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Evaluación del potencial hidroeléctrico empleando el flujo de salida de la planta de tratamiento de aguas residuales Río Frío

dc.rights.licenserestringidoes_ES
dc.contributor.advisorMoreno Celis, Ingrid Johanna
dc.contributor.authorBlanco Toledo, Juan Diego
dc.contributor.otherRetamoso Llamas, Alonso de Jesús
dc.coverage.spatialBucaramangaes_ES
dc.date.accessioned2026-01-09T16:53:12Z
dc.date.available2026-01-09T16:53:12Z
dc.identifier.citationN/Aes_ES
dc.identifier.urihttp://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/22555
dc.descriptionIngeniería Eléctrica, Ingeniería Mecánica.es_ES
dc.description.abstractEste proyecto evaluó el potencial para implementar un sistema de generación de energía hidroeléctrica en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) Río Frío, ubicada en el km 4 del anillo vial Girón-Floridablanca, en el Área Metropolitana de Bucaramanga, Santander. Se diseñó un sistema de micro generación basado en el tornillo de Arquímedes para mejorar la eficiencia energética de la planta, reduciendo su dependencia de la red eléctrica y contribuyendo a la sostenibilidad ambiental. La investigación se desarrolló desde el programa de Tecnología en Electricidad Industrial de la Facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería (FCNI) de las Unidades Tecnológicas de Santander (UTS). Se realizó un análisis de datos operativos suministrados por la Empresa Pública de Alcantarillado de Santander (EMPAS) y se revisó bibliografía existente sobre aplicaciones del tornillo de Arquímedes en la generación hidroeléctrica a pequeña escala y plantas de tratamiento de aguas residuales. El proyecto incluyó visitas técnicas para caracterizar condiciones reales de operación de la PTAR, para modelar configuraciones de turbinas helicoidales, evaluando su desempeño bajo condiciones específicas de la planta. Los resultados determinaron el diseño del sistema, su potencial energético y ahorros económicos derivados de su implementación. Este estudio es referencia para proyectos similares, aportando conocimientos teóricos e información práctica para tomar decisiones en futuras implementaciones de sistemas de generación hidroeléctrica en contextos similares.es_ES
dc.description.sponsorshipN/Aes_ES
dc.description.tableofcontentsTABLA DE CONTENIDO RESUMEN 13 INTRODUCCIÓN 15 1. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN 17 1.1. Planteamiento del Problema. 17 1.2. Justificación. 19 1.3. Objetivos. 21 1.3.1. Objetivo General. 21 1.3.2. Objetivos Específicos. 21 1.4. Estado del Arte. 22 2. MARCO REFERENCIAL 28 2.1. Marco Teórico. 28 2.1.1. El Tornillo de Arquímedes. 28 2.2. Marco Conceptual. 30 2.2.1. Planta de Tratamiento de Aguas Residuales. 30 2.2.1.1. Aguas Residuales. 31 2.2.2. Energía Hidráulica. 32 2.2.2.1. Origen. 32 2.2.2.2. Formas de Aprovechamiento. 32 2.2.2.3. Reservas. 33 2.2.2.4. Aprovechamiento de Energía Hidroeléctrica. 35 2.2.2.5. Central Hidroeléctrica. 38 2.2.2.6. Generadores Eléctricos. 39 2.2.2.7. Turbina Hidráulica. 39 2.2.2.8. Tipos de Turbina Hidráulica. 40 2.2.2.8.1. Turbina Pelton. 40 2.2.2.8.2. Turbina Francis. 41 2.2.2.8.3. Turbina Kaplan. 42 2.2.2.8.4. Tornillo de Arquímedes. 44 2.3. Marco Legal 45 2.4. Marco Ambiental. 52 3. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 54 4. DESARROLLO DEL TRABAJO DE GRADO 55 4.1. Fase 1 55 4.2. Fase 2 55 4.3. Fase 3 55 5. RESULTADOS 56 5.1. Objetivo 1: Análisis Bibliográfico. 56 5.2. Objetivo 2: Valores y Parámetros Técnicos de Campo Para Seleccionar el Modelo de Turbina de la Micro Central Hidroeléctrica. 78 5.2.1. Valores y Parámetros Técnicos de Campo. 78 5.2.2. Selección de la Turbina 86 5.3. Objetivo 3: Cálculos Energéticos del Tornillo de Arquímedes. 91 5.3.1. Análisis Geométrico. 91 5.3.1.1. Geometría del Tornillo. 91 5.3.1.2. Consideraciones Iniciales. 96 5.3.1.3. Centroide y Área. 99 5.3.1.4. Torque Generado por el Agua en el Tornillo. 102 5.3.1.5. Velocidad de Giro del Tornillo 104 5.3.1.6. Potencia Teórica: 105 5.3.1.7. Eficiencia. 105 5.3.1.8. Potencia del Sistema. 107 5.3.1.9. Caudal del Canal. 107 5.3.1.10. Ángulo de Inclinación y Número de Hilos. 108 5.3.1.11. Número de Hilos. 109 5.3.2. Cálculos y Diseño del Tornillo. 109 5.3.3. Valores Obtenidos. 110 5.3.4. Multiplicador de Velocidad para Generador. 112 5.3.5. Selección del Multiplicador de Velocidad para Generador. 112 5.3.6. Generador Eléctrico. 113 5.3.6.1. Fundamentos y Generalidades. 113 5.3.6.2. Tipos de Generadores. 114 5.3.6.3. Cálculos y Selección. 115 5.3.6.4. Cálculo Banco de Condensadores. 118 5.4. Objetivo 4: Análisis Técnico Económico para Construir una Micro Central Hidroeléctrica. 122 5.4.1. Costes de la Energía. 122 5.4.2. Costes Internos. Variabilidad. 122 5.4.3. Costes Externos. 123 5.4.4. Costo del Proyecto. 123 5. CONCLUSIONES 128 6. RECOMENDACIONES 129 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 130 ANEXOS 145es_ES
dc.language.isoeses_ES
dc.publisherUnidades Tecnológicas de Santanderes_ES
dc.subjectPlanta de Tratamiento de Aguas Residuales, Tornillo de Arquímedes, Aprovechamiento Hidroeléctricoes_ES
dc.titleEvaluación del potencial hidroeléctrico empleando el flujo de salida de la planta de tratamiento de aguas residuales Río Fríoes_ES
dc.typedegree workes_ES
dc.rights.holdercopyright(CC.BY.NC.ND 2.5).es_ES
dc.date.emitido2026-01-09
dc.dependenciafcnies_ES
dc.proceso.procesoutsdocenciaes_ES
dc.type.modalidadproyecto_de_investigaciónes_ES
dc.format.formatopdfes_ES
dc.titulogTecnolólogo en Electricidad Industriales_ES
dc.educationleveltecnologoes_ES
dc.contibutor.evaluatorevaluadores_ES
dc.date.aprobacion2025-12-12
dc.description.programaacademicoTecnología en Electricidad Industriales_ES
dc.dependencia.regionbucaramangaes_ES


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