Propuesta de Proyecto de TESIS DOCTORAL
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LA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE CIENCIAS SOCIALES Y ECONÓMICAS REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE NICARAGUA Línea de investigación. Biotecnología. Bioeconomía y Bioecología TESIS DOCTORAL: Modelo de gestión de eficiencia energética basado en los potenciales de recursos energéticos renovables locales para la toma de decisiones de las autoridades municipales nicaragüenses AUTOR: Mario Alberto Escobar Cruz TUTOR: Dr. Luis Alfredo Lobato Blanco Nandaime, Nicaragua 2013
Transcript of Propuesta de Proyecto de TESIS DOCTORAL
LA UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE CIENCIAS SOCIALES Y ECONÓMICAS
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE NICARAGUA
Línea de investigación. Biotecnología. Bioeconomía y Bioecología
TESIS DOCTORAL: Modelo de gestión de eficiencia energética basado en los potenciales de
recursos energéticos renovables locales para la toma de decisiones de las
autoridades municipales nicaragüenses
AUTOR: Mario Alberto Escobar Cruz
TUTOR: Dr. Luis Alfredo Lobato Blanco
Nandaime, Nicaragua 2013
Dentro del Programa de Doctorado de la Universidad del Zulia
en convenio con la Universidad Nacional Autónoma de
Nicaragua. Para Optar al Grado de Doctor en Ciencia
Sociales mención Gerencia. Se propone la Tesis Doctoral
“Modelo de gestión de eficiencia energética basado en los
potenciales de recursos energéticos renovables locales para la
toma de decisiones de las autoridades municipales
nicaragüenses” en marcada en la Línea de investigación.
Biotecnología. Bioeconomía y Bioecología. Con un enfoque
multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias.
ASESORES:
Dra. Adela Patricia Gillezeau Berrios LUZ-Venezuela
Dr. Jorge Nelson Ávila LUZ-Venezuela
Dra. Martha Roxana Mendieta UNAN-Managua
Dr. Alberto César Briones UNAN-Managua
Dr. Antonio Enrique Tinoco Guerra LUZ-Venezuela
Dra. Máyela Josefina Vílchez LUZ-Venezuela
Dr. Luis Rodolfo Rojas LUZ-Venezuela
MENCIÓN ESPECIAL:
Dra. Mónica Chinchilla UC3M-España
Dr. Antonio Aznar UC3M-España
Mario Alberto Escobar Cruz
Años tras años, busqué la razón de la vida material como persona, desde
niño preguntaba a mis abuelos, padres, hermanos mayores, amigos, curas,
pastores y profesores. ¿Por qué vivimos?, ¿Por qué todo ser vivo nace, crece y
muerte?, ¿Por qué la vida o la muerte?, todos sin excepción tenían una respuesta
sobre la vida y la muerte de los seres humanos. Hasta hoy, he resuelto mi
pequeña duda de ¿Porqué…? de la vidai misma, no tenía una respuesta clara
para satisfacer mi pregunta, sencilla pero básica, propicia, en desnudar la mentira
social que prevalece por miles y miles de años en nuestra especie humana.
La especie humana, con la característica esencial pensar, conocer y
descubrir individual o colectivamente, como persona, consciente del propósito,
descubrir al ser humano, buscar la respuesta a la vida, para el bien común de
todos y de todas las personas en este planeta Tierraii(James Ephraim Lovelock,
2008), obliga a decir la verdad y no la mentira, ya que los científicos de todas las
épocas se preguntan sobre ¡la vida!, después de descubrir el propósito de su
ámbito de estudio, como biología, filosofía, física, matemática, historia, ingeniería,
agronomía, economía, forestal(ESNACIFOR) o dasónomoiii(Guinier, 2012),
etcétera, todas estas, especialidades denominadas profesiones han creado una
lista de especialista con conocimientos específicos que no les deja ver, más allá
de las narices, de su campo profesional.
Todos los campos de la ciencia están lo suficientemente estudiados, pero,
la ciencia no piensa, la ciencia no aporta ideas nuevas al conocimiento, en cambio
es rigurosa, seca, despiadada y castiga sin piedad. Ahora, se maneja la técnica
del discurso para el dominio de la psiquis social de la mente de las personas en
los diferentes ámbitos sociales.
Todas las personas o seres vivos racionales, no pueden producir su propio
alimento a partir de la energía extraterrestre del sol.Los únicos seres vivos en el
planeta terrenal que pueden transformar en forma natural, la energía extraterrestre
del sol, son las plantas clorofiladasiv (María Alejandra Quezada Canalle, 2010), a
través, del proceso conocido como fotosíntesis, estos seres vivos de esta especie
(plantasv)(Carlos Linneo., 1735)producen su propio alimento y sus frutos sirven de
base para la alimentación de animales, bacterias y hongos dependientes o
parásitos de los vegetales, poseen una característica esencial comparten con
todos los seres vivos, los mismos elementos químicos que tiene el ser humano,
parte esencial, de la estructura social de la especie humana, con la única
diferencia en sus células rígidas (pared celularvi) (Carpita, Nicholas & Maureen
McCann., 2000), la razón que siempre ha preocupado a muchos científicos a
través de la historia es saber el origen de su propia vida, ahora tenemos la certeza
de afirmar, ¡todos somos portadores de una fuente de energía, no es de este
planeta terrestre, proviene del universo!.
Todo el universo es energía llámese materia fría, materia oscuravii, energía
fría o energía oscura (Dr. Philip Mauskopf., 2002). Existe una ceguera mental en
los científicos, seguir manteniendo la mentira social en contraposición de la verdad
social, los científicos estamos ciegos (Hubert Cross.), todo está descubierto y a la
orden de la ciencia, se debe procesar la información disponible lógicamente.
La verdad social se esconde detrás de la mentira social o camina a pasos
lentos, pero, con la certeza que vale mucho más que la mentira, los hombres y las
mujeres desean ver qué está detrás, ¡sus espaldas!; la tierra que alberga los
mismos elementos químicos integrados por “átomos” que componen su cuerpo, el
cual según el Dr. Wilhelm Reich tiene energía biológica cada orgasmo tiene un
impulso de actividad eléctrica, todo su cuerpo humano durante la liberación
máxima, pico de una actividad sexual, eyaculación-orgásmica (Wilhelm Reich.,
1934).
Esta relación directa con la electricidad es una expresión de la energía,
está, asociada con los electrones excitados, la acción momentánea que
experimenta el cuerpo humano. Ser biológico tiene vida y energía se expresa en
signos vitales con mayor intensidad en el momento del acto sexual (Escobar,
2012).
Finalmente, se presenta Modelo de gestión de eficiencia energética basado
en los potenciales de recursos energéticos renovables locales para la toma de
decisión de las autoridades municipales nicaragüenses. La Tesis Doctoral para
optar al Grado de Doctor en Ciencia Sociales mención Gerencia. Es un aporte
orientador, una señal al lector de la Tesis Doctoral, representa el modelo a seguir
en el empleo y aprovechamiento de las energías limpias disponibles en nuestro
entorno natural, es un trabajo realizado en la comunidad nicaragüenses “Los
Remedios” del municipio de Chichigalpa en el Departamento de Chinandega sobre
el aprovechamiento de la energía solar fotovoltaica para el abastecimiento de
agua para el consumo humano que bien puede ser una Guía a seguir en todos los
municipios de mi país Nicaragua o en cualquier parte de Latinoamérica del nivel
mundial, con la adaptación de los datos del empleo de la energía limpia. Además
dentro de las unidades o capítulos se encuentra una unidad referida a una
investigación básica sobre la elucubración de la energía con la finalidad de
plantear una nueva propuesta fórmula de la Energía como aporte a la ciencia “la
vida es la energía y la energía es la vida misma” con comprobación científica.
