Estudio de prefactibilidad para la implementación de una minicentral hidroeléctrica en una planta de tratamiento de aguas residuales de Arequipa

Abstract

El presente proyecto “Estudio de prefactibilidad para la implementación de una minicentral hidroeléctrica en una planta de tratamiento de aguas residuales de Arequipa” ubicado en el departamento y provincia del mismo nombre, considera un estudio para evaluar la viabilidad técnico-económica del proyecto y energía potencial disponible y aprovechable en el vertimiento del agua residual tratada desde la planta PTAR hacia el cauce del rio Chili. Se realizó un análisis de la demanda de potencia y energía eléctrica de la Planta de Pretratamiento y dos estaciones de bombeo existentes, energizados desde la subestación eléctrica 88 del área donde se espera aprovechar la energía generada. Además, estimé la disponibilidad hídrica de la caída de agua bruta de 173 m, calculando un caudal de diseño óptimo de 514 LPS mediante el análisis de la curva de caudales y tendencia gráfica horaria, desde la data histórica del medidor de flujo existente (capítulo III). Se comprobó los parámetros de diseño de la cámara de carga y tubería de fuerza (existentes) y dimensioné el equipo electromecánico para el proyecto, así como el cálculo de la caída neta, factor de planta de 0.626, comprobación del diámetro económico de 48”, y selección de la turbina Pelton para una potencia en el eje de 773 kW y una potencia eléctrica de 643 kW, como valor final (capítulo IV). Se realizó una evaluación y selección de componentes con la recomendación de dos proveedores especialistas (ZECO y GEPPERT) para la propuesta de instalación de los equipos electromecánicos (Capítulo V). Se realizó un análisis preliminar de impacto ambiental, que describe los impactos positivos y negativos de la implementación del proyecto, así como la propuesta de medidas generales para el control y mitigación de los efectos (capítulo VI). Se realizó la evaluación económica de los costos de inversión para la implementación del proyecto, el flujo de caja para un tiempo de 6 años donde calculé los principales indicadores de costos (KPI) que determinan la viabilidad económica del proyecto, VAN positivo, TIR mayor al esperado, y relación costo beneficio mayor a 1; considerando un costo de producción de energía competitivo de 0.626 US$/kWh (capítulo VII). El flujo de caja realizado es la principal herramienta para la toma de decisiones sobre el proyecto, y por ello considera todos los aspectos de la energía a aprovechar según estudio de demanda, ahorro de costos del sistema EDS actual y costos de mantenimiento de la MCH, para estimar de forma real el ahorro y beneficios obtenidos con la implementación del proyecto. Palabras claves: Prefactibilidad, hidroeléctrica, vertimiento, agua residual tratada, flujómetro, turbina Pelton, subestación, KPI (key performance indicator).