Análisis y diseño a nivel de perfil de una pequeña central hidroeléctrica en la intercuenca Alto Huallaga, provincia de Pachitea, departamento de Huánuco

Abstract

La presente tesis tiene como propósito realizar el estudio y diseño a nivel de perfil de una pequeña central hidroeléctrica (PCH) en la intercuenca Alto Huallaga, provincia de Pachitea, departamento de Huánuco. Para ello, en primer lugar, se parte de la definición de dos escenarios de administración y venta de energía, el primero es administrado por las autoridades locales y el segundo por una empresa privada enlazada al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN); en el primer caso se realiza un estudio de la demanda eléctrica local para poder efectuar una estimación de la potencia y energía requerida por la población rural de los distritos de Umari y Molino durante los próximos 30 años, tiempo considerado como la vida útil del proyecto. En segundo lugar, se elabora un estudio hidrológico de la cuenca que se encuentra aguas arriba del punto de captación, a unos 30 km al noreste de la ciudad de Huánuco, para determinar su disponibilidad hídrica y con ello obtener dos parámetros fundamentales, el caudal de máxima avenida y el caudal aprovechable. El primero se requiere para el dimensionamiento de las obras de captación principalmente, mientras que el segundo para la generación de energía eléctrica, el dimensionamiento del resto de obras civiles y la elección de los equipos electromecánicos. En tercer lugar, se define el tipo de central hidroeléctrica en base al caudal aprovechable, a la caída bruta disponible en la zona y a las características geomorfológicas de la cuenca, luego se plantea para cada uno de los escenarios las posibles ubicaciones de las diferentes obras hidráulicas de la PCH con el apoyo de un análisis topográfico de la cuenca; y bajo un criterio técnico económico se decide por la mejor alternativa en cada caso. Como resultado se obtiene la caída bruta y la potencia instalada de la PCH. En cuarto lugar, se desarrolla el diseño a nivel de ingeniería básica que consiste en el predimensionamiento de las obras hidráulicas de la PCH y la elección de los tipos y características principales del equipamiento electromecánico de la casa de máquinas. Finalmente, se realiza un presupuesto preliminar en base a ratios y con ello un estudio económico basado en el flujo de caja de ingresos y egresos con el fin de obtener los parámetros Valor Actual Neto (VAN) y la Tasa Interna de Retorno (TIR) para determinar si los escenarios planteados son factibles y cuál de ellos posee mayor rentabilidad. Dicho lo anterior, se obtuvo una pequeña central hidroeléctrica del tipo agua fluyente con una potencia instalada de 3 mW mediante una caída bruta de 32 m y un caudal de 11.5 m3/s, el cual fluye a través de una turbina Francis. Así mismo, se verifico que el segundo escenario es más rentable que el primero con un VAN de 15,684,027.7 $ y un TIR de 20.3%.