RESUMEN: Modelo gestión de eficiencia energética basado en los potenciales de los recursos energéticos renovables locales Objetivos: Formular un modelo de gestión de eficiencia energética basado en los potenciales de recursos energéticos renovables locales. Demostrar mediante la observación y experimentación práctica el enfoque sistémico en la gestión de la vida del ser humano como recurso energético. Usar métodos epistemológicos originales y derivados en la actividad de creación mental de la tesis como aporte al conocimiento de la ciencia. Metodología: Enfoque sistémico o teoría general de sistemas (TGS) propuesta por L. von Bertalanffy aparece como una metateoría o teoría de teorías, partiendo de un abstracto concepto de sistema busca reglas de valor general, aplicables a cualquier sistema. Resultados Demostración lógica matemática tesis “la vida es la energía y la energía es la vida misma” Fase 1: fórmula original A. Einstein E=mc2 Fase 2: suma estados de materia (s1+l2+g3+p4) por variaciones Temperatura (∆T), espacio (∆e) y tiempo (∆t) E=mc2+ (s1+l2+g3+p4) ∆Tet Fase 3: premisas de sustitución de la materia por mc2 en fase 2 E=mc2+ m1c
2∆Tet+m2 c2∆Tet +m3 c
2∆Tet +m4 c2∆Tet
Fase 4: factorización y creación nueva fórmula E= mc2∆Tet Comprobación empírica:Cuando una persona muere, su energía se reduce, sus electrones se separan y su cuerpo pasa a ser materia fría se transforma en energía, así: primero, pasa de sólido a líquido por variaciones de masa, temperatura, espacio; segundo, pasa de líquido a gas por variaciones de temperatura; tercero, pasa de gas a plasma por variaciones temperatura; cuarto, plasma estado materia donde los electrones por altas variaciones temperatura se separan de su núcleo atómico de cualquier elemento químico de organismos vivo y no vivo en este planeta terrenal. Palabras claves: vida, energía, masa, temperatura, gravedad, tiempo, espacio
Índice CAPITULO I: Problema de investigación: .................................................................................... 1
Planteamiento del problema. ...................................................................................................... 1
Objetivos: ..................................................................................................................................... 10
Justificación: ................................................................................................................................ 10
CAPITULO II: Marco de Referencia o Teoría General. ............................................................ 12
Línea de investigación. Biotecnología. Bioeconomía y Bioecología ...................................... 12
Tema. Modelo de gestión de eficiencia energética basado en los potenciales de recursos
energéticos renovables locales para la toma de decisiones de las autoridades municipales
nicaragüenses. ................................................................................................................................ 12
I. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 12
II. OBJETIVOS ................................................................................................................................ 15
2.1 Objetivo General .................................................................................................................. 15
2.2 Objetivo Específicos: ........................................................................................................... 15
2.3 Resultados Esperados: ....................................................................................................... 15
III. Descripción de la tecnología ................................................................................................... 16
3.1 EL Sol como fuente de energía inagotable...................................................................... 16
3.2 Radiación solar extraterrestre ............................................................................................ 17
3.3 La atmósfera terrestre ......................................................................................................... 19
3.4 Dispersión ............................................................................................................................. 20
3.5 Absorción .............................................................................................................................. 20
3.6 Relaciones Tierra-Sol .......................................................................................................... 21
3.7 Ángulos solares relativos a superficies inclinadas ......................................................... 22
3.8 Orientación de superficies inclinadas ............................................................................... 22
3.9 Medida de la radiación solar terrestre .............................................................................. 23
3.10 Media de radiación solar terrestre sobre una superficie inclinada ............................. 23
3.11 Determinación de sombras .............................................................................................. 24
3.12 Tiempo solar ....................................................................................................................... 24
3.13 Absorción de la luz y efecto fotovoltaico ........................................................................ 25
3.14 Características eléctricas de las células fotovoltaicas ................................................. 28
3.15 Parámetros de funcionamiento ........................................................................................ 29
3.16 Efectos de la irradiancia y la temperatura ..................................................................... 30
3.17 Tipo de instalaciones fotovoltaicas ................................................................................. 30
3.18 Sistemas fotovoltaicos independientes .......................................................................... 30
3.19 Orientación y ángulo del panel solar .............................................................................. 31
3.20 Seguidores del sol ............................................................................................................. 32
3.21 Principales consideraciones para el diseño de instalaciones aisladas ..................... 33
3.22 Cálculo de la Energía Disponible .................................................................................... 33
3.23 Bombeo solar ..................................................................................................................... 34
3.24 Componentes básicos de un sistema de bombeo solar .............................................. 34
3.25 Dimensionado del sistema de bombeo solar ................................................................ 35
IV. DESARROLLO DEL TRABAJO ............................................................................................. 37
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LA COMUNIDAD LOS REMEDIOS ........................................ 37
4.2 ASPECTOS DEMOGRÁFICOS ............................................................................................ 38
4.3 SITUACIÓN DE LA VIVIENDA Y LOS SERVICIOS BÁSICOS ....................................... 40
4.4 SERVICIOS SOCIALES E INFRAESTRUCTURA COMUNITARIA ................................ 42
4.5 EMPLEO, TIPO DE INGRESO Y POBREZA ...................................................................... 44
4.6 USO DEL SUELO Y PRODUCCIÓN AGROPECUARIA ................................................... 50
4.7 ACTIVIDADES ANTROPOGÉNICAS Y USO DE RECURSOS ....................................... 52
4.8 CAPITAL SOCIAL .................................................................................................................... 53
4.9 CARACTERÍSTICAS DE BOMBEO ..................................................................................... 53
4.9.1 Selección de la Bomba .................................................................................................... 56
4.9.2 Ventajas de los sistemas de bombeo solar .................................................................. 65
4.9.3 Desventajas ....................................................................................................................... 66
4.9.4 Costo de Ciclo de Vida. ................................................................................................... 66
4.9.5 Costos de inversión. ......................................................................................................... 68
V. CONSIDERACIONES PARA EL BOMBEO DE AGUA. ...................................................... 68
5.1 Módulos Fotovoltaicos. ....................................................................................................... 68
5.2 Estructura soporte de módulos FV .................................................................................... 68
5.3 Controlador de la Bomba .................................................................................................... 69
5.4 Bomba ................................................................................................................................... 69
5.5 Cables .................................................................................................................................... 69
5.6 Sistema de protección contra sobre-voltaje. ................................................................... 69
5.7 Caudalímetro. ....................................................................................................................... 70
CONCLUSIÓN ............................................................................................................................ 70
VI. Elucubración de la energía ..................................................................................................... 70
6.1.1 El ser vivo y la vida ........................................................................................................... 71
6.1.2 Los seres vivos y la vida.................................................................................................. 71
6.2 Son seres muy complejos. ............................................................................................ 71
6.2.1 Metabolismo. ........................................................................................................... 72
6.2.2Tipos de células ................................................................................................................. 72
6.3. El origen de la vida y de los primeros organismos ........................................................ 73
6.3.1 La teoría de la generación espontánea ........................................................................ 73
6.3.1.1 Método científico aplicado por Francesco Redi ....................................................... 73
6.3.1.2 Experimento de Luis Pasteur ...................................................................................... 75
6.3.2 La hipótesis de los coacervados .................................................................................... 75
6.3.3 La síntesis experimental de materia orgánica sencilla ............................................... 76
6.3.4 La síntesis artificial de materia orgánica compleja ...................................................... 76
6.3.5 La síntesis de ácidos nucleicos ...................................................................................... 77
6.3.6 Hipótesis actuales sobre el origen de la vida ............................................................... 77
6.3.7 Hipótesis de Oparin actualizada .................................................................................... 78
6.3.8 Hipótesis de Eigen o del ARN primitivo ........................................................................ 78
6.3.8 Hipótesis de Cairns-Smith o de los cristales de arcilla ............................................... 79
6.3.9 Los primeros organismos ................................................................................................ 79
6.3.10 Hipótesis autógena de Taylor y Dobson. .................................................................... 80
6.3.11 Hipótesis de la endosimbiosis en serie de Lynn Margulis. ...................................... 80
6.3 Aportes científicos al conocimiento de las ciencias sociales en Gestión Pública
Participativa, Democracia Directa, Política Exterior y Transformación Nacional. ............ 82
6.4.1 Gestión De La Teoría General De Sistemas En La Vida Del Ser Humano Según
La Tesis La Vida Es La Energía Y La Energía Es La Vida Misma. .................................... 84
6.5 Creación y Demostración de la nueva fórmula de la energía que valida la Tesis
Doctoral “la vida es la energía y la energía es la vida misma”. Usando el Modelo
MACCESA creación propia ....................................................................................................... 87
6.6 Modelo propio en la creación de conocimiento científico en la academia. ................. 89
6.7 Modelos epistemológicos originales y derivados empleados en la elucubración de la
energía. ........................................................................................................................................ 90
6.8 Conocimiento existente en la historia de la humanidad. ............................................... 91
CAPITULO III. Marco Metodológico ............................................................................................ 91
Conclusiones ................................................................................................................................... 92
Bibliografía ....................................................................................................................................... 93
Bibliografía enunciativa consultada ............................................................................................. 94
Bibliografía enunciativa o preliminar. Empleada en el Anteproyecto de Tesis Doctoral ..... 95
Citas Bibliográficas y/o Sitios Web consultados ........................................................................ 99
1
CAPITULO I: Problema de investigación:
Planteamiento del problema.
Según la Tesis Doctoral Energía Solar Fotovoltaica, Competitividad y
Evaluación Económica, Comparativa y Modelos de Eduardo Collado Fernández
(2009). En esta Tesis Doctoral se pretende evaluar los límites a medio y largo
plazo, de la competitividad económica de la energía solar fotovoltaica en España
en particular y en el mundo en general, estudiando el nivel de evolución que tiene
que tener esta forma de producción de energía, hasta conseguir llegar a ser
competitiva con el resto de las energías tradicionales, y otras emergentes en
crecimiento. Para realizar el estudio, se ha desarrollado una metodología basada
en escenarios fotovoltaicos, que nos faciliten su cálculo en función de las
diferentes hipótesis realizadas.
En la metodología se ha tenido en cuenta la regulación estatal española, ya
que es de vital importancia su funcionamiento en el camino a la competitividad real
con respecto a otros tipos de energías. Se ha realizado una revisión actualizada
de la literatura existente, en referencia a la evaluación económica de escenarios
fotovoltaicos, para ver como la energía fotovoltaica puede llegar a proporcionar
una parte significativa de la energía eléctrica, con un alto grado de acoplamiento
con la demanda, evitando en general la necesidad de almacenar la energía
generada, todo esto dentro de una previsible reducción de precios que hará que la
energía fotovoltaica pueda competir en el medio plazo con el resto de tecnologías
de generación, pero con un impacto medioambiental mucho más reducido.
Se ha realizado una constante mención a la evolución de los precios, de los
principales componentes de las instalaciones fotovoltaicas, y su relación con la
evolución de las tarifas a aplicar, ya que el éxito o fracaso final de la generación
eléctrica mediante energía solar fotovoltaica vendrá determinado por su capacidad
para competir en coste con otras fuentes de energía. Se ha hecho especial
mención al mercado del silicio y a la posible evolución del precio de las placas, ya
2
que representan un porcentaje muy elevado del conjunto de la instalación, así
como de la evolución previsible de las tecnologías.
En el caso español, se plantea la posibilidad de que con la evolución de la
industria fotovoltaica española, alrededor del 2015, la tarifa fotovoltaica coincida
con el coste de la electricidad del segmento residencial, o sea se alcance el “Grid
Parity”. También VIII se plantea el objetivo de que los costes en los que ha
incurrido la energía solar fotovoltaica en España desde su inicio, puedan ser
resarcidos a la sociedad en términos económicos, en fechas cercanas también al
2015. Para llegar a este objetivo, se deberá tener en cuenta el incremento de la
demanda eléctrica en España hasta el 2020 y 2030, en términos de energía,
potencia instalada, tecnologías disponibles; la estimación del coste de la energía
eléctrica al segmento residencial, (a lo largo de este periodo), el efecto en la red
de transporte y en la red de distribución del incremento de la demanda; la
necesidad y el coste de incrementar la red de transporte y distribución, el papel de
la generación distribuida y la potencial reducción de costes de los distintos
componentes de la cadena de valor de una instalación fotovoltaica.
