIVIENDA CON
FOCOS FLUORESCENTES.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN.
98496
3053.4
ARTEFACTO CANTIDADPOTENCIA
(W)
USO
(horas/día)
ENERGÍA
DIARIA
(Wh/día)
FOCOS ESCALERAS 13 20 5 1300
FOCOS PARQUEADEROS 13 20 1 260
ABRILLANTADORA 1 900 0.28 252
1812
56.2
3109.5
SUBTOTAL (B)(kWh/mes)
TOTAL (A)+(B)(kWh/mes)
8 VIVIENDASSUBTOTAL (A) (Wh/día)
SUBTOTAL (A)(kWh/mes)
COMUNAL
SUBTOTAL (B) (Wh/día)
CARGAS DEL PROYECTO DE VIVIENDA EN CORRIENTE ALTERNA (AC)
RESIDENCIAL
100
TABLA 0.15 CONSUMO ELÉCTRICO DE PROYECTO DE VIVIENDA CON
FOCOS INCANDESCENTES.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN.
TABLA 0.16 CONSUMO ELÉCTRICO DE PROYECTO DE VIVIENDA CON
FOCOS LED.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN.
127296
3946.2
ARTEFACTO CANTIDADPOTENCIA
(W)
USO
(horas/día)
ENERGÍA
DIARIA
(Wh/día)
FOCOS ESCALERAS 13 100 5 6500
FOCOS PARQUEADEROS 13 100 1 1300
ABRILLANTADORA 1 900 0.28 252
8052
249.6
4195.8
CARGAS DEL PROYECTO DE VIVIENDA EN CORRIENTE ALTERNA (AC)
RESIDENCIAL
8 VIVIENDASSUBTOTAL (A) (Wh/día)
SUBTOTAL (A)(kWh/mes)
COMUNAL
SUBTOTAL (B) (Wh/día)
SUBTOTAL (B)(kWh/mes)
TOTAL (A)+(B)(kWh/mes)
95616
2964.1
ARTEFACTO CANTIDADPOTENCIA
(W)
USO
(horas/día)
ENERGÍA
DIARIA
(Wh/día)
FOCOS ESCALERAS 13 12 5 780
FOCOS PARQUEADEROS 13 12 1 156
ABRILLANTADORA 1 900 0.28 252
1188
36.8
3000.9
CARGAS DEL PROYECTO DE VIVIENDA EN CORRIENTE ALTERNA (AC)
RESIDENCIAL
SUBTOTAL (B)(kWh/mes)
TOTAL (A)+(B)(kWh/mes)
8 VIVIENDASSUBTOTAL (A) (Wh/día)
SUBTOTAL (A)(kWh/mes)
COMUNAL
SUBTOTAL (B) (Wh/día)
101
Utilizar focos Incandescentes en lugar de fluorescentes incrementa el consumo en
un 35%, mientras que utilizar focos LED en lugar de fluorescentes permite
disminuir el consumo en un 3%.
3.3.3.1 DISEÑO DEL SISTEMA
De igual manera que en el escenario 1, el nivel de voltaje del sistema es de 48V
DC, colocando los paneles en series de 4 compuestos por los mismos SIMAX de
150Wp cada uno, que funcionan a corriente pico de 8.88 A y voltaje a máxima
potencia de 18V.
Para determinar la cantidad de módulos en el sistema, a la demanda de energía
mensual se la transforma en diaria 3109kWh*1000/31días=100290Wh/día.
Empleando las ecuaciones 3.1, 3.2 y 3.3 se establecen los datos del sistema
fotovoltaico.
102
TABLA 0.17 DATOS DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO - ESCENARIO 2.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
Potencia: 150 Wp
Corriente máxima (pico): 8.42 A
Tenisón nominal: 12 V
Corriente cortocircuito: 8.88 A
Profundidad de descarga: 70 %
Tensión nominal: 12 V
Capacidad: 100 Ah
Autonomía: 4 días
Intensidad: 45 A
Capacidad: 26000 W
Carga diaria: 100290 Wh/día
Tensión n. del sistema: 48 V
Carga diaria: 2089.38 Ah
Factor de seguridad: 1.2
Carga corregida: 2507.26 Ah
Horas pico: 4.2 Horas p./día
Corriente pico sistema: 596.97 A
CÁLCULOS
DATOS
Panel
Batería
CONTROLADOR
INVERSOR
103
TABLA 0.18 DETERMINACIÓN DEL NÚMERO Y ÁREA DE IMPLANTACIÓN DE
PANELES FOTOVOLTAICOS - ESCENARIO 2.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
3.3.3.2 Determinación del controlador de carga, banco de baterías e inversor
De acuerdo a lo expuesto en la sección 3.3.2.3 la corriente de cortocircuito total
(IRC) = 25A, se recomienda la utilización de un controlador con capacidad de
corriente igual o superior, utilizando de igual manera el controlador MornigStar
Tristar 45.
De igual manera, para establecer la capacidad de almacenamiento del banco de
baterías, se utilizan los datos de Días Negros presentados en la sección 3.3.2.3,
considerando también un 30% de reserva para prevenir una descarga profunda
conectado al mismo sistema de 48V DC se presenta en la tabla 3.11 la cantidad
de baterías necesarias.
C. pico sistema: 596.97 A
C. pico módulo: 8.42 A
Arreglo modular: 70.90 A
Número de ramales: 71
Tensión n. del sistema: 48 V
Tención del módulo: 12 V
Relación de tensión: 4
Número de módulos: 284 U
B: 1.482 m
H: 0.676 m
Área de implantación: 284.52 m2
DIMENSIONAMIENTO MODULAR
Dimensiones módulo
104
TABLA 0.19 NÚMERO DE BATERÍAS PARA ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA
- ESCENARIO 2.
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
El inversor a utilizar se lo determina con:
· Potencia continua de 100290Wh/4.5h= 22286.7W.
· Potencia continua con margen de seguridad del 15%:
22286.7W*1.15=25.63kW
· Potencia pico: 1.5*25.63kW=38.44kW
Por cuestiones de mercado local y practicidad, para este escenario se
recomienda utilizar un inversor por departamento, cada uno de los 8 con una
potencia continua igual o mayor a 25.63kW/8= 3.20kW, y se utilizarán los
inversores UPS Powerstar de 4kW/48VDC de potencia continua y 8kW de
potencia pico.
Carga total diaria: 2507.26 Ah
Días de reserva 1-5: 4 días
Capacidad nominal: 10029.03 Ah
Profundidad de descarga: 0.7
Capacidad corregida: 14327.19 Ah
Capacidad de batería: 100 Ah
Número de baterías: 143.27
Número de baterías: 143
DIMENSIONAMIENTO DEL BANCO DE BATERÍAS
105
CAPÍTULO 4
ANÁLISIS FINANCIERO DEL PROYECTO
4.1 EVALUACIÓN DEL PROYECTO
La evaluación de un proyecto de vivienda tiene como propósito generar
información cuantitativa de los aspectos técnicos y financieros que permita
determinar la factibilidad económica y financiera en base a su rentabilidad,
manejando diferentes perspectivas y satisfaciendo los requerimientos planteados
con distintas alternativas.
Se define como alternativa de proyecto a: “una opción conceptual y funcional con
características semejantes al original, pero con recursos y consideraciones
técnico-financieras particulares.”34
Para llevar a cabo la evaluación del proyecto de vivienda se debe determinar:
· El flujo de caja
· Costo de capital (tasa de descuento)
4.1.1 FLUJO DE CAJA
El flujo de caja del proyecto de vivienda es un informe financiero que contempla a
detalle los flujos de los ingresos y de los egresos en todas sus etapas a lo largo
del horizonte del proyecto.
Para esto se debe considerar la inversión inicial (Eo) que se realiza previo a la
fase de operación, que se ubica en la etapa cero en el flujo de caja.
34 Alvarado Verdín V. (2011). Ingeniería económica. Nuevo enfoque. 1ra edición, México, Grupo Editorial Patria. Pág. 108
106
4.1.2 COSTO DE CAPITAL O TASA DE DESCUENTO
Víctor Alvarado define al costo de capital como: “La tasa de interés que precisa el
rendimiento esperado por un acreedor o inversionista como compensación al
riesgo que implica facilitar recursos monetarios a las empresas que solicitan
financiamiento para el desarrollo de sus operaciones o proyectos.”35
En este concepto intervienen dos factores determinantes, la oportunidad y el
riesgo que son influenciadas por el entorno económico en el que se encuentran,
definiendo así el costo de oportunidad que lleva a quienes realizan la inversión
analizar y comparar el costo de capital entre las alternativas propuestas, y
discernir la que mejor rendimiento presente de entre todas sin descartar el no
optar por ninguna y mantenerse con la propuesta original y no realizar la
inversión.
Así el costo de oportunidad indica que toda inversión tiene un riego inherente, el
que debe ser analizado y evaluado con toda la información de los varios ámbitos
en los que se envuelve, como el político, social, tecnológico y económico. El
proceso que permite obtener esta información para determinar los riesgos y
amenazas que las alternativas de inversión presentan se lo denomina inteligencia
competitiva.
La inteligencia competitiva ofrece la información de forma cuantitativa para la
determinación de los riesgos y las amenazas desde un punto de vista global y de
la industria en la que se desarrolla la inversión. El riesgo total consta de la suma
dos elementos:
35 Alvarado Verdín V. (2011). Ingeniería económica. Nuevo enfoque. 1ra edición, México, Grupo Editorial Patria. Pág. 87
107
· Riesgo sistemático o inevitable: Es aquel que está fuera del alcance los
responsables de tomar las decisiones y se lo conoce como riesgo país.
Éste es un resultado de políticas y macroeconomías gubernamentales
propios de cada país a realizarse la inversión. Chase-J.P.Morgan
denomina a la calificación del riesgo país como un índice de bonos de
mercados emergentes (EMBI, por sus siglas en inglés), reflejando el riesgo
que tiene un país para inversiones en moneda extranjera.
108
TABLA 0.1 RIESGO PAÍS (EMBI ECUADOR)
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
FUENTE: BANCO CENTRAL DEL ECUADOR
· Riesgo no sistemático o evitable: Es aquel que se puede evitar o reducir
con la oportuna intervención de los responsables de la inversión, siendo
una condición específica de un negocio o una empresa.