La Tesis Doctoral la Integración Económica y Territorial de las Energías
Renovables los Sistemas de Información Geográfica de Francisco Javier
Domínguez Bravo (2002). Esta Tesis Doctoral presenta qué: A raíz de la crisis del
petróleo de los años 70 se empezó a tomar conciencia por parte del conjunto de la
sociedad de la enorme trascendencia que tenía el abastecimiento energético en
los modos de vida. En respuesta a este fenómeno, hubo un movimiento que
consideró que las energías renovables podían ser una alternativa energética que
permitiese alcanzar un mayor grado de independencia de los recursos petrolíferos.
Este papel de las renovables como energías alternativas se ha matizado, y han
tomado fuerza en este discurso los aspectos ambientales y la demanda social,
actuando como impulsores en el desarrollo de una nueva etapa en la integración
de las Energías Renovables.
De esta forma, hoy en día los ciudadanos están tomando conciencia de los
graves problemas derivados del uso insostenible de la energía, y a un modelo de
3
concentración, basado en el petróleo y en los combustibles fósiles como fuentes
de energía baratas y casi inagotables, se le contrapone, cada vez más, un nuevo
modelo energético que parte de las siguientes premisas: la diversificación en las
fuentes, la racionalización, la eficiencia y el ahorro en el consumo y el respeto al
medio ambiente. Estos aspectos, y especialmente el último, han tomado gran
relevancia con los estudios sobre el ozono y el cambio climático global,
plasmándose en los objetivos de reducción de emisiones de CO2 que muchos
países han ido asumiendo tras la Cumbre de la Tierra de Kyoto; y planteando el
problema de la energía como una de las principales claves de la Cumbre Mundial
sobre el Desarrollo Sostenible celebrada recientemente en Johannesburgo. Sin
embargo, y a pesar de ello, como afirmaba recientemente el Premio Nóbel de
Física Carlo Rubia (“El futuro de la energía”, CIEMAT, 23-11-01), tanto el protocolo
de Kyoto como el resto de medidas políticas, se muestran insuficientes a largo
plazo, siendo necesario realizar un importante esfuerzo tecnológico para superar
la situación ambiental y energética actual. Ante esta situación, junto con la
tendencia a la descentralización de los sistemas de generación de energía
eléctrica (diversificación y aprovechamiento de nuevos combustibles fósiles,
utilización de ciclos de alta eficiencia y eliminación de pérdidas energéticas por
transporte), las energías renovables pueden llegar a suponer, a mediados del
presente siglo, el 50% del consumo de energía primaria.
En este sentido, resulta difícil concebir las energías renovables olvidando la
perspectiva ambiental en la que nacen y se desarrollan. Sin embargo, en
ocasiones, esta visión tiende a olvidarse, provocando rechazo social e
incomprensión hacia una actitud que antepone esquemas de desarrollo con un
carácter exclusivamente economicista frente a otros más técnicos y ambientales.
Desde una perspectiva social, las energías renovables tienen y deben tener una
importante posición. En numerosas ocasiones es la demanda social, a través de la
difusión de la tecnología y de la preocupación medioambiental, la que promueve el
desarrollo de estas fuentes. A la par, la acción motora sobre el desarrollo
tecnológico, económico y la mejora del empleo, son importantes acicates para su
desarrollo. Medio ambiente, recursos naturales, desarrollo económico y social...
4
son variables con una fuerte impronta territorial y geográfica. Por ello, la
integración de las energías renovables no sólo debe enfocarse desde un punto de
vista técnico, sino también en la comprensión del sistema energético como un
conjunto con una importante presencia territorial. Por lo tanto, en esta tesis el
concepto de integración de energías renovables, además de la perspectiva de su
integración en el sistema energético y de su colaboración en esta línea a la
producción de energía, debe de contemplarse en su vertiente territorial, ambiental
y social, es decir, las implicaciones y reciprocidades entre estos tres aspectos y el
desarrollo tecnológico, implantación física y difusión social de las energías
renovables.
Las energías renovables, con sus características energéticas, ambientales y
geográficas, deben tener un papel importante en este nuevo modelo energético.
La mayor dispersión geográfica de estos recursos, frente a las fuentes
convencionales, implica que siempre se puede contar con alguna fuente renovable
de carácter autóctono. Lo cual, dota a las energías renovables de un gran valor de
cara a la diversificación y a la complementariedad de las distintas fuentes en el
sistema energético regional, contribuyendo a disminuir la dependencia energética
del exterior. Estas características geoenergéticas, junto a la importancia de su
valor ambiental y su aceptación social, justifican la intervención del Estado para
fomentar su desarrollo y que sean incluidas como una parte de la planificación
energética. La cual deberá basarse en la estimación de los recursos, la evaluación
de la demanda y el desarrollo de planes de integración apropiados, que tengan en
cuenta las tecnologías disponibles y las restricciones económicas, sociales y
ambientales.
Todas estas características tienen una componente geográfica por lo que
los sistemas de información geográfica (SIG) pueden jugar un papel muy
importante en su integración (localización de emplazamientos, planificación
regional, evaluación de impactos, análisis socioeconómicos, análisis multicriterio,
etc.). Por todo ello, esta investigación aborda, desde una perspectiva tecnológica,
ambiental, social y geográfica, el papel que pueden jugar los sistemas de
información geográfica en la integración de las energías renovables, con especial
5
atención a los aspectos relacionados con la producción de descentralizada de
electricidad a partir de estas fuentes.
La Tesis Doctoral Análisis de los Parámetros Técnicos en la Aplicación de
los Sistemas de Información Geográfica a la Integración Regional de las Energías
Renovables en la Producción Descentralizada de Electricidad por Julio Amador
Guerra (2000). Esta Tesis Doctoral plantea que: En la actualidad más de 2.000
millones de personas en el mundo, pertenecientes principalmente a las zonas
rurales de los países en vías de desarrollo, no tienen acceso a la energía eléctrica.
Además, existe un pequeño número de viviendas en países desarrollados sin
conectar a la red eléctrica.
La ejecución de planes de electrificación rural, junto con los procesos de
estandarización de los precios de la energía eléctrica, han permitido acceder a la
población rural de los países desarrollados a la utilización de la energía eléctrica
en condiciones de igualdad a los usuarios urbanos. Estos planes han supuesto
grandes costes con cargo al presupuesto estatal y/o regional de estos países. Los
planes de electrificación rural actuales son escasos ya que los grandes recursos
que requieren no están disponibles para los gobiernos de los países en vías de
desarrollo. Dados el crecimiento demográfico y los recursos financieros
disponibles a escala mundial para la electrificación rural, la población sin acceso a
la energía eléctrica continuará siendo del orden de 2.000 millones de personas en
el horizonte del año 2020.
Las energías renovables son especialmente adecuadas para las
aplicaciones descentralizadas al tratarse de recursos dispersos. Las tecnologías
relativas “necesitan” estas aplicaciones autónomas o aisladas para avanzar
tecnológicamente y abaratar costes como consecuencia del incremento del
mercado. Por otra parte, la consolidación de las energías renovables como una de
las soluciones al problema de la diversificación e independencia energética de
cada comunidad, ha dado lugar a una preocupación de las distintas entidades
implicadas: gobiernos estatales y regionales, instituciones relacionadas con la
energía, empresas y profesionales del sector, por conocer los recursos renovables
para incluirlos en las planificaciones energéticas o en los estudios prospectivos.
6
El “Libro Blanco de las Energías Renovables” de la Comisión Europea, que
establece la estrategia a seguir por los países miembros a corto y medio plazo,
indica que “debe realizarse un esfuerzo para dar a conocer el potencial y ventajas
de estas fuentes de energía para las regiones”. En este documento se establece
una campaña para el despegue de las fuentes de energía renovables, que
considera que una de las partes con más importante papel en su promoción son
los agentes de decisión locales y regionales, así como los centros de energía
regionales.
Por estas razones, se hace necesario que dichos agentes de decisión
dispongan de instrumentos de planificación energética regional, que evalúen las
potencialidades técnicas y económicas de las energías renovables. VIII El realizar
un estudio de integración regional de energías renovables exige la evaluación de
la demanda; la determinación de los recursos renovables y convencionales; la
caracterización técnico-económica de las tecnologías disponibles y, por último, la
estimación del potencial de cada tecnología, para la que es necesario tener en
cuenta las restricciones económicas, sociales y ambientales de la región (el
problema de la energía se encuentra en la actualidad enmarcado en conceptos
como el efecto invernadero, el desarrollo sostenible, entre otros).
Todas estas actividades están basadas en el manejo de una gran cantidad
de información regional, que en su mayoría tiene una vertiente geográfica. Es, por
tanto, imprescindible el uso de “sistemas de información geográfica” (SIG) para
abordar el problema. Estos SIG son verdaderamente “sistemas de soporte de
decisiones” de la planificación energética, suministrando información, a los
agentes de decisión, del potencial regional de las tecnologías disponibles, tanto
renovables como convencionales. Los SIG tienen ventajas de rapidez, volumen de
información, capacidad de análisis, etc.; pero tienen el inconveniente del control de
los resultados. Una fuente de los errores tiene que ver con la entrada y manejo de
los datos, y puede ser minimizada por procedimientos sistemáticos. Otro tipo de
fuente de error es relativo a las variables involucradas, algunas de ellas estimadas
y otras de validez no contrastada. La gran cantidad de datos y capacidad de
7
análisis hace que sea difícil vincular los resultados y las variables de partida y, por
tanto, verificar completamente la validez del SIG. Todas estas cuestiones
provocan un desconocimiento de la fiabilidad de los resultados y de los análisis
que de ellos se derivan.
Para solucionar estos problemas se propone un método que, con el objetivo
de aumentar la fiabilidad en el diseño y aplicación de los SIG para electrificación
rural, se estructura en las siguientes etapas:
1ª ) Análisis socioeconómico de la región que permite establecer un escenario
normalizado de consumo
2ª ) Estudio del estado del arte de las tecnologías renovables para determinar su
factor de capacidad
3ª ) Asignación de valores a los parámetros económicos y energéticos dentro de
escenarios que garanticen la coherencia de los mismos
4ª ) Desarrollo de un sistema de información geográfica que integre los resultados
obtenidos en las etapas anteriores
5ª ) Análisis que permita determinar el grado de sensibilidad espacial de los
parámetros que determinan el coste del kWh de cada tecnología.
Según el Proyecto de Fin de Máster PFM realizado por Manfredo Molina
Rivas, José Ramón Sánchez Rizo y Mario Escobar Cruz esta Tesis de Máster
plantea que: Un componente prioritario en la política social del gobierno de
Nicaragua es el de Agua y Saneamiento ya que “...tiene un alto beneficio social al
complementar las acciones nutricionales y de salud pública. En Nicaragua, los
niños que viven en hogares sin acceso al agua y de saneamiento tienen el doble
de probabilidades de estar mal nutridos que los niños de hogares que tienen
acceso a estos servicios”.
La iniciativa de agua y saneamiento, higiene y salud ambiental es un
esfuerzo compartido comunidad, instituciones, organismos no gubernamentales
nacionales e internacionales identificados en contribuir al mejoramiento de la
calidad de vida de la comunidad a partir del cambio y modificación de los
conocimientos, actitudes prácticas higienicosanitaria de las personas, de
proyectos viables y sostenibles que estén en armonía con el medio ambiente y
8
que logren “disminuir las enfermedades relacionadas con el agua y la falta de
higiene”.
En Nicaragua existe una organización comunitaria diseminada por todo el
país y sobre todo en el campo, denominada Comités de Agua Potable y
Saneamiento (CAPS), que se ha destacado por la contribución que está haciendo
al desarrollo rural, que de manera organizada están impulsando proyectos de
agua potable y saneamiento favoreciendo a Nicaragüenses que no tenían agua
limpia para beber en sus casas. Entre los tipos de proyectos ejecutados en las
comunidades rurales se tienen: pozos excavados a mano (PEM), pozos
perforados (PP), mini acueducto por gravedad (MAG) y mini acueducto por
bombeo eléctrico (MABE).
Sin embargo los CAPS que administran estos proyectos han venido
enfrentando serias dificultades en las reparaciones y mantenimiento de los
motores que utilizan para el bombeo de agua, principalmente en los proyectos mini
acueductos de bombeo eléctrico (MABE), que además de ser muy costosos es
una tecnología que aporta a los efectos de gases de invernadero, ambos
elementos hacen que esta tecnología sea poco viable e insostenible en las
comunidades rurales más pobres.
Las actividades cotidianas de los pobladores de las comunidades rurales
que están relacionadas con el agua que extraen del río y de los pozos que poseen
los pobladores se ven afectadas en cierto periodo por que el río y los pozos se
secan completamente.
La comunidad rural de Los Remedios ubicada al suroeste de la ciudad de
Chichigalpa no está exenta del problema de abastecimiento de agua, porque de
las 33 viviendas de los pobladores de la comunidad, 26 posean pozo, sin
embargo 25 de ellas sus pozos secan completamente en el transcurso de los
meses de abril a junio, sufriendo el problema de desabastecimiento de agua el
96.96% (32) de las viviendas, esta situación se agrava cuando hay problemas de
sequía.
Tal situación evidencia la falta de un sistema de distribución de agua
adecuado que permita contribuir a la solución del problema de falta de
9
abastecimiento de agua principalmente en los meses señalados en el párrafo
anterior.
Esta situación exige la búsqueda de alternativas viable que pueda resolver
el problema de abastecimiento de agua en este período haciendo uso de energías
limpias, siendo esta una alternativa para el desarrollo y sostenibilidad de familias
campesinas.
Para contribuir a dar solución al problema de abastecimiento, este trabajo
propone el Diseño de un sistema de abastecimiento de agua por bombeo solar en
la comunidad de Los Remedios del municipio de Chichigalpa.
Se propone el aprovechamiento de la energía limpia, tal como: Energía
Solar Fotovoltaica para garantizar el abastecimiento de agua para el consumo
humano y complementariamente la utilización de la misma para la seguridad
alimentaria de los pobladores del lugar que cultivan algunos rubros agrícolas para
la alimentación.
Para poder lograr el dimensionado del sistema fotovoltaico se analizará la
generación de energía solar, así como las condiciones de la fuente de agua, el tipo
de bomba que puede utilizarse y la regularidad de abastecimiento de agua a las
familias que habitan en la comunidad. También se pretende hacer una
comparación técnica, social, económica y ambiental entre el sistema MABE y el
Sistema solar que permita apreciar las ventajas y desventajas de cada sistema.
El proyecto consiste en Instalar un Generador Solar Fotovoltaico capaz de
mover una bomba sumergible colocada en el interior de un pozo ubicado en el
centro de la comunidad a orillas del río, el agua será impulsada y conducida por
una tubería de PVC hasta un tanque de almacenamiento ubicado en el área de la
casa a orillas del pozo, el agua proporcionada será distribuida por gravedad hasta
un sistema de tubos distribuidos por toda la comunidad.
Una limitante a considerar en la etapa de ejecución del proyecto será la
cultura de derroche o falta de ahorro de agua que puedan tener los pobladores de
la comunidad. Otra limitante será la capacidad organizativa de la comunidad para
enfrentar este problema. Considerando estas restricciones se proponen en este
documento algunas acciones en caminadas a solucionar esta situación.
10
Objetivos:
Formular un Modelo de gestión de eficiencia energética basado en los potenciales
de recursos energéticos renovables locales para la toma de decisiones de las
autoridades municipales de Nicaragua.
Demostrar mediante la observación y experimentación práctica el enfoque
sistémico en la gestión de la vida del ser humano como recurso energético.
Usar métodos epistemológicos originales y derivados en la actividad de creación
mental de la tesis como aporte al conocimiento de la ciencia.
Justificación:
“El desarrollo económico social y la energía están intrínsecamente
imbricados; el uno no puede ser tratado a espaldas del otro y esto es reconocido
desde el 2005 por el PNUD en el documento La energía para el logro de los
Objetivos de Desarrollo del Milenio. Una guía sobre el papel de la energía en la
reducción de la pobreza [Programa…, 2005]. En este instrumento se explica la
fuerza determinante que tiene el desarrollo energético para el cumplimiento de los
ocho Objetivos de Desarrollo del Milenio.
Sin embargo, el modelo de desarrollo económico social genera un contexto
político y regulatorio determinante para el modelo de desarrollo energético,
estableciendo así una relación de subordinación donde el segundo se organiza en
función de las necesidades y los conceptos del primero. Actualmente, en
Nicaragua se pretende lograr el cambio de la matriz energética de energía
generada con combustibles fósiles a energía generada con recursos renovables
hacia el año 2017 y en muchos otros países se están llevando a cabo, bajo el
liderazgo de sus gobiernos, procesos de transformación de los modelos
energéticos desde el punto de vista filosófico y tecnológico, debido a imperativos
11
político-ideológicos (dependencia energética) y científico-culturales (conciencia de
la crisis medioambiental), y en menor medida a imperativos técnico-económicos,
pues las tecnologías sustitutas de los nuevos modelos energéticos son en su
mayoría bastante ineficientes y están aún por desarrollarse.
Esta relación descrita permite comprender por qué, si aspiramos a un
modelo de desarrollo sustentable, se debe definir el desarrollo energético como un
proceso de relaciones complejas, multidimensionales y contextualizadas. Para
REDENERG (Red Nacional de Gestión del Conocimiento en Energía) se define un
problema energético como «aquellos asuntos dados en la actividad de energía, de
los que se espera una solución; ya sean estos problemas esencialmente
tecnológicos, de dispersión de la información de energía, de recursos humanos
con insuficientes conocimientos y habilidades para la gestión de proyectos de
energía, o de otra índole» [González, Arencibia y Viant, 2006]”
12
CAPITULO II: Marco de Referencia o Teoría General.
El conocimiento de la energía como motor esencial para el desarrollo socio
económico sostenible en países como Nicaragua con gran potencial de recursos
energéticos renovables como geotérmicos, hidroeléctricos, mareomotriz, eólicos y
solar. Despierta el interés para formular un Modelo de gestión de eficiencia
energética basado en los potenciales de recursos energéticos renovables locales
para la toma de decisiones de las autoridades municipales del país. Los
nicaragüenses que habitan en una determinada localidad o municipio deben darse
cuenta de los recursos energéticos renovables que tienen a su disposición bajo un
diseño de sistemas de aprovechamiento de las energías limpias o renovables
locales como el que se propone a continuación dentro una línea de investigación
compuesta por una trilogía de ciencias como la Biotecnología, la Bioeconomía y la
Bioecología.
Línea de investigación. Biotecnología. Bioeconomía y Bioecología
Tema. Modelo de gestión de eficiencia energética basado en los potenciales
de recursos energéticos renovables locales para la toma de decisiones de
las autoridades municipales nicaragüenses.
I. INTRODUCCIÓN
Un componente prioritario en la política social del gobierno de Nicaragua es
el de Agua y Saneamiento ya que “...tiene un alto beneficio social al complementar
las acciones nutricionales y de salud pública. En Nicaragua, los niños que viven en
hogares sin acceso al agua y de saneamiento tienen el doble de probabilidades de
estar mal nutridos que los niños de hogares que tienen acceso a estos servicios”.