FECHA VALOR PORCENTAJE
Febrero-03-2016 1565 15.65%
Febrero-02-2016 1573 15.73%
Febrero-01-2016 1536 15.36%
Enero-31-2016 1509 15.09%
Enero-30-2016 1509 15.09%
Enero-29-2016 1509 15.09%
Enero-28-2016 1490 14.90%
Enero-27-2016 1555 15.55%
Enero-26-2016 1573 15.73%
Enero-25-2016 1592 15.92%
Enero-24-2016 1570 15.70%
Enero-23-2016 1570 15.70%
Enero-22-2016 1570 15.70%
Enero-21-2016 1639 16.39%
Enero-20-2016 1703 17.03%
Enero-19-2016 1692 16.92%
Enero-18-2016 1678 16.78%
Enero-17-2016 1678 16.78%
Enero-16-2016 1678 16.78%
Enero-15-2016 1678 16.78%
Enero-14-2016 1590 15.90%
Enero-13-2016 1590 15.90%
Enero-12-2016 1574 15.74%
Enero-11-2016 1500 15.00%
Enero-10-2016 1449 14.49%
Enero-09-2016 1449 14.49%
Enero-08-2016 1449 14.49%
Enero-07-2016 1423 14.23%
Enero-06-2016 1378 13.78%
Enero-05-2016 1329 13.29%
109
En el gráfico 4.1 se observa el comportamiento del riesgo total.
GRÁFICO 0.1 RIESGO TOTAL
FUENTE: VAN HORNE J. (1997). ADMINISTRACIÓN FINANCIERA, 10A ED.,
PRENTICE-HALL, MÉXICO, PÁG. 70
Mediante el Modelo de Valoración de Activos de Capital (CAPM, por sus siglas en
inglés) se estima el costo de capital considerando la relación existente entre
riesgo-rendimiento y se expresa matemáticamente de la siguiente manera:
b (0.1)
Dónde:
r = costo de capital o tasa de interés.
rf = tasa de libre riesgo.
b = coeficiente beta.
rm = rendimiento del mercado.
rp = riesgo país.
110
if = tasa de inflación.
Los siguientes parámetros se basan en economías distintas a la ecuatoriana,
como la estadounidense y española, pues en el país no se registran a detalle las
inversiones de empresas inmobiliarias o ligadas al sector de la construcción que
permitan obtener índices para su determinación.
Tasa de libre riesgo:
Esta tasa es obtenida del rendimiento de los Bonos del Tesoro de Estados Unidos
de América a 30 años plazo, al 11 de febrero del 2016 tienen un rendimiento de
2.49%.36
Coeficiente Beta:
Es la medida de riesgo sistemático de la inversión y mide la sensibilidad de un
negocio frente a los movimientos del mercado. Los negocios en los que el valor
de beta supera la unidad son llamados activos agresivos, pues son los que
presentan un mayor incremento frente a una posible alza del mercado teniendo un
mayor riesgo sistemático, mientras que los negocios con valores de beta menores
a la unidad como en este caso que es un proyecto inmobiliario con un valor de
0.96 varían menos que el mercado en su conjunto, por lo que tienen un riesgo
sistemático menor.37
36 Investing.com, (2016). Estados Unidos – Bonos del Estado. http://es.investing.com/rates-bonds/usa-government-bonds?maturity_from=290&maturity_to=290 37 Grauer Robert. (1985). Beta in Linear Risk tolerance economies”. Volumen 31. Edición 11. Management Science. Pp. 1390-1402
111
GRÁFICO 0.2 COEFICIENTE BETA SECTORIAL
FUENTE: ACTIVOBANK.COM, (2016). CÓMO REDUCIR EL RIESGO DE SUS
INVERSIONES.
HTTPS://WWW.ACTIVOBANK.COM/APPLIC/CMS/JSPS/ACTIVO/G3REPOSITO
RY/PDF/RI6_6COMO_SE_MIDE_EL_RIESGO_SISTEM.PDF
Rendimiento del mercado:
Se encuentra en función de la prima de riesgo que está establecida por el
mercado de Estados Unidos de América, de acuerdo a Standard & Poor´s 500 en
el periodo entre 1928 y 2015, que es el 4.87%.
Riesgo país:
El riesgo sistémico para el Ecuador acorde al Banco Central del Ecuador para
Febrero del 2016 se ubica en 1565 puntos, que transformándolo se considera una
tasa del 15.65%
Tasa de inflación:
La inflación es el incremento de manera general y sostenida de los precios de los
productos y servicios en periodo anual, produciendo una disminución en el poder
adquisitivo de la moneda. La tasa de inflación influye en la inversión, por lo que
112
algunos autores recomiendan incluirla en los cálculos, acorde al Banco Central del
Ecuador para Enero del 2016 la tasa es del 3.09%.
TABLA 0.2 TASA DE INFLACIÓN MENSUAL EN ECUADOR
FUENTE: BANCO CENTRAL DEL ECUADOR
Una vez establecidas las variables para calcular el costo del capital, se realiza el
cálculo en periodos de tiempo bianuales como se muestra en la tabla 4.3.
FECHA VALOR
Enero-31-2016 3.09%
Diciembre-31-2015 3.38%
Noviembre-30-2015 3.40%
Octubre-31-2015 3.48%
Septiembre-30-2015 3.78%
Agosto-31-2015 4.14%
Julio-31-2015 4.36%
Junio-30-2015 4.87%
Mayo-31-2015 4.55%
Abril-30-2015 4.32%
Marzo-31-2015 3.76%
Febrero-28-2015 4.05%
Enero-31-2015 3.53%
Diciembre-31-2014 3.67%
Noviembre-30-2014 3.76%
Octubre-31-2014 3.98%
Septiembre-30-2014 4.19%
Agosto-31-2014 4.15%
Julio-31-2014 4.11%
Junio-30-2014 3.67%
Mayo-31-2014 3.41%
Abril-30-2014 3.23%
Marzo-31-2014 3.11%
Febrero-28-2014 2.85%
113
TABLA 0.3 COSTO DE CAPITAL
Elaboración: Mauricio Beltrán
4.1.3 PROCESO DE EVALUACIÓN DE PROYECTOS
La evaluación de proyectos debe pasar por dos etapas para que una alternativa
sea viable:
4.1.3.1 Evaluación técnica
En esta parte del proceso de evaluación se procede a revisar y analizar las
alternativas propuestas en base a sus recursos materiales y de operación, con el
objetivo de comprobar que el proyecto esté de acuerdo a los parámetros y
especificaciones definidas para el proyecto, y aprobar aquellas que cumplan con
éstas.
En el apartado 3.33.2 de generación por fuentes alternas se presentan tres
alternativas de generación de energía eléctrica distintas a la convencional dotada
por la EEQ y se determina que la opción idónea es la generación de energía por
un sistema fotovoltaico.
Se debe considerar también como una cuarta alternativa que se conecte a la red
pública.
Variable Valor
Tasa libre de riesgo rf= 2.49%
Beta b= 0.96
Rendimiento del mercado rm= 4.87%
Riesgo país rp= 15.65%
Tasa de inflación if= 3.09%
Costo de capital r= 23.51%
r bianual = 47.03%
COSTO DE CAPITAL
114
4.1.3.2 Evaluación económica
En este apartado se revisan y se analizan los aspectos económicos y financieros
de las alternativas propuestas que fueron aprobadas en la evaluación técnica. A
partir de esto se obtiene una información objetiva que apoye con fundamentos a
la toma de decisiones con relación a la inversión que se desea realizar.
Existen dos modalidades que tienen un comportamiento más complementario que
excluyente que permiten realizar la evaluación económica:
· En relación a los montos del flujo de caja en función del tiempo.
En esta modalidad los montos en función del tiempo deben considerar la
inflación anual y son denominados corrientes, también precios nominales o
absolutos
· En relación a la evaluación de las alternativas.
En esta modalidad se maneja el contraste entre los flujos de caja de cada una de
las alternativas, siendo evaluadas mediante dos opciones.
La opción de alternativas independientes tiende a aplicarse cuando se cuenta con
el dinero suficiente para una de las alternativas seleccionadas.
La opción de alternativas mutuamente excluyentes radica en hacer una
evaluación de los flujos de caja y analizar cuál se adapta más a los
requerimientos del proyecto haciéndola más viable
Para poder determinar la alternativa más adecuada se debe analizar los flujos de
caja sin que ninguna en particular tenga algún tipo de ventaja, esto quiere decir
que deben ser evaluados en el mismo periodo de tiempo definido por el mínimo
común múltiplo. Si el caso amerita, los flujos de caja se deben repetir tantas veces
sean como sean necesarias para cumplir con el horizonte común.
115
4.1.4 MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE PROYECTOS
También conocidos como criterios dinámicos pues están basados en el valor del
dinero en función del tiempo directamente sobre la inversión que se desea
realizar.
En general los métodos de evaluación basan sus cálculos en flujos de caja
ideales, dónde se desea obtener el valor actual de los ingresos netos (So) que
contrarreste la inversión inicial (E0), permitiendo tener una sensibilidad de los
montos que se manejan.
0.2)
Dónde:
Ft= flujo de caja en el periodo de tiempo designado. (Diferencia Ingresos –
Egresos)
r= costo de capital o tasa de descuento.
n= número de periodos determinado.
t= tiempo.
4.1.4.1 Valor actual neto (VAN)
El VAN es el resultado monetario de la diferencia entre los ingresos netos y la
inversión inicial.
(0.3)
Si se requiere trabajar sobre el flujo de caja de original, el VAN se determina con
las sumatorias de los valores actuales de los ingresos y de los egresos.
116
117
(0.4)
Dónde:
SVAI = Sumatoria de valores actuales de los ingresos.
SVAE = Sumatoria de valores actuales de los egresos.
El Valor Actual Neto tiene un criterio para ser evaluado, en caso de que sea
positivo muestra que el valor actual de los ingresos logra cubrir la totalidad de la
inversión, y por lo tanto se acepta la alternativa. En caso de que el VAN sea
negativo quiere decir que el valor actual de los ingresos no es suficiente para
cubrir la totalidad de la inversión, y por tanto se rechaza la alternativa. Y por
último en caso de que el VAN se asemeje a cero se debe replantear la alternativa.
4.1.4.2 Relación beneficio-costo (B/C)
El objetivo principal de esta relación es determinar la proporción existente entre
los beneficios de un proyecto y el costo del mismo. Para emplear de una manera
correcta esta relación se debe tomar en cuenta que los beneficios y el costo se los
analice en el mismo periodo de tiempo, y de una manera práctica se la representa
de la siguiente manera:
ECUACIÓN 0.5
Dónde:
B= Beneficios.
C= Costo.
SVAI = Sumatoria de valores actuales de los ingresos que son beneficios menos
desbeneficios.
118
SVAE = Sumatoria de valores actuales de los egresos.
El criterio para evaluar esta relación se emplea de la siguiente manera; en caso
de que sea mayor a 1 se acepta la alternativa, en caso de que sea menor a 1 se
rechaza la alternativa, y por último en caso de se asemeje a 1 se debe replantear
la alternativa.
4.1.4.3 Tasa interna de retorno (TIR)
La TIR es una tasa de interés (r*) dentro del flujo de caja ideal que, de la inversión
inicial permite determinar los ingresos netos proyectados.