La iniciativa de agua y saneamiento, higiene y salud ambiental es un
esfuerzo compartido comunidad, instituciones, organismos no gubernamentales
nacionales e internacionales identificados en contribuir al mejoramiento de la
13
calidad de vida de la comunidad a partir del cambio y modificación de los
conocimientos, actitudes prácticas higiénico sanitaria de las personas, de
proyectos viables y sostenibles que estén en armonía con el medio ambiente y
que logren “disminuir las enfermedades relacionadas con el agua y la falta de
higiene”.
En Nicaragua existe una organización comunitaria diseminada por todo el
país y sobre todo en el campo, denominada Comités de Agua Potable y
Saneamiento (CAPS), que se ha destacado por la contribución que está haciendo
al desarrollo rural, que de manera organizada están impulsando proyectos de
agua potable y saneamiento favoreciendo a Nicaragüenses que no tenían agua
limpia para beber en sus casas. Entre los tipos de proyectos ejecutados en las
comunidades rurales se tienen: pozos excavados a mano (PEM), pozos
perforados (PP), mini acueducto por gravedad (MAG) y mini acueducto por
bombeo eléctrico (MABE).
Sin embargo los CAPS que administran estos proyectos han venido
enfrentando serias dificultades en las reparaciones y mantenimiento de los
motores que utilizan para el bombeo de agua, principalmente en los proyectos mini
acueductos de bombeo eléctrico (MABE), que además de ser muy costosos es
una tecnología que aporta a los efectos de gases de invernadero, ambos
elementos hacen que esta tecnología sea poco viable e insostenible en las
comunidades rurales más pobres.
Las actividades cotidianas de los pobladores de las comunidades rurales
que están relacionadas con el agua que extraen del río y de los pozos que poseen
los pobladores se ven afectadas en cierto periodo por que el río y los pozos se
secan completamente.
La comunidad rural de Los Remedios ubicada al suroeste de la ciudad de
Chichigalpa no está exenta del problema de abastecimiento de agua, porque de
las 33 viviendas de los pobladores de la comunidad, 26 posean pozo, sin embargo
25 de ellas sus pozos secan completamente en el transcurso de los meses de abril
a junio, sufriendo el problema de desabastecimiento de agua el 96.96% (32) de las
viviendas, esta situación se agrava cuando hay problemas de sequía.
14
Tal situación evidencia la falta de un sistema de distribución de agua
adecuado que permita contribuir a la solución del problema de falta de
abastecimiento de agua principalmente en los meses señalados en el párrafo
anterior.
Esta situación exige la búsqueda de alternativas viable que pueda resolver
el problema de abastecimiento de agua en este período haciendo uso de energías
limpias, siendo esta una alternativa para el desarrollo y sostenibilidad de familias
campesinas.
Para contribuir a dar solución al problema de abastecimiento, este trabajo
propone el Diseño de un sistema de abastecimiento de agua por bombeo solar en
la comunidad de Los Remedios del municipio de Chichigalpa.
Se propone el aprovechamiento de la energía limpia, tal como: Energía
Solar Fotovoltaica para garantizar el abastecimiento de agua para el consumo
humano y complementariamente la utilización de la misma para la seguridad
alimentaria de los pobladores del lugar que cultivan algunos rubros agrícolas para
la alimentación.
Para poder lograr el dimensionado del sistema fotovoltaico se analizará la
generación de energía solar, así como las condiciones de la fuente de agua, el tipo
de bomba que puede utilizarse y la regularidad de abastecimiento de agua a las
familias que habitan.
15
II. OBJETIVOS
2.1 Objetivo General:
Dimensionar el sistema de bombeo de agua con energía solar fotovoltaica para el
abastecimiento de agua en la comunidad de Los Remedios del municipio de
Chichigalpa.
2.2 Objetivo Específicos:
Elaborar un diagnóstico socioeconómico y ambiental a través de una encuesta
que permita la caracterización de los habitantes de la comunidad Los
Remedios del municipio de Chichigalpa.
Determinar la potencia fotovoltaica en base a la disponibilidad de energía solar
anual de la latitud geográfica de la comunidad Los Remedios del municipio de
Chichigalpa.
Calcular las características de bombeo en términos de distancia, volumen
profundidad de la extracción y altura de descarga del agua del acuífero en la
comunidad de Los Remedios.
Seleccionar el tipo de bomba y la regularidad de abastecimiento de agua para
el consumo humano ha utilizarse en el sistema de energía fotovoltaica.,
mediante la comparación entre distintos tipos de bombas.
2.3 Resultados Esperados:
1. Abastecimiento continúo de agua en las viviendas de la comunidad.
2. Abastecimiento de agua, dirigido a la seguridad alimentaria en la comunidad.
3. Mejor seguridad en el manejo bacteriológico del agua.
4. Mejoramiento de la salud e higiene.
5. Promoción de energía limpia.
6. Caracterización de la comunidad.
16
III. Descripción de la tecnología
3.1 EL Sol como fuente de energía inagotable.
La fuente de energía inagotable que ha permitido la existencia de la vida en
este planeta es el Sol. Con un diámetro aproximado de 1.400.000 km (109 veces
el de la Tierra) y una masa de 1,99 · 1030 kg (332.000 veces la de la Tierra), es un
inmenso horno de fusión termonuclear que transforma, cada segundo,
600.000.000 de toneladas de hidrógeno molecular en 596.000.000 de toneladas
de helio para proporcionar 4.000.000 de toneladas equivalentes de energía (unos
3,7·1023 kW). Así, aunque cada día pierde 345.000.000.000 de toneladas de
gases, el Sol sólo ha perdido un 0,03 % de su masa original y le resta todavía una
vida calculada teórica que puede ir de los cinco a los siete mil millones de años.
El núcleo del Sol es un horno de fusión a una temperatura media que, se cree,
puede estar entre los 10 y los 40 millones de grados Kelvin. Poco se conoce
del proceso de fusión que permite la reacción en cadena, tan sólo que ocurre
en un volumen de menos del 2 % del total del Sol, aunque contiene el 40 % de
su masa. La energía creada en el núcleo irradia hacia afuera, a una distancia
del centro de un 70 % del radio del Sol, y es conducida a la superficie mediante
procesos convectivos que ocurren a lo largo del 30 % restante del radio solar,
eso es unos 200.000 km.
La fotosfera es la parte exterior de la zona convectiva del Sol y forma su disco
visible, lejos del horno de fusión, a unos 6.000 K. Es la fuente directa de
emisión del Sol que nosotros podemos observar y que nos lo hace considerar
un cuerpo negro emitiendo a 5.777 K, aunque su espectro no sea del todo
continuo.
Más allá, la cromosfera es la capa de gases enrarecidos que se extiende unos
10.000 km en el espacio y donde se originan las prominencias solares o arcos
de H2.
La parte más alejada es la corona, tan sólo visible en eclipses totales de Sol,
compuesta básicamente de gases altamente ionizados y con una extensión de
17
millones de kilómetros en el espacio. Tanto cromosfera como corona tienen
una temperatura media de un millón de grados Kelvin y contribuyen muy poco
a la emisión radiante solar global.
3.2 Radiación solar extraterrestre
La Tierra se mueve en torno al Sol limitando el plano eclíptico. Y lo hace a
una distancia media de 149,5·106 km, distancia que recibe el nombre de unidad
astronómica (UA). Su órbita es ligeramente elíptica (variación de un 1,7 %),
aunque deja al Sol situado en uno de sus focos y hace que esta distancia varíe
desde las 1,017 UA (máximo llamado afelio) hasta las 0,983 UA (mínimo llamado
perihelio) a lo largo del año. La Tierra tiene otros movimientos de períodos mucho
más largos. El eje de rotación terrestre rota, a la vez, describiendo un círculo como
lo haría una peonza cuando está a punto de detenerse.
A la vez también varía su ángulo de declinación con un período de 41.000
años. Y por último, la excentricidad de la órbita también varía, como si la órbita
fuera elástica, con un período de 100.000 años De los 3,7·1023 kW de energía
generados por el astro rey, tan sólo 1,73·1014 kW son interceptados por la Tierra
de forma efectiva y según la siguiente distribución:
30 % (0,52·1014 kW) como energía solar reflejada por la atmósfera terrestre
hacia el espacio exterior.
47 % (0,80·1014 kW) como energía solar que calienta la atmósfera.
23 % (0,40·1014 kW) como energía solar que evapora el agua de los océanos.
Una pequeña fracción que se utiliza para generar perturbaciones atmosféricas
como el viento (0,0037·1014 kW) o bien la fotosíntesis (0,0004·1014 kW).
La fracción del 47 % de la energía solar incidente que finalmente llega a la
Tierra se subdivide, a la vez, en un 31 % de radiación que lo hace directamente y
otro 16 % de radiación que lo hace de forma indirecta, después de ser difundida
por el polvo, el vapor de agua y las moléculas de aire. El 53 % de la energía
restante no llega a la superficie de la Tierra, pues un 2 % es absorbido por la
estratosfera (principalmente por el ozono), el 15 % por la troposfera, (agua, ozono
18
y nubes) y por otra parte, un 23 % es reflejado por las nubes, un 7 % es reflejado
por el suelo y el 6 % restante corresponde a la energía difundida por la atmósfera
que se dirige hacia el cielo. A pesar de esta disminución tan sustancial, incluso
esta pequeña fracción de energía (0,000000001 % del total emitido) equivale a
unas 1.100 veces el total del consumo energético de la población de la Tierra.
La radiación solar total (a lo largo de todas las longitudes de onda) que llega a
una unidad de superficie expuesta perpendicularmente a los rayos del Sol, fuera
de la atmósfera, y a la distancia media Tierra-Sol (una UA) es una constante y
recibe el nombre de constante solar extraterrestre o simplemente constante solar.
Se aceptan diferentes valores fruto de los diferentes métodos experimentales
utilizados para su medida. Hasta hace unos años, se aceptaba como valor
estándar el propuesto por la NASA de 1.353 W/m2. Más recientemente, las últimas
medidas han llevado a un valor ligeramente más elevado, y que nosotros
utilizaremos como valor estándar: ICS=1.367W/m2 con una desviación estándar de
1,6 W/m2 y una desviación máxima de ± 7 W/m2. De todas formas, la radiación
extraterrestre Ie que llega a la Tierra variará a lo largo del año debido a la
variación de la pequeña excentricidad de su órbita y otros factores como manchas
solares, arcos de hidrógenos y otros.
El espectro de la radiación solar extraterrestre (la radiación que recibiríamos en
ausencia de atmósfera) desde los 0,2 hasta los 2,6 μm y considerando el Sol
como un cuerpo negro emitiendo en 5.777 K aproximada, al mismo tiempo que
una curva indica la fracción del total de la energía emitida justo por debajo de la
longitud de onda específica.
Para aplicaciones de la energía solar en la superficie terrestre es esencial que
tengamos en cuenta la interacción de la radiación con la atmósfera terrestre. Los
dos principales mecanismos de interacción son la absorción y la dispersión.
19
3.3 La atmósfera terrestre
En aplicaciones solares terrestres es esencial tener en cuenta la interacción
existente entre la energía solar y la atmósfera terrestre. Los dos mecanismos de
interacción principales son el de la absorción y el de la dispersión.
El resultado de la interacción de estos dos mecanismos es, por una parte el
de reducir la radiación que llega a la superficie terrestre desde el Sol y, por otra,
añadir un componente de energía solar difusa., en cuanto a la superficie terrestre,
la suma de toda la energía solar incidente en todas direcciones recibe el nombre
de insolación global. La porción que llega directamente del Sol sin cambios en su
dirección (sin dispersión) se llama radiación o insolación directa, normalmente
siendo del orden del 90 % de la radiación global incidente en un día
extremadamente claro y del orden del 0 % en un día nublado. La insolación o
radiación difusa (o no directa) desde todas las direcciones excepto directamente
del Sol, cuenta para el resto de la insolación global.
El análisis detallado de la interacción de la energía radiante con un medio
parcialmente absorbente y dispersante como la atmósfera (considerada como
medio participante) se considera uno de los más complejos análisis de la ciencia
física. En teoría, los procesos son bien entendidos. La complejidad, especialmente
en el caso de la atmósfera, proviene de las numerosas interacciones existentes,
de la dependencia de la longitud de onda de las interacciones, de la falta de
propiedades físicas detalladas y de la falta de conocimiento de la composición
atmosférica local en cualquier momento y localización.
Tan pronto como el rayo de luz solar penetra la atmósfera, empieza un
proceso de dispersión y absorción por efecto de las moléculas de aire, de agua, de
partículas sólidas en suspensión, etc., que hace que la intensidad espectral del
rayo incidente se vea disminuido en función de la longitud de onda.
20
3.4 Dispersión
La dispersión de la radiación viene dada esencialmente por las moléculas
de aire, agua (en estado de vapor o en gotas) y polvo, existentes en la atmósfera.
El nivel de dispersión es función del número y medida de las partículas en relación
con λ, la longitud de onda de la radiación.
Las moléculas de aire son muy pequeñas en relación con la longitud de
onda y la dispersión. Esto se corresponde con la teoría de Rayleigh, que afirma
que la transmisividad de la atmósfera varía en función de λ-4, Así, la dispersión de
Rayleigh es importante tan sólo para longitudes de onda pequeñas (resultado de
la interacción con partículas de medida muy inferior a la longitud de onda de la
radiación incidente, esto es, partículas de menos de 0,1 μm) y para λ>0,6. Este
efecto de dispersión molecular, que viene indicado por una disminución de la
insolación terrestre con el incremento de la masa óptica relativa en un día claro.
En el espectro visible, las longitudes de onda cortas (correspondientes al
color azul) se dispersan con mucha más fuerza, dando al cielo su color
característico. Más allá, en momentos próximos a la puesta de sol, cuando la
masa de aire entre el Sol y el observador aumenta, las longitudes de onda corta
(azul) quedan tan dispersadas que la única radiación que llega es la de longitud de
onda larga, dando al cielo su color dorado y rojizo cerca del momento del ocaso.
3.5 Absorción
La absorción de la radiación en la atmósfera en el espectro de energía solar
se debe especialmente al ozono en el rango del ultravioleta, y al vapor de agua y
el dióxido de carbono en el rango del infrarrojo.
La absorción de radiación por parte del ozono (en la parte alta de la
atmósfera o ionosfera) es casi completa para radiaciones con λ < 0,29 μm,
mientras que va decreciendo hasta llegar a ser nula más allá de los 0,35 μm. Para
longitudes de onda más allá de 0,4 μm, los principales absorbedores de energía
son las moléculas de H2O y CO2, que exhiben diferentes bandas de absorción
21
centradas en1,0, 1,4 y 1,8 μm, sobre todo para el agua. Más allá de 2,5 μm, la
transmisividad de la atmósfera baja mucho debido a esta absorción y queda en tan
sólo un 2,5 % del espectro solar total.
3.6 Relaciones Tierra-Sol
El segundo efecto que modifica y reduce el valor de la radiación solar
extraterrestre es el de la relación espacial y temporal existente entre el Sol y la
localización terrestre particular en la que nos encontramos, ya que cualquier
pérdida de perpendicularidad de los rayos del Sol sobre la superficie terrestre, por
pequeña que ésta sea, implicará una disminución de la energía aprovechable.
La primera variable que modifica la relación entre el Sol y la Tierra es la
declinación, definida como la posición angular del Sol en el cielo en el mediodía
solar (es decir, cuando el Sol se encuentra sobre el meridiano local) respecto al
plano del ecuador. A medida que la Tierra gira en torno al Sol con una velocidad
aproximada de 108.000 km/h (traslación), gira, a la vez, en torno a un eje
imaginario que apunta hacia la estrella Polar (rotación). El eje normal queda
inclinado 23º27'8,2'' (aproximadamente23,45º) respecto al plano orbital, en
consecuencia, el ángulo entre el ecuador terrestre y el plano orbital marcado por la
línea Sol-Tierra varía a lo largo del año entre ± 23,45º. Este ángulo es el que
recibe el nombre de declinación (δ) y viene dado por la ecuación de Cooper
(1969):
[(
)]
Así como la declinación nos permite situar la posición del Sol en el cielo por
el mediodía solar a lo largo de un año, también podemos situar el Sol en el cielo
en un momento determinado del día. La posición relativa del Sol en el firmamento
respecto a un punto en la superficie terrestre se puede definir esencialmente por
dos ángulos:
la altitud solar (αs), entendida como el ángulo formado por la línea que pasa
por el punto y el Sol, yla línea que pasa por el punto y es tangente a la
superficie terrestre,
22
y el acimut solar (γs), entendido como el ángulo formado por la línea que pasa
por el punto y es tangente a la superficie terrestre, y la línea coincidente con el
meridiano local, en dirección norte-sur terrestre. Es positivo medido hacia el
este y negativo medido hacia el oeste en ambos hemisferios.
El complementario de αs se llama cenit solar, se representa por ξs y se define
como el ángulo existente entre la vertical y la línea que pasa por el punto y el Sol.
Los valores de la altitud, el cenit y el acimut solares para un determinado día
del año, pero en dos localizaciones terrestres diferentes, serán a su vez,
diferentes. Esto se debe a que la posición del Sol en el cielo es relativa para el
observador terrestre y su localización.
3.7 Ángulos solares relativos a superficies inclinadas
Probablemente el cálculo más importante en el estudio del
aprovechamiento de la radiación solar es el de la determinación del ángulo de
incidencia del rayo solar sobre una superficie orientada de forma arbitraria, como
por ejemplo los paneles fotovoltaicos.
La posición del Sol queda establecida por la altitud solar (αs) y el acimut
solar (γs). La orientación de la superficie irradiada (o captador, para nosotros)
quedará también definida por su acimut (γc), medido desde el meridiano local
hacia el ecuador (positivo hacia el este y negativo hacia el oeste, tanto para el
hemisferio sur como para el norte) y, además, por su inclinación β, medida con
respecto al plano horizontal.
3.8 Orientación de superficies inclinadas
Para vencer los efectos que la declinación tiene sobre el ángulo de
incidencia de la radiación solar y conseguir interceptar esta radiación lo más
perpendicularmente posible, es necesario que las superficies captadoras estén
inclinadas un cierto ángulo respecto a la horizontal del suelo y, a la vez, orientadas
23
lo más meridionalmente posible (es decir, lo más paralelamente posible al
meridiano norte-sur de referencia). En la práctica, la inclinación del captador β se
considera constante a lo largo del año y se toman como valores usuales los
siguientes:
Verano → β=(latitud geográfica -10 o -15º)
Invierno → β=(latitud geográfica +10 o +15º)
Anual → ajustamos a los valores invernales
3.9 Medida de la radiación solar terrestre
Cuando la radiación solar extraterrestre penetra la atmósfera, hemos visto
cómo toda una serie de fenómenos asociados a la dispersión y la absorción
afectan a la cantidad de energía que llega finalmente a una superficie terrestre
cualquiera. La medida de esta radiación final, directa, difusa y reflejada, que nos
tiene que servir, en última instancia, para dimensionar los sistemas de captación,
se realiza mediante diferentes tipos de aparatos que van desde la absoluta
sofisticación de los basados en principios calorimétricos hasta la simplicidad de la
utilización del principio de lente de aumento para quemar un papel.
3.10 Media de radiación solar terrestre sobre una superficie inclinada
Al diseñar una instalación solar debemos ser capaces de responder a la
siguiente pregunta: ¿qué cantidad de energía llega a nuestro captador, ventana o
tragaluz, por término medio, cada hora, cada día, cada mes o cada año? Una vez
conozcamos este dato ya podremos determinar las características de nuestro
sistema térmico, eléctrico o bioclimático, y diseñar el equipo adecuado para
aprovechar esta energía.