El que sea una tasa interna quiere decir que no se ve afectada por ningún factor
económico externo al flujo de caja, siendo independiente de la financiación
adoptada.
En este cálculo se debe tomar en cuenta que la incógnita es la tasa de descuento
que hace que el VAN sea igual a cero. Y mientras sea mayor el valor de la tasa
interna de retorno de la alternativa, se convierte en una alternativa más deseable
para llevar a cabo y un emprendimiento sólido con una alta probabilidad de éxito.
(0.6)
Dónde:
Ft= flujo de caja en el periodo de tiempo designado.
r*= Tasa interna de retorno.
n= número de periodos determinado.
119
Eo= Inversión inicial.
Aplicando el teorema del binomio se despeja y se obtiene una fórmula de primer
orden que se puede determinar la TIR (r*):
(0.7)
Después de determinar la tasa interna de retorno se debe tomar la decisión si
determinada alternativa es factible para que se realice la inversión. Para
establecer la mencionada factibilidad se aplica un criterio general:
· Si r* > r; Entonces se puede aceptar la alternativa de inversión, pues tiene
una mayor rentabilidad a la requerida.
· Si r* < r; Entonces se rechaza la alternativa de inversión, ya que la
rentabilidad obtenida es menor a la requerida.
4.1.4.4 Payback o periodos de recuperación
Este método es de criterio estático en el que su cálculo se basa en sumar los
montos del flujo de caja la cantidad de veces que sean necesarias para igualar a
la inversión inicial, esto nos indica el número de periodos en los que se va a
recuperar la inversión, sin tomar en cuenta el valor del dinero en el tiempo.
(0.8)
120
4.2 PRESUPUESTO DEL SISTEMA
Para determinar la factibilidad económica y financiera del proyecto y establecer en
cuánto tiempo se recupera la inversión a realizarse, primero se debe plantear el
presupuesto de los sistemas de energía fotovoltaica planteados en los escenarios
1 y 2. En la tabla 4.4 se presentan los precios aproximados de los distintos
componentes que conforman el sistema para el escenario 1, con precios
referenciales al mes de noviembre de 2015. Se debe considerar que de acuerdo a
la resolución No. 011-2015 emitida por el Ministerio de Comercio Exterior, la
importación de baterías recargables se ve afectada por una sobretasa arancelaria
del 45%, encareciendo el sistema considerablemente puesto que el precio del
banco de baterías representa aproximadamente el 25% del total del sistema.
121
TABLA 0.4 PRESUPUESTO DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO PROPUESTO
PARA EL ESCENARIO 1
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
En la tabla 4.5 se presentan los precios aproximados de los distintos
componentes que conforman el sistema para el escenario 2, con precios
referenciales al mes de noviembre de 2015.
UNIDAD TOTAL
120Panel Solar SIMAX
150W/12DC240.00 28,800.00
1Controlador
Mornigstar Tristar 45250.00 250.00
4Inversor UPS
Powerstar 2kW700.00 2,800.00
60Batería ULTRACELL
100Ah330.00 19,800.00
120 Estructura de panel 100.00 12,000.00
1Gabinete eléctrico
protector450.00 450.00
60Soporte para
baterías25.00 1,500.00
1 Instalación 8,000.00 8,000.00
1 Otros 200.00 200.00
SUBTOTAL 73,800.00
IVA 12% 8,856.00
VALOR TOTAL 82,656.00
CANTIDAD COMPONENTEVALOR (USD)
122
TABLA 0.5 PRESUPUESTO DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO PROPUESTO
PARA EL ESCENARIO 2
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
4.2.1 COSTOS DE MANTENIMIENTO
Para que el funcionamiento de todo el sistema fotovoltaico sea el óptimo y pueda
funcionar a su máxima capacidad a lo largo del tiempo se debe contemplar un
plan de manteniendo para el mismo. Este plan debe contemplar inspecciones
periódicas para cerciorarse del correcto funcionamiento del sistema con un
historial de mediciones. La frecuencia de estas inspecciones está dictada por el
tiempo de vida del sistema, las condiciones de uso a las cuales se encuentre
sometido el sistema, situaciones imprevistas que pudieren presentarse, como
UNIDAD TOTAL
284Panel Solar SIMAX
150W/12DC240.00 68,160.00
1Controlador
Mornigstar Tristar 45250.00 250.00
8Inversor UPS
Powerstar 2kW1,200.00 9,600.00
143Batería ULTRACELL
100Ah330.00 47,190.00
284 Estructura de panel 100.00 28,400.00
1Gabinete eléctrico
protector900.00 900.00
143Soporte para
baterías25.00 3,575.00
1 Instalación 14,000.00 14,000.00
1 Otros 500.00 500.00
SUBTOTAL 172,575.00
IVA 12% 20,709.00
VALOR TOTAL 193,284.00
CANTIDAD COMPONENTEVALOR (USD)
123
eventos climatológicos adversos o periodos de tiempo en el que la insolación sea
menor a la de diseño.
Es imperioso conocer los tiempos de vida útil de cada uno de los componentes
que conforman el sistema dados por los fabricantes para poder establecer y
cuantificar los costos de mantenimiento. Para los componentes establecidos en
este proyecto se manejan inversores y controladores con un tiempo de vida útil de
10 años, paneles cuyo desempeño es del 80% a 25 años de su instalación con el
cambio de 1 panel de 12 cada 5 años, las baterías son las que presentan mayor
variación pues depende del mantenimiento que se las realice y la utilización que
tengan, con un tiempo de vida útil previo al reemplazo entre 15 y 25 años y
cambiar las conexiones debido a la exposición a la intemperie cada 15 años para
que tenga un desempeño óptimo.
4.3 RED ELÉCTRICA PÚBLICA Y GAS CENTRALIZADO
Para poder determinar si la inversión de los sistemas fotovoltaicos es viable en
cada uno de los escenarios, se deben obtener los valores de las planillas
eléctricas de la red pública las cuáles serán remplazadas o complementadas de
acuerdo al escenario que se plantee, y adicionalmente el proyecto de vivienda
contempla el uso de gas centralizado, que de igual manera debe ser reemplazado
o complementado según el escenario.
124
TABLA 0.6 CÁLCULO DE PLANILLA DE CONSUMO ELÉCTRICO –
ESCENARIO 1
FUENTE: EEQ
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
TABLA 0.7 CÁLCULO DE PLANILLA DE CONSUMO ELÉCTRICO –
ESCENARIO 2
FUENTE: EEQ
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
Rangos de
consumo
kWh
Cargo de
consumoObservación
kWh
ConsumidosUSD
0-50 0.0784 Por cada kWh de consumo en el mes 50 3.92
51-100 0.0814 Por cada uno de los s iguinetes 50 kWh de consumo 50 4.07
101-150 0.0834 Por cada uno de los s iguinetes 50 kWh de consumo 50 4.17
151-200 0.0904 Por cada uno de los s iguinetes 50 kWh de consumo 13 1.18
SUBTOTAL 163 13.34
COMERCIALIZACION - 1.41
SUBSIDIO - 1.47
ALUMBRADO - 0.88
BOMBEROS - 1.77
TASA DE RECOLECCIÓN DE BASURA - 4.42
TOTAL - 23.29
Rangos de
consumo
kWh
Cargo de
consumoObservación
kWh
ConsumidosUSD
0-50 0.0784 Por cada kWh de consumo en el mes 50 3.92
51-100 0.0814 Por cada uno de los s iguinetes 50 kWh de consumo 50 4.07
101-150 0.0834 Por cada uno de los s iguinetes 50 kWh de consumo 50 4.17
151-200 0.0904 Por cada uno de los s iguinetes 50 kWh de consumo 50 4.52
201-250 0.0974 Por cada uno de los s iguinetes 50 kWh de consumo 50 4.87
251-500 0.0994 Por cada uno de los s iguinetes 250 kWh de consumo 139 13.82
SUBTOTAL 389 35.37
COMERCIALIZACION - 1.41
SUBSIDIO - 3.68
ALUMBRADO - 2.21
BOMBEROS - 1.77
TASA DE RECOLECCIÓN DE BASURA - 7.72
TOTAL - 52.15
125
TABLA 0.8 VALOR DEL CONSUMO PROMEDIO DE GAS CENTRALIZADO
FUENTE: REPSOL YPF
ELABORACIÓN: MAURICIO BELTRÁN
4.4 FLUJO DE CAJA
De los 2 escenarios planteados, se presentan 5 alternativas para ser evaluadas y
determinar su viabilidad y rentabilidad por medio de los resultados obtenidos de la
aplicación de los métodos de evaluación de proyectos con un horizonte de tiempo
de 50 años. Del escenario 1 se manejan dos alternativas, la primera que plantea
un escenario de economía constante en el horizonte del tiempo (Ver Anexo J),
mientras que en el segundo escenario se proyecta la eliminación del 45% de
salvaguardias en las baterías (Ver Anexo K).
Del escenario 2 se operan tres alternativas, la primera plantea un escenario en el
que los valores del sistema y sus componentes no varíen a lo largo del tiempo
(Ver Anexo L), en la segunda alternativa se elimina el 45% de salvaguardias que
recae sobre las baterías del sistema (Ver Anexo M), y la tercera alternativa
contempla una hipotética eliminación del subsidio al GLP por parte del gobierno
en un factor de 9.38 que lleva a un valor de 15(USD)38 por cilindro gas y también
38 Tama Franco, Alberto. (2013, Octubre-Noviembre). “Cocina de Inducción Versus cocina a Gas (GLP).” CRIEEL: Edición 31, pp. 8-14.
Consumo promedio 62.72 m3
Cargo por consumo 0.090 USD/m3
SUBTOTAL 5.67 USD
COMERCIALIZACIÓN 7.45 USD
ADMINISTRACIÓN 1.5 USD
IVA 12% 1.75 USD
TOTAL 16.37 USD
Gas cocina + agua caliente
126
la eliminación del 45% de salvaguardias de las baterías incrementando así
notablemente el ingreso por consumo de GLP (Ver Anexo N).
127
CAPÍTULO 5
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
En el contexto de la investigación realizada, las conclusiones que se detallan a
continuación puntualizan los aspectos más importantes alcanzados en este
estudio.
· Como se desprende del gráfico 1.9 “Prácticas de ahorro de energía”, la
conciencia de ahorro está presente en la población en el consumo
energético, representado en el alto porcentaje de hogares que realizaron
prácticas de ahorro, sin embargo, de acuerdo al INEC en su boletín “Siete
de cada 10 hogares en el Ecuador no realizan ninguna práctica de ahorro
de agua”. Esto indica que se debe fortalecer en la población el
pensamiento de ahorro de energía y agua de manera general y no
parcializado, no obstante el concepto de “ahorro” en general podría ser una
mejor práctica.