Para encontrar este dato, hay que aplicar algún tipo de modelo de cielo que
sea fácil de aplicar, útil y a la vez suficientemente preciso. En nuestro contexto,
estos modelos celestes son esencialmente representaciones matemáticas de la
24
radiación total y, muy especialmente, de la radiación difusa, considerada isótropa
(uniforme para todo el cielo) para algunos modelos o anisótropa para otros.
Cuando a este valor le añadimos la radiación reflejada y la radiación directa,
podemos calcular la radiación total que llega a una superficie inclinada cualquiera
a partir de las medidas obtenidas en superficie horizontal.
3.11 Determinación de sombras
Uno de los aspectos más importantes a tener en cuenta a la hora de
aprovechar la energía del Sol es el efecto de las sombras en la localización
geográfica escogida. Hay que asegurarse de que el elemento captador no quede
sombreado por las construcciones ni accidentes geográficos que lo rodean en
ningún momento del año y muy especialmente durante el invierno, que es el
momento del año en que más se puede necesitar la energía solar y más bajo está
el Sol en relación con el horizonte. Se acepta que en el día más desfavorable del
período de utilización, la superficie captadora tenga como mucho el 5 % de la
misma en la sombra, siendo casi del todo inoperante si la sombra cubre un 20 %
de la misma.
La determinación de sombras proyectadas sobre superficies captadoras por
parte de obstáculos próximos, se puede resumir, en la práctica, en la observación
del entorno desde el punto medio de la arista inferior del captador tomando como
referencia el meridiano norte–sur. Haciendo un barrido angular de 180º, de este a
oeste, no se deben encontrar obstáculos delante de la superficie, con una altura
angular superior a 15º en zonas geográficas de latitud próxima a los 40º o 25º en
latitudes próximas a los 30º.
3.12 Tiempo solar
Al hablar de las relaciones geométricas existentes entre el Sol y la Tierra,
además de la altitud, el cenit y el acimut solares, introducimos el concepto de
ángulo horario ω para fijar el momento del día en que queremos conocer la
25
posición del Sol. Definido como el desplazamiento del Sol este u oeste del
meridiano local debido a la rotación de la Tierra sobre su eje a 15º por hora (360º /
24 horas = 15º / h), damos a este ángulo un valor de 0 en el momento del
mediodía solar local.
De esta manera, el día solar en cualquier punto del planeta se define por el
tiempo transcurrido entre dos mediodías solares sucesivos. En este sentido, es
necesario convertir el tiempo estándar de reloj en tiempo solar aplicando
esencialmente tres correcciones.
1. La primera corrección hace referencia a la variación del valor de la longitud
entre la localización donde se sitúa el observador y el meridiano de referencia
respecto al que se ha fijado el tiempo estándar local.
2. La segunda corrección es función de la variación horaria de invierno y de
verano. El tiempo se adelanta o se retrasa una hora en función de la época del
año en que nos encontramos.
3. La tercera corrección es función del régimen de rotación de la Tierra a medida
que se mueve en torno al Sol. Para compensar la excentricidad de la órbita
terrestre, el régimen de rotación de la Tierra varía y la duración de un día solar no
es constante. De hecho, puede aumentar o disminuir en 30 segundos de un día a
otro. El efecto acumulativo de este fenómeno es una variación en la escala de
tiempo de hasta 16 minutos y 24 segundos (máximo para el 4 de noviembre, n =
309) y de hasta -14 minutos y 22 segundos (mínimo, negativo, para el 11 de
febrero, n = 41) respecto al tiempo medio.
3.13 Absorción de la luz y efecto fotovoltaico
Una célula fotovoltaica convencional de silicio se fabrica a partir de una
barra cristalina de silicio dopado con boro, cortado en discos de un espesor de 0,3
mm. Una de sus caras se coloca en una atmósfera gaseosa, a alta temperatura,
rica en fósforo con lo que, mediante procesos de difusión, se consigue una
elevada concentración de fósforo en dicho extremo (en un espesor entre 0,3 y 1
μm, aproximadamente), superior a la concentración inicial de boro.
26
Con ello, se constituye una unión p-n, base de la célula solar fotovoltaica.
Seguidamente, se deposita una rejilla conductora metálica sobre esta cara, y una
capa metálica conductora sobre la capa opuesta, a fin de que actúen de
electrodos colectores de las cargas eléctricas generadas y para establecer las
conexiones eléctricas entre células.
Cuando un flujo de fotones incide sobre la célula construida a partir de la
unión entre semiconductores tipo p y tipo n, parte de ellos son absorbidos en el
material. Los fotones que poseen una energía mayor al salto energético entre la
banda de conducción y la de valencia pueden ser absorbidos y forzar el salto de
un electrón entre estas dos bandas. Como este salto deja un hueco en la banda
de valencia, se dice que la absorción de un fotón genera un par electrón – hueco.
Si esta generación tiene lugar a una distancia de la unión inferior a la
denominada longitud de difusión existe una alta probabilidad de que estos
portadores de carga eléctrica (el electrón y el hueco) sean separados por el
elevado campo eléctrico existente en la unión p-n, produciéndose la separación de
ambas cargas: el electrón se desplaza hacia la zona n y el hueco hacia la zona p,
creándose, con ello, una corriente de electrones desde la zona n a la zona p. Si se
conectan ambas regiones mediante un circuito eléctrico exterior, se establece una
corriente eléctrica a través de éste.
En esto consiste, precisamente, el efecto fotovoltaico: es la conversión
directa, según el mecanismo que se acaba de explicar, de radiación
electromagnética en corriente eléctrica, mediante un dispositivo llamado célula
fotovoltaica.
El salto energético entre bandas limita la porción de radiación que puede
ser absorbida en un semiconductor. Una célula de silicio puede aprovechar
alrededor de un 65% de la radiación solar recibida. En el caso de células
construidas a partir de otros semiconductores, con distinta anchura energética de
la banda prohibida, la energía mínima de los fotones de la luz incidente para
producir pares electrón-hueco es distinta, así como la fracción de la energía
incidente que puede aprovecharse.
27
Inmediatamente después de su creación, el electrón y el hueco pueden
recombinarse y decaer a sus estados iniciales y no pudiendo ser aprovechados
para generar corriente eléctrica. Existe una elevada probabilidad de que esto
suceda si la longitud de difusión es muy corta, en cuyo caso, en un corto recorrido,
se producirá la recombinación del electrón y el hueco, de forma que la energía
luminosa que, en un principio fue absorbida para crear el par, se recupera en
forma de calor, hecho no deseable en las células fotovoltaicas, pues es éste uno
de los mecanismos más importantes de pérdidas en las células solares.
Por este motivo, los pares de portadores creados en las zonas más
alejadas de la unión p-n, tendrán pocas posibilidades de alcanzar la unión y
contribuir a la generación de corriente eléctrica, a menos que la longitud de
difusión sea lo suficientemente grande, para lo cuál, se precisa que el cristal del
semiconductor (típicamente Si) sea estructural y químicamente muy puro, esto es,
monocristal y con bajísima concentración de impurezas distintas de las impurezas
donadoras y aceptoras.
El efecto fotovoltaico se produce de forma prácticamente instantánea (˜10-9
s), de forma que las células fotovoltaicas generan electricidad inmediatamente
después de ser iluminadas. La separación del par electrón-hueco generado por un
fotón –y, por tanto, la producción de energía eléctrica- sólo puede tener lugar si la
energía electrostática de las cargas después de su separación no excede la
energía del par en el semiconductor, igual al salto energético de la banda
prohibida (gap), Eg.
Esto fija un valor máximo para la tensión de forma que: Eg= qE.V siendo V
la tensión entre los terminales de la célula solar (V), y qE la carga eléctrica del
electrón (eV). En otras palabras, la tensión máxima de una célula solar, expresada
en voltios, V, es numéricamente igual al salto energético del ancho de la banda
prohibida del semiconductor, expresada en electronvoltios, eV, pues V = Eg / qE .
En la práctica, la tensión en los terminales de una célula solar es bastante
menor a la teóricamente obtenible mediante la expresión anterior, si bien ambas
están directamente relacionadas, de modo que, a mayor ancho de banda de un
semiconductor, mayor es la tensión real que se obtendrá entre sus terminales.
28
Muchos semiconductores son buenos absorbentes de luz y captan todos los
fotones con energía por encima del salto entre bandas en una capa de unas pocas
micras. Son los llamados semiconductores de salto de banda directo o gap directo.
El silicio cristalino, entre otros, sigue un proceso de absorción más
complejo. En éste un cuanto de las vibraciones de la red debe participar en la
conversión de un fotón en un par electrón – hueco para conservar el momento.
Esto disminuye notablemente la capacidad de absorción y son necesarios varios
cientos de micras de grosor para alcanzar absorciones elevadas. Estos
semiconductores son llamados de salto de banda indirecto o gap indirecto
3.14 Características eléctricas de las células fotovoltaicas
En la célula solar típica la corriente generada en el semiconductor es
extraída por los contactos en las caras anterior y posterior. La estructura del
contacto en la cara frontal está hecha con unos dedos metálicos delgados,
ampliamente espaciados, para permitir el paso de la radiación solar entre ellos. La
célula es cubierta con una fina capa de material dieléctrico antirreflectante para
minimizar las pérdidas por reflexión en la cara superior.
Si conectamos la cara anterior y posterior de una célula fotovoltaica
iluminada a un circuito exterior conseguiremos hacer circular por éste una
intensidad I (A).