· Como parte del manejo integral de una vivienda sostenible, la clasificación
de los residuos debe seguir fortaleciéndose como lo indica la gráfica 1.14
“Clasificación de residuos”, y así lograr que el porcentaje de hogares que lo
practica supere el actual, esto no solo se lo debe hacer únicamente por
parte de los residentes, sino que la generación de una política pública a
través de entidades competentes brindaría las facilidades de recolección y
disposición final de residuos clasificados para que no se pierda la gestión
realizada por la población.
· En el Ecuador la principal fuente de energía primaria es el petróleo con
más del 90% del total de la matriz energética del país como lo indica el
gráfico 1.1 “Evolución de la oferta de energía por fuentes”, inclusive es
empleada para la generación de energía eléctrica, sin embargo, ésta hace
128
que exista una gran cantidad de emisión de dióxido de carbono hacia la
atmósfera. Esto genera la necesidad de plantear fuentes de energía
alternativa no convencional para disminuir la cantidad de contaminación,
colocando a la energía fotovoltaica en una importante posición para la
generación de energía eléctrica.
· La actual inexistencia de “NZEB” en el Ecuador como lo indica el Ecuador
Green Building Council, se debe a que los recursos naturales generadores
de energía en el país cuentan con un alto subsidio por parte del estado en
comparación a los altos costos de los equipos a implementarse.
· El evidente crecimiento demográfico y también el incremento en los
ingresos económicos, descritos en el numeral 2.1.1 harán que en el futuro
la demanda energética sea mayor en el DMQ y en el país, por lo que el uso
de energías alternativas debería ser considerado dentro de este contexto
como una posible solución.
· Como se indica en la Tesis “Diseño arquitectónico sostenible y evaluación
energética de la edificación” del Sr. Francisco Coellar, la aplicación de los
parámetros de arquitectura sostenible en el diseño, permitirá prescindir de
la utilización de calefacción, aire acondicionado, etc. evitando así un
incremento en la demanda energética, que va en beneficio del ahorro de
energía y por tanto de su generación.
· La energía eólica y la geotérmica son factibles como fuentes de energía
eléctrica para proyectos de gran envergadura mas no para proyectos
residenciales aislados conforme se manifiesta en el numeral 3.2. de esta
tesis.
· La energía solar fotovoltaica es renovable y limpia, sin mayor incidencia en
el medio y su fuente es abundante, gratuita e ilimitada.
· La energía eléctrica que generen los paneles solares va a depender
principalmente de la locación geográfica del proyecto, pues la energía a
producir depende del factor meteorológico y del ángulo de inclinación frente
a los rayos solares, como se indica en el numeral 3.2.3.
· Los sistemas fotovoltaicos que no necesitan almacenamiento de energía
tienen una mayor eficiencia evitando los costos adicionales que tienen
estos sistemas y permitiendo incrementar el voltaje del sistema limitado por
129
el almacenamiento de las baterías. Adicionalmente se debe tomar en
cuenta que la implementación del banco de baterías únicamente no
incrementa la inversión inicial del proyecto sino que también el costo de
mantenimiento en el horizonte del tiempo. Criterios expuestos en el “Diseño
del sistema” numeral 3.3
· En los dos escenarios planteados en este estudio no existe factibilidad
económica ni financiera, pues no se recupera la inversión en los 50 años
planteados con el contexto económico actual.
· La eliminación de las salvaguardias en la importación de baterías
recargables permitiría reducir en un 25% los costos de operación y
mantenimiento de sistemas fotovoltaicos con almacenamiento de energía,
como se desprende del análisis de factibilidad descrito en el numeral 4.4
· En un contexto económico futuro en el que las salvaguardias impuestas a
las baterías se eliminen, los dos escenarios siguen sin ser factibles pues no
se recupera la inversión en 50 años.
· La opción que se presenta factible, es la que hipotéticamente se elimine el
subsidio de GLP en el sector residencial y a futuro se eliminen las
salvaguardias, recuperando la inversión en 10.44 años
5.2 RECOMENDACIONES
Las recomendaciones realizadas se desprenden del estudio en general y
atendiendo a las conclusiones encontradas.
· Guiarse en políticas y tendencias en consumo energético de países
cercanos con realidades similares para la concepción de proyectos de
construcción sostenible en el país, hasta que las políticas ecuatorianas
estén correctamente desarrolladas e implementadas.
· Determinar si el proyecto es para una vivienda unifamiliar o multifamiliar
para establecer correctamente la demanda energética y el costo que
tendría la implantación del proyecto.
· Disminuir el consumo energético en los hogares permitirá que los equipos
de NZE sean de menor capacidad de generación y por tanto de menor
130
costo, potenciando una mejor introducción de esta tecnología en la vida
diaria.
· Realizar constantes inspecciones del correcto funcionamiento de los
aparatos eléctricos para disminuir pérdidas, y al momento de adquirir
nuevos aparatos verificar que sean de bajo consumo eléctrico.
· Seguir los principios de sostenibilidad en el diseño arquitectónico no solo
permite que se tenga un menor consumo energético, sino que también
brinda comodidad al usuario.
· Se debería considerar la no utilización de focos incandescentes pues el
consumo energético que tienen es muy alto y su tiempo de vida reducido.
· El constructor debería implementar en el proyecto piezas sanitarias que
permitan el ahorro de agua evitando así el desperdicio.
· Analizar correctamente la relación costo beneficio de cada uno de los
equipos a utilizarse en el sistema fotovoltaico es fundamental, pues
muchas veces lo barato sale caro y el costo de mantenimiento a largo
plazo es determinante para obtener la rentabilidad de una inversión.
· Lograr la inclusión de políticas, normativas y equipos para que la EEQ
compre el excedente de energía producida por los sistemas de generación
eléctrica doméstica y así no tener que utilizar el banco de baterías para
almacenamiento de la misma.
131
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135
ANEXOS
136
ANEXO A
PLIEGO TARIFARIO VIGENTE DE CONSUMO
ENERGÉTICO. PERÍODO DE CONSUMO: 1-30 DE
NOVIEMBRE 2015.
137
CATEGORÍARANGO DE
CONSUMO (kWh)
CARGOS
TARIFARIOS (USD)DESCRIPCIÓN
COMERCIALIZACIÓN
(USD)/CONSUMIDOR
ALUMBRADO
PÚBLICO (%)
del valor de la
planilla por
CUERPO DE
BOMBEROS (USD)
TASA DE
RECOLECCIÓN DE
BASURA (Notas del
Anexo)
Notas del
Anexo
A
A.1Se apl ica a los consumidores sujetos a la categoría de la
Tari fa Res idencia l , independiente de la carga conectada.
0-50 0.0784 Por cada kWh de consumo en el mes
51-100 0.0814 Por cada uno de los s iguinetes 50 kWh de consumo
101-150 0.0834 Por cada uno de los s iguinetes 50 kWh de consumo
151-200 0.0904 Por cada uno de los s iguinetes 50 kWh de consumo
201-250 0.0974 Por cada uno de los s iguinetes 50 kWh de consumo
251-500 0.0994 Por cada uno de los s iguinetes 250 kWh de consumo
501-700 0.1285 Por cada uno de los s iguinetes 200 kWh de consumo
701-1000 0.1450 Por cada uno de los s iguinetes 300 kWh de consumo
1001-1500 0.1709 Por cada uno de los s iguinetes 500 kWh de consumo
1501-2500 0.2752 Por cada uno de los s iguinetes 1000 kWh de consumo
2501-3500 0.436 Por cada uno de los s iguinetes 1000 kWh de consumo
3501 y superior 0.6812 Por cada uno de los s iguinetes kWh de consumo en el mes
Subsidio Cruzado 1.75De descuento en el va lor de la plani l la por consumo a los
abonados que consumen entre 1 y 300 kWh/mes, con un
mínimo de pago correpondeinte a l cargo de Comercia l i zación
Subsidio Solidario 10%Del va lor de la plani l la por consumo por concepto de
contribución a l Subs idio Cruzado, a los abonados que
consumen desde 161 kWh en adelante
Subsidio Tarifa
Dignidad0.04
Los abonados Res idencia les que consumen hasta 110
kWh/mes, con base a l Decreto Ejecutivo N° 451-A de 1 de Jul io
de 2007 y Ci rcular Nro. ARCONCEL-DE-2015-002-OFC de 24 de
marzo de 2015, recibi rán un subs idio en un va lor ta l que como
máximo pagarán 0.04USD/kWh de consumo y 0.70 USD por
comercia l i zación. El va lor del subs idio por la Tari fa Dignidad
constará en la plani l la qud corresponda como concepto
independiente. Para la apl icación en los procedimientos de
cá lculo se cons iderará inici lmente la misma toma como se
venía haciendo y luego se apl icará el beneficio del Decreto
en referencia .
0.70
A.2
Se apl ica a los consumidores sujetos a la categoría
Res idencia l , que se regis tren en el programa PEC. Se apl icará
en función del incremento del consumode energía eléctrica
mensual de cada abonado, que se denominará Consumo
Incremental .
Apl icación de acuerdo a l Numeral 16 del Anexo a l Pl iego 1.4146.00 Anexo
Nota (3)1.77 (1) (2)
A.3
Se apl ica a los consumidores sujetos a la categoría
Res idencia l , que no tienen su res idencia permanente en el
área de servicio y que uti l i zan la energía eléctrica en forma
puntual para usos domésticos ( fines de semana, períodos de
vacaciones , entre otros
0.1285 Por cada kWh de consumo a l mes 1.414 6.80 1.77 (1)
TARIFAS BAJA Y MEDIA TENSIÓN
6.00
Anexo Nota (3)1.77 (1) (2)
RESIDENCIAL
1.414
RESIDENCIAL PARA EL PROGRAMA PEC
RESIDENCIA TEMPORAL
138
139
140
ANEXO B
INSOLACIÓN DIRECTA, DIFUSA Y GLOBAL PROMEDIO
141
142
143
144
ANEXO C
PROMEDIO DE CONSUMO KWH/MES POR PARROQUIA
145
Promedio de consumo (kWh)
TUMBACO 1,795,725
SANTA PRISCA 3,103,931
CARCELEN 3,275,806
LA CONCEPCION 2,808,138
CONOCOTO 2,961,157
CHILLOGALLO 2,872,807
COTOCOLLAO 3,648,718
EL INCA 3,680,169
VILLAFLORA 4,001,807
LA MAGDALENA 2,522,636
SAN ROQUE 1,869,502
ILUMBISI/CUMBAYA 2,435,891
POMASQUI 1,098,883
EL BEATERIO 1,544,487
ALOGUINCHO 12,918
GUAMANI 1,658,500
PACTO 63,382
NANEGALITO 59,813
LLANO CHICO 247,441
CARAPUNGO.PL 237,833
TABABELA 145,434
LLANO GRANDE 341,411
NANEGAL 47,842
SAN BLAS 2,702,029
SAN MIGUEL DE LA COMUNA 59,069
EL BATAN 4,011,524
PIFO 377,667
CHILLOGALLO 3,782
EL QUINCHE 332,845
GUANGOPOLO 47,048
146
Promedio de consumo (kWh)
ATAHUALPA 24,132
ALANGASI 348,867
SANTA MARIANITA 171,890
PERUCHO 13,738
SANTA ELENA 5,341
CALDERON 3,106,895
EL TINGO 187,949
AMAGUANA 509,530
NONO 17,813
CHAVEZPAMBA 8,144
CALACALI 75,469
OTON 936
CHECA 133,706
PUEMBO 403,938
GUAYLLABAMBA 338,165
TULIPE 8,354
ZAMBIZA 97,511
PINTAG 297,947
GUALEA 20,036
EL TINGO 7,118
SAN JOSE DE MINAS 59,582
NAYON 130,743
ELOY ALFARO 1,832,395
SAN ANTONIO DE PICHINCHA 867,773
LAS CUADRAS 897,928
PUELLARO 51,150
CHIMBACALLE 3,133,047
LA MERCED 120,119
YARUQUI 372,545
NAYON 12,123
DISTRITO METROPOLITANO QUITO 61,223,064
147
ANEXO D
HISTORIAL DE CONSUMO DE 44 SUMINISTROS
148
1611
174-
016
1117
5-9
1611
176-
716
1117
7-5
1611
178-
316
1117
9-1
1611
181-
316
1118
3-K
1839
268-
216
1118
5-6
1611
186-
416
0775
2-6
1611
108-
216
1111
3-9
1611
115-
516
1111
6-3
1611
117-
116
1111
8-K
1611
119-
816
1112
0-1
1611
121-
K16
1112
2-8
no
v-15
108
5871
8918
521
339
7725
220
417
011
959
121
102
128
135
8110
612
410
559
oct
-15
139
6986
105
162
211
4679
312
231
185
122
5310
964
140
142
8011
714
311
264
sep
-15
139
6114
911
218
724
620
6825
724
916
212
650
112
170
148
176
102
130
139
130
33
ago
-15
9375
115
8814
721
432
7216
121
618
412
947
9118
111
216
369
127
113
9333
jul-
1515
863
109
105
205
244
117
9626
326
916
913
453
9720
914
315
388
131
101
117
121
jun
-15
182
6710
111
918
422
016
997
277
242
173
117
5111
616
614
515
487
145
130
9663
may
-15
146
5311
010
715
519
911
810
425
225
017
211
953
116
168
173
155
7813
813
810
362
abr-
1515
264
111
120
169
228
157
111
268
269
203
127
5119
916
415
815
475
6814
710
870
mar
-15
151
5899
107
141
218
121
9025
524
817
211
543
8811
513
114
281
3315
710
663
feb
-15
110
5811
796
148
227
168
101
260
271
173
129
4213
911
211
917
983
9213
110
171
en
e-1
514
263
9388
136
209
154
9020
227
514
710
924
112
109
117
155
7610
490
8577
dic
-14
170
6512
299
147
259
156
9317
929
514
973
4211
413
712
216
889
117
108
109
78
no
v-14
176
6210
812
215
422
312
597
148
251
188
7411
188
172
122
151
8410
112
996
75
oct
-14
219
8012
911
518
522
517
012
718
431
819
310
453
116
197
149
186
9312
814
612
381
sep
-14
169
5511
994
157
212
122
108
166
272
113
7720
121
192
114
153
8291
153
9175
ago
-14
117
6312
910
411
121
092
9516
425
912
393
4310
299
151
155
8010
414
946
75
jul-
1418
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133
114
133
218
176
126
168
231
141
8648
108
7224
162
9810
087
100
76
jun
-14
181
6611
816
213
620
310
012
516
626
464
8744
106
7923
116
792
102
115
135
77
may
-14
163
6814
914
916
620
412
010
697
281
688
5511
373
121
150
9110
515
013
280
abr-
1420
869
133
144
167
234
9913
40
283
617
5711
275
129
176
9512
716
316
775
mar
-14
127
5711
214
117
421
013
095
028
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155
4396
7611
812
975
9915
815
672
feb
-14
5555
9914
116
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964
880
254
164
146
5194
6211
014
452
9017
016
577
en
e-1
498
6713
211
813
322
911
810
50
262
141
167
5310
771
124
141
6212
290
178
89
dic
-13
9365
102
141
112
221
125
940
248
153
205
5791
6912
512
860
105
126
166
81
PR
OM
EDIO
145.
0463
.75
114.
4211
5.83
156.
6722
0.67
114.
0899
.08
167.
9625
9.38
148.
4610
9.50
50.1
311
1.17
122.
2513
1.42
154.
9281
.38
107.
5813
1.54
117.
5071
.96
Consmumo kWh
# d
e s
um
inis
tro
149
1611
123-
616
1112
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514
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314
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1555
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114
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1486
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8633
9-7
1486
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017
2610
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1486
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414
8635
3-2
1486
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014
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5-9
1486
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7-5
1486
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119
172
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118
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208
110
252
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139
191
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11
116
168
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150
200
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101
195
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119
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186
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43
177
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212
032
251
126
257
216
118
4091
7714
319
266
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345
142.
57
149
165
101
210
187
118
118
3026
811
825
621
892
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7914
819
858
1468
298
139.
91
9417
511
524
620
911
910
632
239
115
238
227
9474
9368
145
177
622
5330
713
5.43
117
184
158
279
337
127
114
3125
711
224
519
310
371
100
7613
521
572
4569
305
148.
14
9816
111
219
413
197
121
2821
511
323
816
795
180
9079
114
183
6513
432
288
128.
84
9114
40
138
169
8110
929
187
101
232
214
112
181
108
213
132
198
6324
5130
413
2.00
9611
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189
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106
2919
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170
8318
210
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112
020
476
4014
129
012
6.39
125
150
1023
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289
125
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484
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179
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311
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212
719
877
6442
378
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11
9215
185
152
202
115
107
2521
383
204
151
8317
610
117
912
921
274
9442
306
132.
57
107
173
129
237
252
141
129
3824
110
228
818
910
517
613
121
415
821
189
111
138
371
160.
25
101
136
102
166
202
8010
630
256
8425
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177
102
189
118
163
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5434
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1.61
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111
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215
8725
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811
717
710
618
911
117
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124.
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521
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133
164
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814
012
417
811
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912
018
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6862
317
130.
66
108
139
150
217
182
107
125
2921
911
424
814
611
517
811
020
313
016
464
118
5530
213
7.34
110
158
142
227
225
116
134
3121
111
625
015
110
817
911
619
311
317
171
7955
307
134.
36
127
166
137
124
280
148
143
5924
711
027
918
112
017
912
020
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315
138.
70
102
125
8713
119
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107
2720
011
224
116
911
918
510
620
311
217
848
367
313
124.
84
120
125
5411
620
554
8928
214
9825
116
497
187
106
197
104
159
532
9730
912
0.34
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113
9718
220
610
179
3118
911
724
918
193
195
114
191
111
202
650
6139
312
9.89
123
3888
100
195
9772
2918
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128
414
798
172
123
217
120
172
662
5934
112
3.61
115.
2514
5.88
93.2
518
1.04
196.
6397
.33
109.
8332
.04
217.
9610
7.00
253.
4217
3.21
100.
0814
2.50
105.
0415
1.46
127.
6718
8.58
64.9
663
.17
64.2
132
0.00
132.
84
Consmumo kWh
# d
e s
um
inis
tro
Pro
me
dio
Me
nsu
al
150
151
152
153
ANEXO E
FACHADA Y PLANTAS DEL PROYECTO DE VIVIENDA
154
155
156
157
ANEXO F
FICHA TÉCNICA MÓDULOS SIMAX
158
159
ANEXO G
FICHA TÉCNICA DEL CONTROLADOR MORNINGSTAR
160
161
162
ANEXO H
FICHA TÉCNICA BANCO DE BATERÍAS ULTRACELL
163
164
165
ANEXO I
FICHA TÉCNICA INVERSOR POWERSTAR
166
167
168
ANEXO J
ALTERNATIVA 1
169
PROYECTO: FECHA: feb-16
ITEM COSTO (USD)% del costo
total
1 COSTO DE EQUIPOS 51,650.00 35.04%
EQUIPOS CANT. V. UNIT V. TOTAL
Panel Solar SIMAX 150W/12DC 120.00 240.00 28,800.00 19.54%
Controlador Mornigstar Tristar 45 1.00 250.00 250.00 0.17%
Inversor UPS Powerstar 2kW 4.00 700.00 2,800.00 1.90%
Batería ULTRACELL 100Ah 60.00 330.00 19,800.00 13.43%
2 COSTOS DE INSTALACIÓN 22,150.00 15.03%
INSTALACIÓN CANT. V. UNIT V. TOTAL
Estructura del panel 120.00 100.00 12,000.00 8.14%
Gabinete Eléctrico protector 1.00 450.00 450.00 0.31%
Soporte para baterías 60.00 25.00 1,500.00 1.02%
Mano de obra de instalación 1.00 8,000.00 8,000.00 5.43%
Otros 1.00 200.00 200.00 0.14%
3 COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 73,600.00 49.93%
OPERACIÓN 0.00 0.00%
MANTENIMIENTO 73,600.00 49.93%
EQUIPOS CANT. V. UNIT V. TOTAL
Panel Solar SIMAX 150W/12DC 100.00 240.00 24,000.00 16.28%
Controlador Mornigstar Tristar 45 4.00 250.00 1,000.00 0.68%
Inversor UPS Powerstar 2kW 12.00 700.00 8,400.00 5.70%
Batería ULTRACELL 100Ah 120.00 330.00 39,600.00 26.87%
Otros 3.00 200.00 600.00 0.41%
SUBTOTAL DEL PROYECTO 147,400.00IVA 12% 17,688.00COSTO TOTAL DEL PROYECTO 165,088.00
ITEMCantidad de
mesesValor
mensual(USD)INGRESO
(USD)
1 600.00 186.34 111,804.15
INGRESOS TOTALES DEL PROYECTO 111,804.15EGRESOS TOTALES 165,088.00
VALOR (USD)
UTILIDAD NETA -53,283.85
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD ECONÓMICA Y FINANCIERA
UTILIZANDO TECNOLOGÍA NET ZERO ENERGY PARA UN
PROYECTO DE VIVIENDA FAMILIAR DE CLASE MEDIA URBANA EN
LA CIUDAD DE QUITO
DESCRIPCION
INGRESOS PLANILLA ELÉCTRICA
FACTIBILIDAD DE PROYECTO - ESCENARIO 1 ECONOMÍA CONSTANTE
DETALLE DE COSTOS
DESCRIPCION
DETALLE DE INGRESOS
170
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Consumo de energía eléctrica 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17
TOTAL INGRESOS 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17
INGRESOS ACUMULADOS 4,472.17 8,944.33 13,416.50 17,888.66 22,360.83 26,833.00 31,305.16 35,777.33 40,249.50 44,721.66
Instalación sistema FV (Eo) 82,656.00
Operación sistema FV
Mantenimiento 2,688.00 2,688.00 280.00 6,048.00 24,864.00
TOTAL EGRESOS 82,656.00 - 2,688.00 - 2,688.00 280.00 - 6,048.00 - 24,864.00
EGRESOS ACUMULADOS 82,656.00 82,656.00 85,344.00 85,344.00 88,032.00 88,312.00 88,312.00 94,360.00 94,360.00 119,224.00
I-E 78,183.83 - 4,472.17 1,784.17 4,472.17 1,784.17 4,192.17 4,472.17 1,575.83 - 4,472.17 20,391.83 -
I-E ACUMULADOS 78,183.83 - 73,711.67 - 71,927.50 - 67,455.34 - 65,671.17 - 61,479.00 - 57,006.84 - 58,582.67 - 54,110.50 - 74,502.34 -
VAN 78,183.83 - 3,041.68 825.33 1,407.03 381.78 610.12 442.68 106.09 - 204.78 635.06 -
VALOR ACTUAL INGRESOS 4,472.17 6,083.35 6,206.26 5,628.12 4,784.86 3,905.22 3,098.76 2,408.65 1,842.99 1,392.76
VALOR ACTUAL EGRESOS 82,656.00 56,217.25 39,478.75 26,850.89 18,837.42 12,852.74 8,741.60 6,352.64 4,320.66 3,712.96
VAN = 71,796.33 -
TIR = INDEFINIBLE
payback= -
B/C= 0.16
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Consumo de energía eléctrica 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17
TOTAL INGRESOS 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17
INGRESOS ACUMULADOS 49,193.83 53,665.99 58,138.16 62,610.33 67,082.49 71,554.66 76,026.82 80,498.99 84,971.16 89,443.32
Instalación sistema FV (Eo)
Operación sistema FV
Mantenimiento 280.00 2,688.00 6,048.00 2,968.00 24,864.00
TOTAL EGRESOS - 280.00 2,688.00 - 6,048.00 - - 2,968.00 - 24,864.00
EGRESOS ACUMULADOS 119,224.00 119,504.00 122,192.00 122,192.00 128,240.00 128,240.00 128,240.00 131,208.00 131,208.00 156,072.00
I-E 4,472.17 4,192.17 1,784.17 4,472.17 1,575.83 - 4,472.17 4,472.17 1,504.17 4,472.17 20,391.83 -
I-E ACUMULADOS 70,030.17 - 65,838.01 - 64,053.84 - 59,581.67 - 61,157.51 - 56,685.34 - 52,213.18 - 50,709.01 - 46,236.84 - 66,628.68 -
VAN 94.73 60.39 17.48 29.80 7.14 - 13.79 9.38 2.14 4.34 13.45 -
1,041.99 773.12 569.64 417.24 304.05 220.58 159.40 114.79 82.41 59.00
2,525.32 1,721.59 1,197.25 814.29 581.24 395.32 268.87 187.10 127.25 102.95
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS
21 22 23 24 25
Consumo de energía eléctrica 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17
TOTAL INGRESOS 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17
INGRESOS ACUMULADOS 93,915.49 98,387.66 102,859.82 107,331.99 111,804.15
Instalación sistema FV (Eo)
Operación sistema FV
Mantenimiento 6,048.00 280.00 2,688.00
TOTAL EGRESOS - - 6,048.00 280.00 2,688.00
EGRESOS ACUMULADOS 156,072.00 156,072.00 162,120.00 162,400.00 165,088.00
I-E 4,472.17 4,472.17 1,575.83 - 4,192.17 1,784.17
I-E ACUMULADOS 62,156.51 - 57,684.34 - 59,260.18 - 55,068.01 - 53,283.85 -
VAN 2.01 1.36 0.33 - 0.59 0.17
42.13 30.02 21.35 15.15 10.73
70.02 47.62 33.65 22.92 15.85
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
EGRESOS
INGRESOS
171
ANEXO K
ALTERNATIVA 2
172
PROYECTO: FECHA: feb-16
ITEM COSTO (USD)% del costo
total
1 COSTO DE EQUIPOS 51,650.00 39.86%
EQUIPOS CANT. V. UNIT V. TOTAL
Panel Solar SIMAX 150W/12DC 120.00 240.00 28,800.00 22.23%
Controlador Mornigstar Tristar 45 1.00 250.00 250.00 0.19%
Inversor UPS Powerstar 2kW 4.00 700.00 2,800.00 2.16%
Batería ULTRACELL 100Ah 60.00 330.00 19,800.00 15.28%
2 COSTOS DE INSTALACIÓN 22,150.00 17.09%
INSTALACIÓN CANT. V. UNIT V. TOTAL
Estructura del panel 120.00 100.00 12,000.00 9.26%
Gabinete Eléctrico protector 1.00 450.00 450.00 0.35%
Soporte para baterías 60.00 25.00 1,500.00 1.16%
Mano de obra de instalación 1.00 8,000.00 8,000.00 6.17%
Otros 1.00 200.00 200.00 0.15%
3 COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 55,780.00 43.05%
OPERACIÓN 0.00 0.00%
MANTENIMIENTO 55,780.00 43.05%
EQUIPOS CANT. V. UNIT V. TOTAL
Panel Solar SIMAX 150W/12DC 100.00 240.00 24,000.00 18.52%
Controlador Mornigstar Tristar 45 4.00 250.00 1,000.00 0.77%
Inversor UPS Powerstar 2kW 12.00 700.00 8,400.00 6.48%
Batería ULTRACELL 100Ah 120.00 181.50 21,780.00 16.81%
Otros 3.00 200.00 600.00 0.46%
SUBTOTAL DEL PROYECTO 129,580.00IVA 12% 15,549.60COSTO TOTAL DEL PROYECTO 145,129.60
ITEMCantidad de
mesesValor
mensual(USD)INGRESO
(USD)
1 600.00 186.34 111,804.15
INGRESOS TOTALES DEL PROYECTO 111,804.15EGRESOS TOTALES 145,129.60
VALOR (USD)
UTILIDAD NETA -33,325.45
INGRESOS PLANILLA ELÉCTRICA
FACTIBILIDAD DE PROYECTO - ESCENARIO 1 ELIMINACIÓN DE SALVAGUARIDAS
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD ECONÓMICA Y FINANCIERA
UTILIZANDO TECNOLOGÍA NET ZERO ENERGY PARA UN
PROYECTO DE VIVIENDA FAMILIAR DE CLASE MEDIA URBANA EN
LA CIUDAD DE QUITO
DETALLE DE COSTOS
DESCRIPCION
DETALLE DE INGRESOS
DESCRIPCION
173
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Consumo de energía eléctrica 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17
TOTAL INGRESOS 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17
INGRESOS ACUMULADOS 4,472.17 8,944.33 13,416.50 17,888.66 22,360.83 26,833.00 31,305.16 35,777.33 40,249.50 44,721.66
Instalación sistema FV (Eo) 82,656.00
Operación sistema FV
Mantenimiento 2,688.00 2,688.00 280.00 6,048.00 14,884.80
TOTAL EGRESOS 82,656.00 - 2,688.00 - 2,688.00 280.00 - 6,048.00 - 14,884.80
EGRESOS ACUMULADOS 82,656.00 82,656.00 85,344.00 85,344.00 88,032.00 88,312.00 88,312.00 94,360.00 94,360.00 109,244.80
I-E 78,183.83 - 4,472.17 1,784.17 4,472.17 1,784.17 4,192.17 4,472.17 1,575.83 - 4,472.17 10,412.63 -
I-E ACUMULADOS 78,183.83 - 73,711.67 - 71,927.50 - 67,455.34 - 65,671.17 - 61,479.00 - 57,006.84 - 58,582.67 - 54,110.50 - 64,523.14 -
VAN 78,183.83 - 3,041.68 825.33 1,407.03 381.78 610.12 442.68 106.09 - 204.78 324.28 -
VALOR ACTUAL INGRESOS 4,472.17 6,083.35 6,206.26 5,628.12 4,784.86 3,905.22 3,098.76 2,408.65 1,842.99 1,392.76
VALOR ACTUAL EGRESOS 82,656.00 56,217.25 39,478.75 26,850.89 18,837.42 12,852.74 8,741.60 6,352.64 4,320.66 3,402.18
VAN = 71,478.97 -
TIR = INDEFINIBLE
payback= -
B/C= 0.16
INGRESOS
EGRESOS
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Consumo de energía eléctrica 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17
TOTAL INGRESOS 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17
INGRESOS ACUMULADOS 49,193.83 53,665.99 58,138.16 62,610.33 67,082.49 71,554.66 76,026.82 80,498.99 84,971.16 89,443.32
Instalación sistema FV (Eo)
Operación sistema FV
Mantenimiento 280.00 2,688.00 6,048.00 2,968.00 14,884.80
TOTAL EGRESOS - 280.00 2,688.00 - 6,048.00 - - 2,968.00 - 14,884.80
EGRESOS ACUMULADOS 109,244.80 109,524.80 112,212.80 112,212.80 118,260.80 118,260.80 118,260.80 121,228.80 121,228.80 136,113.60
I-E 4,472.17 4,192.17 1,784.17 4,472.17 1,575.83 - 4,472.17 4,472.17 1,504.17 4,472.17 10,412.63 -
I-E ACUMULADOS 60,050.97 - 55,858.81 - 54,074.64 - 49,602.47 - 51,178.31 - 46,706.14 - 42,233.98 - 40,729.81 - 36,257.64 - 46,670.28 -
VAN 94.73 60.39 17.48 29.80 7.14 - 13.79 9.38 2.14 4.34 6.87 -
1,041.99 773.12 569.64 417.24 304.05 220.58 159.40 114.79 82.41 59.00
2,313.94 1,577.83 1,099.47 747.79 536.01 364.56 247.95 172.87 117.58 89.79
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS
21 22 23 24 25
Consumo de energía eléctrica 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17
TOTAL INGRESOS 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17 4,472.17
INGRESOS ACUMULADOS 93,915.49 98,387.66 102,859.82 107,331.99 111,804.15
Instalación sistema FV (Eo)
Operación sistema FV
Mantenimiento 6,048.00 280.00 2,688.00
TOTAL EGRESOS - - 6,048.00 280.00 2,688.00
EGRESOS ACUMULADOS 136,113.60 136,113.60 142,161.60 142,441.60 145,129.60
I-E 4,472.17 4,472.17 1,575.83 - 4,192.17 1,784.17
I-E ACUMULADOS 42,198.11 - 37,725.94 - 39,301.78 - 35,109.61 - 33,325.45 -
VAN 2.01 1.36 0.33 - 0.59 0.17
42.13 30.02 21.35 15.15 10.73
61.07 41.53 29.50 20.11 13.93
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS
174
ANEXO L
ALTERNATIVA 3
175
PROYECTO: FECHA: feb-16
ITEM COSTO (USD)% del costo
total
1 COSTO DE EQUIPOS 125,200.00 36.67%
EQUIPOS CANT. V. UNIT V. TOTAL
Panel Solar SIMAX 150W/12DC 284.00 240.00 68,160.00 19.96%
Controlador Mornigstar Tristar 45 1.00 250.00 250.00 0.07%
Inversor UPS Powerstar 2kW 8.00 1,200.00 9,600.00 2.81%
Batería ULTRACELL 100Ah 143.00 330.00 47,190.00 13.82%
2 COSTOS DE INSTALACIÓN 47,375.00 13.87%
INSTALACIÓN CANT. V. UNIT V. TOTAL
Estructura del panel 284.00 100.00 28,400.00 8.32%
Gabinete Eléctrico protector 1.00 900.00 900.00 0.26%
Soporte para baterías 143.00 25.00 3,575.00 1.05%
Mano de obra de instalación 1.00 14,000.00 14,000.00 4.10%
Otros 1.00 500.00 500.00 0.15%
3 COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 168,880.00 49.46%
OPERACIÓN 0.00 0.00%
MANTENIMIENTO 168,880.00 49.46%
EQUIPOS CANT. V. UNIT V. TOTAL
Panel Solar SIMAX 150W/12DC 240.00 240.00 57,600.00 16.87%
Controlador Mornigstar Tristar 45 4.00 250.00 1,000.00 0.29%
Inversor UPS Powerstar 2kW 12.00 1,200.00 14,400.00 4.22%
Batería ULTRACELL 100Ah 286.00 330.00 94,380.00 27.64%
Otros 3.00 500.00 1,500.00 0.44%
SUBTOTAL DEL PROYECTO 341,455.00IVA 12% 40,974.60COSTO TOTAL DEL PROYECTO 382,429.60
ITEMCantidad de
mesesValor
mensual(USD)INGRESO
(USD)
1 600.00 417.23 250,337.60
2 600.00 131.00 78,597.12
INGRESOS TOTALES DEL PROYECTO 328,934.72EGRESOS TOTALES 382,429.60
VALOR (USD)
UTILIDAD NETA -53,494.88
INGRESOS PLANILLA ELÉCTRICA
INGRESOS CONSUMO DE GAS
FACTIBILIDAD DE PROYECTO - ESCENARIO 2 ECONOMÍA CONSTANTE
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD ECONÓMICA Y FINANCIERA
UTILIZANDO TECNOLOGÍA NET ZERO ENERGY PARA UN
PROYECTO DE VIVIENDA FAMILIAR DE CLASE MEDIA URBANA EN
LA CIUDAD DE QUITO
DETALLE DE COSTOS
DESCRIPCION
DETALLE DE INGRESOS
DESCRIPCION
176
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Consumo de energía eléctrica 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50
Consumo de gas 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88
TOTAL INGRESOS 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39
INGRESOS ACUMULADOS 13,157.39 26,314.78 39,472.17 52,629.55 65,786.94 78,944.33 92,101.72 105,259.11 118,416.50 131,573.89
Instalación sistema FV (Eo) 193,284.00
Operación sistema FV
Mantenimiento 6,451.20 6,451.20 280.00 12,387.20 59,304.00
TOTAL EGRESOS 193,284.00 - 6,451.20 - 6,451.20 280.00 - 12,387.20 - 59,304.00
EGRESOS ACUMULADOS 193,284.00 193,284.00 199,735.20 199,735.20 206,186.40 206,466.40 206,466.40 218,853.60 218,853.60 278,157.60
I-E 180,126.61 - 13,157.39 6,706.19 13,157.39 6,706.19 12,877.39 13,157.39 770.19 13,157.39 46,146.61 -
I-E ACUMULADOS 180,126.61 - 166,969.22 - 160,263.03 - 147,105.65 - 140,399.46 - 127,522.07 - 114,364.68 - 113,594.49 - 100,437.10 - 146,583.71 -
VAN 180,126.61 - 8,948.80 3,102.17 4,139.57 1,435.02 1,874.15 1,302.39 51.85 602.46 1,437.13 -
VALOR ACTUAL INGRESOS 13,157.39 8,948.80 6,086.40 4,139.57 2,815.47 1,914.90 1,302.39 885.80 602.46 409.76
VALOR ACTUAL EGRESOS 193,284.00 - 2,984.22 - 1,380.45 40.75 - 833.95 - 1,846.89
VAN = 159,414.07 -
TIR = INDEFINIBLE
payback periodo= -
payback años= -
B/C= 0.21
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Consumo de energía eléctrica 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50
Consumo de gas 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88
TOTAL INGRESOS 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39
INGRESOS ACUMULADOS 144,731.28 157,888.66 171,046.05 184,203.44 197,360.83 210,518.22 223,675.61 236,833.00 249,990.38 263,147.77
Instalación sistema FV (Eo)
Operación sistema FV
Mantenimiento 280.00 6,451.20 12,387.20 6,731.20 59,304.00
TOTAL EGRESOS - 280.00 6,451.20 - 12,387.20 - - 6,731.20 - 59,304.00
EGRESOS ACUMULADOS 278,157.60 278,437.60 284,888.80 284,888.80 297,276.00 297,276.00 297,276.00 304,007.20 304,007.20 363,311.20
I-E 13,157.39 12,877.39 6,706.19 13,157.39 770.19 13,157.39 13,157.39 6,426.19 13,157.39 46,146.61 -
I-E ACUMULADOS 133,426.32 - 120,548.94 - 113,842.75 - 100,685.36 - 99,915.17 - 86,757.78 - 73,600.39 - 67,174.20 - 54,016.82 - 100,163.43 -
VAN 278.69 185.51 65.71 87.68 3.49 40.56 27.59 9.16 12.76 30.44 -
278.69 189.55 128.92 87.68 59.64 40.56 27.59 18.76 12.76 8.68
- 4.03 63.21 - 56.14 - - 9.60 - 39.12
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS
21 22 23 24 25
Consumo de energía eléctrica 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50
Consumo de gas 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88
TOTAL INGRESOS 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39
INGRESOS ACUMULADOS 276,305.16 289,462.55 302,619.94 315,777.33 328,934.72
Instalación sistema FV (Eo)
Operación sistema FV
Mantenimiento 12,387.20 280.00 6,451.20
TOTAL EGRESOS - - 12,387.20 280.00 6,451.20
EGRESOS ACUMULADOS 363,311.20 363,311.20 375,698.40 375,978.40 382,429.60
I-E 13,157.39 13,157.39 770.19 12,877.39 6,706.19
I-E ACUMULADOS 87,006.04 - 73,848.65 - 73,078.46 - 60,201.07 - 53,494.88 -
VAN 5.90 4.01 0.16 1.82 0.64
5.90 4.01 2.73 1.86 1.26
- - 2.57 0.04 0.62
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS
177
ANEXO M
ALTERNATIVA 4
178
PROYECTO: FECHA: feb-16
ITEM COSTO (USD)% del costo
total
1 COSTO DE EQUIPOS 125,200.00 41.88%
EQUIPOS CANT. V. UNIT V. TOTAL
Panel Solar SIMAX 150W/12DC 284.00 240.00 68,160.00 22.80%
Controlador Mornigstar Tristar 45 1.00 250.00 250.00 0.08%
Inversor UPS Powerstar 2kW 8.00 1,200.00 9,600.00 3.21%
Batería ULTRACELL 100Ah 143.00 330.00 47,190.00 15.78%
2 COSTOS DE INSTALACIÓN 47,375.00 15.85%
INSTALACIÓN CANT. V. UNIT V. TOTAL
Estructura del panel 284.00 100.00 28,400.00 9.50%
Gabinete Eléctrico protector 1.00 900.00 900.00 0.30%
Soporte para baterías 143.00 25.00 3,575.00 1.20%
Mano de obra de instalación 1.00 14,000.00 14,000.00 4.68%
Otros 1.00 500.00 500.00 0.17%
3 COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 126,409.00 42.28%
OPERACIÓN 0.00 0.00%
MANTENIMIENTO 126,409.00 42.28%
EQUIPOS CANT. V. UNIT V. TOTAL
Panel Solar SIMAX 150W/12DC 240.00 240.00 57,600.00 19.27%
Controlador Mornigstar Tristar 45 4.00 250.00 1,000.00 0.33%
Inversor UPS Powerstar 2kW 12.00 1,200.00 14,400.00 4.82%
Batería ULTRACELL 100Ah 286.00 181.50 51,909.00 17.36%
Otros 3.00 500.00 1,500.00 0.50%
SUBTOTAL DEL PROYECTO 298,984.00IVA 12% 35,878.08COSTO TOTAL DEL PROYECTO 334,862.08
ITEMCantidad de
mesesValor
mensual(USD)INGRESO
(USD)
1 600.00 417.23 250,337.60
2 600.00 131.00 78,597.12
INGRESOS TOTALES DEL PROYECTO 328,934.72EGRESOS TOTALES 334,862.08
VALOR (USD)
UTILIDAD NETA -5,927.36
INGRESOS PLANILLA ELÉCTRICA
INGRESOS CONSUMO DE GAS
FACTIBILIDAD DE PROYECTO - ESCENARIO 2 ELIMINACIÓN DE SALVAGUARDIAS
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD ECONÓMICA Y FINANCIERA
UTILIZANDO TECNOLOGÍA NET ZERO ENERGY PARA UN
PROYECTO DE VIVIENDA FAMILIAR DE CLASE MEDIA URBANA EN
LA CIUDAD DE QUITO
DETALLE DE COSTOS
DESCRIPCION
DETALLE DE INGRESOS
DESCRIPCION
179
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Consumo de energía eléctrica 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50
Consumo de gas 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88
TOTAL INGRESOS 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39
INGRESOS ACUMULADOS 13,157.39 26,314.78 39,472.17 52,629.55 65,786.94 78,944.33 92,101.72 105,259.11 118,416.50 131,573.89
Instalación sistema FV (Eo) 193,284.00
Operación sistema FV
Mantenimiento 6,451.20 6,451.20 280.00 12,387.20 35,520.24
TOTAL EGRESOS 193,284.00 - 6,451.20 - 6,451.20 280.00 - 12,387.20 - 35,520.24
EGRESOS ACUMULADOS 193,284.00 193,284.00 199,735.20 199,735.20 206,186.40 206,466.40 206,466.40 218,853.60 218,853.60 254,373.84
I-E 180,126.61 - 13,157.39 6,706.19 13,157.39 6,706.19 12,877.39 13,157.39 770.19 13,157.39 22,362.85 -
I-E ACUMULADOS 180,126.61 - 166,969.22 - 160,263.03 - 147,105.65 - 140,399.46 - 127,522.07 - 114,364.68 - 113,594.49 - 100,437.10 - 122,799.95 -
VAN 180,126.61 - 8,948.80 3,102.17 4,139.57 1,435.02 1,874.15 1,302.39 51.85 602.46 696.44 -
VALOR ACTUAL INGRESOS 13,157.39 8,948.80 6,086.40 4,139.57 2,815.47 1,914.90 1,302.39 885.80 602.46 409.76
VALOR ACTUAL EGRESOS 193,284.00 - 2,984.22 - 1,380.45 40.75 - 833.95 - 1,106.20
VAN = 158,657.69 -
TIR = INDEFINIBLE
payback periodo= -
payback años= -
B/C= 0.21
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Consumo de energía eléctrica 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50
Consumo de gas 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88
TOTAL INGRESOS 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39
INGRESOS ACUMULADOS 144,731.28 157,888.66 171,046.05 184,203.44 197,360.83 210,518.22 223,675.61 236,833.00 249,990.38 263,147.77
Instalación sistema FV (Eo)
Operación sistema FV
Mantenimiento 280.00 6,451.20 12,387.20 6,731.20 35,520.24
TOTAL EGRESOS - 280.00 6,451.20 - 12,387.20 - - 6,731.20 - 35,520.24
EGRESOS ACUMULADOS 254,373.84 254,653.84 261,105.04 261,105.04 273,492.24 273,492.24 273,492.24 280,223.44 280,223.44 315,743.68
I-E 13,157.39 12,877.39 6,706.19 13,157.39 770.19 13,157.39 13,157.39 6,426.19 13,157.39 22,362.85 -
I-E ACUMULADOS 109,642.56 - 96,765.18 - 90,058.99 - 76,901.60 - 76,131.41 - 62,974.02 - 49,816.63 - 43,390.44 - 30,233.06 - 52,595.91 -
VAN 278.69 185.51 65.71 87.68 3.49 40.56 27.59 9.16 12.76 14.75 -
278.69 189.55 128.92 87.68 59.64 40.56 27.59 18.76 12.76 8.68
- 4.03 63.21 - 56.14 - - 9.60 - 23.43
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS
21 22 23 24 25
Consumo de energía eléctrica 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50
Consumo de gas 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88 3,143.88
TOTAL INGRESOS 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39 13,157.39
INGRESOS ACUMULADOS 276,305.16 289,462.55 302,619.94 315,777.33 328,934.72
Instalación sistema FV (Eo)
Operación sistema FV
Mantenimiento 12,387.20 280.00 6,451.20
TOTAL EGRESOS - - 12,387.20 280.00 6,451.20
EGRESOS ACUMULADOS 315,743.68 315,743.68 328,130.88 328,410.88 334,862.08
I-E 13,157.39 13,157.39 770.19 12,877.39 6,706.19
I-E ACUMULADOS 39,438.52 - 26,281.13 - 25,510.94 - 12,633.55 - 5,927.36 -
VAN 5.90 4.01 0.16 1.82 0.64
5.90 4.01 2.73 1.86 1.26
- - 2.57 0.04 0.62
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS
180
ANEXO N
ALTERNATIVA 5
181
PROYECTO: FECHA: feb-16
ITEM COSTO (USD)% del costo
total
1 COSTO DE EQUIPOS 125,200.00 41.88%
EQUIPOS CANT. V. UNIT V. TOTAL
Panel Solar SIMAX 150W/12DC 284.00 240.00 68,160.00 22.80%
Controlador Mornigstar Tristar 45 1.00 250.00 250.00 0.08%
Inversor UPS Powerstar 2kW 8.00 1,200.00 9,600.00 3.21%
Batería ULTRACELL 100Ah 143.00 330.00 47,190.00 15.78%
2 COSTOS DE INSTALACIÓN 47,375.00 15.85%
INSTALACIÓN CANT. V. UNIT V. TOTAL
Estructura del panel 284.00 100.00 28,400.00 9.50%
Gabinete Eléctrico protector 1.00 900.00 900.00 0.30%
Soporte para baterías 143.00 25.00 3,575.00 1.20%
Mano de obra de instalación 1.00 14,000.00 14,000.00 4.68%
Otros 1.00 500.00 500.00 0.17%
3 COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 126,409.00 42.28%
OPERACIÓN 0.00 0.00%
MANTENIMIENTO 126,409.00 42.28%
EQUIPOS CANT. V. UNIT V. TOTAL
Panel Solar SIMAX 150W/12DC 240.00 240.00 57,600.00 19.27%
Controlador Mornigstar Tristar 45 4.00 250.00 1,000.00 0.33%
Inversor UPS Powerstar 2kW 12.00 1,200.00 14,400.00 4.82%
Batería ULTRACELL 100Ah 286.00 181.50 51,909.00 17.36%
Otros 3.00 500.00 1,500.00 0.50%
SUBTOTAL DEL PROYECTO 298,984.00IVA 12% 35,878.08COSTO TOTAL DEL PROYECTO 334,862.08
ITEMCantidad de
mesesValor
mensual(USD)INGRESO
(USD)
1 600.00 417.23 250,337.60
2 600.00 1,228.73 737,240.99
INGRESOS TOTALES DEL PROYECTO 987,578.58EGRESOS TOTALES 334,862.08
VALOR (USD)
UTILIDAD NETA 652,716.50
INGRESOS PLANILLA ELÉCTRICA
INGRESOS CONSUMO DE GAS
FACTIBILIDAD DE PROYECTO - ESCENARIO 2 ELIMINACIÓN DE SALVAGUARDIAS Y SUBSIDIDIO AL GLP
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD ECONÓMICA Y FINANCIERA
UTILIZANDO TECNOLOGÍA NET ZERO ENERGY PARA UN
PROYECTO DE VIVIENDA FAMILIAR DE CLASE MEDIA URBANA EN
LA CIUDAD DE QUITO
DETALLE DE COSTOS
DESCRIPCION
DETALLE DE INGRESOS
DESCRIPCION
182
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Consumo de energía eléctrica 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50
Consumo de gas 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64
TOTAL INGRESOS 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14
INGRESOS ACUMULADOS 39,503.14 79,006.29 118,509.43 158,012.57 197,515.72 237,018.86 276,522.00 316,025.15 355,528.29 395,031.43
Instalación sistema FV (Eo) 193,284.00
Operación sistema FV
Mantenimiento 6,451.20 6,451.20 280.00 12,387.20 35,520.24
TOTAL EGRESOS 193,284.00 - 6,451.20 - 6,451.20 280.00 - 12,387.20 - 35,520.24
EGRESOS ACUMULADOS 193,284.00 193,284.00 199,735.20 199,735.20 206,186.40 206,466.40 206,466.40 218,853.60 218,853.60 254,373.84
I-E 153,780.86 - 39,503.14 33,051.94 39,503.14 33,051.94 39,223.14 39,503.14 27,115.94 39,503.14 3,982.90
I-E ACUMULADOS 153,780.86 - 114,277.71 - 81,225.77 - 41,722.63 - 8,670.68 - 30,552.46 70,055.60 97,171.55 136,674.69 140,657.59
VAN 153,780.86 - 26,867.48 15,289.29 12,428.46 7,072.58 5,708.45 3,910.24 1,825.54 1,808.81 124.04
VALOR ACTUAL INGRESOS 39,503.14 26,867.48 18,273.52 12,428.46 8,453.03 5,749.20 3,910.24 2,659.49 1,808.81 1,230.24
VALOR ACTUAL EGRESOS 193,284.00 - 2,984.22 - 1,380.45 40.75 - 833.95 - 1,106.20
VAN = 76,297.80 -
TIR = -16.47%
payback periodo= 5.22
payback años= 10.44
B/C= 0.62
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Consumo de energía eléctrica 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50
Consumo de gas 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64
TOTAL INGRESOS 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14
INGRESOS ACUMULADOS 434,534.58 474,037.72 513,540.86 553,044.01 592,547.15 632,050.29 671,553.44 711,056.58 750,559.72 790,062.87
Instalación sistema FV (Eo)
Operación sistema FV
Mantenimiento 280.00 6,451.20 12,387.20 6,731.20 35,520.24
TOTAL EGRESOS - 280.00 6,451.20 - 12,387.20 - - 6,731.20 - 35,520.24
EGRESOS ACUMULADOS 254,373.84 254,653.84 261,105.04 261,105.04 273,492.24 273,492.24 273,492.24 280,223.44 280,223.44 315,743.68
I-E 39,503.14 39,223.14 33,051.94 39,503.14 27,115.94 39,503.14 39,503.14 32,771.94 39,503.14 3,982.90
I-E ACUMULADOS 180,160.74 219,383.88 252,435.82 291,938.97 319,054.91 358,558.05 398,061.20 430,833.14 470,336.28 474,319.19
VAN 836.73 565.05 323.85 263.25 122.90 121.78 82.82 46.73 38.31 2.63
836.73 569.09 387.06 263.25 179.05 121.78 82.82 56.33 38.31 26.06
- 4.03 63.21 - 56.14 - - 9.60 - 23.43
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS
21 22 23 24 25
Consumo de energía eléctrica 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50 10,013.50
Consumo de gas 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64 29,489.64
TOTAL INGRESOS 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14 39,503.14
INGRESOS ACUMULADOS 829,566.01 869,069.15 908,572.30 948,075.44 987,578.58
Instalación sistema FV (Eo)
Operación sistema FV
Mantenimiento 12,387.20 280.00 6,451.20
TOTAL EGRESOS - - 12,387.20 280.00 6,451.20
EGRESOS ACUMULADOS 315,743.68 315,743.68 328,130.88 328,410.88 334,862.08
I-E 39,503.14 39,503.14 27,115.94 39,223.14 33,051.94
I-E ACUMULADOS 513,822.33 553,325.47 580,441.42 619,664.56 652,716.50
VAN 17.72 12.05 5.63 5.54 3.17
17.72 12.05 8.20 5.58 3.79
- - 2.57 0.04 0.62
TIEMPO - PERIODOS BIANUALES
INGRESOS
EGRESOS