La estructura de una célula solar fotovoltaica es la misma que la de uno de
los dispositivos electrónicos de estado sólido más utilizados, a saber, el diodo. En
ausencia de iluminación, la intensidad eléctrica que circula a través de una célula,
I, coincide con la de un diodo, ID, y es debida a la recombinación inducida dentro
29
del dispositivo por efecto de la tensión V, viniendo expresada, en función de la
tensión, V, y de la temperatura, T (K), según la ecuación de Boltzman:
Circuito equivalente de una célula solar fotovoltaica
3.15 Parámetros de funcionamiento
Los parámetros eléctricos que definen el funcionamiento de la célula solar,
son:
Intensidad de cortocircuito, Isc,cel. Es la intensidad de la corriente eléctrica
que se obtiene de la célula cuando, en ausencia de cargas externas y tras haber
sido cortocircuitada en sus terminales, la tensión entre bornes es nula. Constituye
la máxima corriente que puede obtenerse. Su valor típico es de decenas de
miliamperio (˜10-40 mA) por centímetro cuadrado de célula.
Tensión en circuito abierto, VOC, cel. Es la tensión para la que los procesos
de recombinación igualan a los de generación y por lo tanto, la corriente extraída
de la célula es nula.
Constituye la máxima tensión que puede obtenerse de la célula, cuando no
hay conectado ningún consumo y la intensidad que circula es nula. En dispositivos
de silicio de tipo medio se sitúa entorno a0,6 V mientras que en las de GaAs,
alrededor de 1 V.
Potencia máxima o Potencia Pico, Pcel. La potencia que se extrae de la
célula viene dada por el producto de corriente y tensión, I⋅V. Se observa que tanto
en cortocircuito como en circuito abierto la potencia generada es nula.
30
3.16 Efectos de la irradiancia y la temperatura
En la vida cotidiana las células solares no operan bajo las condiciones de
certificación estándar. Los dos parámetros de mayor influencia sobre la curva I-V
de una célula fotovoltaica serán la irradiancia y la temperatura.
Dado que la corriente de cargas generadas a partir de la radiación luminosa
es proporcional al flujo de fotones con energía superior a la anchura de la banda
prohibida (gap), la intensidad de cortocircuito de una célula solar es directamente
proporcional a la intensidad de la iluminación incidente: ante un determinado
aumento o disminución porcentual de la iluminación.
La tensión en circuito abierto no experimenta grandes variaciones al
modificarse las condiciones de la radiación solar. En consecuencia, la potencia
generada es prácticamente proporcional a la irradiancia.
3.17 Tipo de instalaciones fotovoltaicas
Los componentes de un sistema fotovoltaico varían según las aplicaciones
para las que se utilizan. Estas aplicaciones pueden clasificarse en:
-Sistemas fotovoltaicos independientes
-Sistemas mixtos de generación de energía
-Sistemas fotovoltaicos conectados a la red de distribución de energía eléctrica
3.18 Sistemas fotovoltaicos independientes
Los sistemas fotovoltaicos independientes son aquellos en los que la única
fuente de energía es la producida por el panel solar y, por lo tanto, no están
conectados a otros sistemas de generación de energía ni a la red de distribución
eléctrica.
Ya que solamente se produce energía cuando el sol alumbra, generalmente
este grupo de aplicaciones requiere de un subsistema de almacenamiento para
que la energía esté disponible cuando no haya luz solar.
31
Otro esquema relativamente sencillo es aquel que utiliza un regulador de
tensión entre la salida del panel solar y la carga. Este dispositivo utiliza un
convertidor CC/CC (convertidor de corriente continuaa corriente continua) para
generar a la salida una tensión constante, diferente de la tensión de entrada, que
algunos dispositivos necesitan para operar adecuadamente independizándola de
las variaciones de tensión propias del panel.
Algunos dispositivos simples, como calculadoras y relojes, utilizan este
esquema. Cuando la fuente de luz desaparece el panel no genera energía. Cabe
recordar que los sistemas de iluminación artificial también generan fotones que los
paneles solares pueden aprovechar, aunque la energía que puede ser generada
con esta fuente de luz es pequeña.
3.19 Orientación y ángulo del panel solar
Un elemento auxiliar muy importante en un sistema fotovoltaico es la
estructura de soporte del panel solar. Esta estructura permite sostener
adecuadamente el panel de forma que resista a la acción los elementos y orientar
el panel adecuadamente para maximizar la energía generada.
Con el fin de maximizar la energía obtenida de un panel solar es esencial su
correcta ubicación con respecto al sol de tal forma a maximizar la irradiación.
Cuanto más perpendicular la luz incida sobre el panel mayor es la energía
producida. Si el panel está fijo dos son los parámetros importantes para maximizar
la energía producida a lo largo del día: por un lado el ángulo de inclinación con
respecto a la horizontal y por el otro la orientación del panel con respecto a los
puntos cardinales.
En cuanto a la orientación, en el hemisferio norte los paneles deben
orientarse hacia el sur, mientras que en el hemisferio sur deben estar orientados al
32
norte. La orientación debe ser hacia el norte o sur geográfico, que, en general, no
se corresponde exactamente con el norte o sur magnético.
En cuanto a la inclinación, esta depende de la latitud en la que se encuentre
el panel. Mientras más cerca del ecuador se encuentra, menor debe ser el ángulo,
mientras más lejos del ecuador mayor deberá ser el ángulo. Los fabricantes de
paneles solares ofrecen algunas claves para la correcta selección del ángulo.
Otro aspecto importante a tener en cuenta es la estación del año, el ángulo
de inclinación debe ser mayor en el invierno y menor en el verano. Si no es posible
modificar el ángulo de inclinación del panel, sería conveniente posicionarlo para
optimizar la energía producida durante el invierno. Otra alternativa sería disponer
en el soporte de, al menos, dos ángulos de inclinación, uno para el verano y otra
para el invierno.
3.20 Seguidores del sol
Los seguidores solares son sistemas activos que buscan posicionar los
paneles solares de forma tal que reciban luz solar en forma perpendicular durante
el mayor tiempo posible. El objetivo final es maximizar la energía producida.
Este componente del sistema requiere consumir parte de la energía
producida para realizar su propia función. Para que su utilización sea justificable la
energía adicional ganada con su utilización debe ser mucho mayor que la
requerida para el funcionamiento del seguidor solar.
Otro aspecto a tener en cuenta es el mantenimiento del sistema, en este
sentido el sistema de seguimiento del sol tiene partes móviles, las que son más
susceptibles a fallas y requiere un mayor mantenimiento.
33
3.21 Principales consideraciones para el diseño de instalaciones aisladas
Dentro de las consideraciones para diseñar una instalación aislada usando
energía solar fotovoltaica es necesario detallar los componentes básicos de un
sistema aislado. Para conocerles mejor, se presenta una clasificación de los
posibles arreglos o configuraciones de los mismos, seguido de las
consideraciones energéticas de la localidad, así como de conocer los tipos y
cantidades de carga de consumo y los regímenes de tensión típicos con los cuales
puede trabajar la instalación aislada.
Actualmente existe casi una uniformidad en todo el mundo en proponer que
los componentes básicos de todo Sistema Fotovoltaico Aislado son:
a) El acumulador de energía (batería), que se ocupa como respaldo de energía.
b) Los paneles solares, que actúan de generadores eléctricos.
c) El regulador de carga, para proteger la batería y las cargas de consumo.
d) La carga de consumo, la que el usuario del sistema dispone para sus
actividades propias.
3.22 Cálculo de la Energía Disponible
Para generar energía con fotovoltaicos es necesario conocer las
condiciones de la radiación solar local. Existe esta información en cada país, y
comúnmente existen datos en forma de series de tiempo de muchas regiones y
ciudades de cada país.
Algunos países tienen atlas solares con sus respectivas estadísticas. Y al
menos, existen instituciones encargadas de la meteorología que brindan esta
información y realizan y organizan sus datos con sus respectivas estadísticas y
hasta mapas de sol.
Con esta base de datos local se puede observar cómo varía a lo largo del
año, se puede obtener cuál es el peor mes de radiación solar y hasta el número de
días al año en que ella es muy baja o nula.
34
Lo bueno es que las mediciones ya están hechas y a veces es
recomendable hacer mediciones puntuales en el sitio de interés y compararlas con
la base de datos respectiva. Cerciorarse no es necesariamente un aval a los datos
existentes, pero sí una buena referencia in situ de la radiación solar.
Ayuda a evaluar mejor las condiciones de sol locales si también se conocen
algunos datos como la latitud del lugar, la altura sobre el nivel del mar, el rango de
variaciones de la temperatura ambiente, así como la velocidad y dirección el
viento, la humedad relativa y el nivel de las precipitaciones.
Existen mapas solares globales, regionales y locales que indican la
radiación solar promedio: anual y mensual. Los datos mensuales locales ayudan
más a conocer las variaciones de la radiación solar. Con esta información se
permite hacer estimados de la posible producción a tener en la localidad.
3.23 Bombeo solar
En la actualidad la tecnología permite operar sistemas de bombeo con
generadores fotovoltaicos. Las aplicaciones se hallan desde bombeo de agua a
unos pocos metros (10 a 12 m) hasta de grandes profundidades (300 hasta 500
m), por supuesto, se incluye el bombeo desde fuentes de aguas superficiales.
3.24 Componentes básicos de un sistema de bombeo solar
1 Tanque/almacenamiento
2 Paneles fotovoltaicos
3 Controlador
4 Bomba
5 Llave entrada
6 Llave salida
7 Control de nivel de agua
35
3.25 Dimensionado del sistema de bombeo solar
Los principales parámetros del dimensionado de bombeo solar son:
La radiación solar disponible
La profundidad de bombeo
Caudal de agua por día a requerir
Distancia de bombeo.
El dimensionado del sistema de bombo solar está ligado fundamentalmente
a la profundidad del pozo y el caudal de agua a requerir. Cada fabricante de
bombas oferta información acerca de los parámetros de sus bombas y sobre las
condiciones en las cuales ellas pueden trabajar.
Adicionalmente el dimensionado del sistema de bombo solar esta ligado
directamente a la profundidad de bombeo y al caudal de la bombeo, cada
fabricante de bombas oferta información acerca de los parámetros de sus bombas
y sobre las condiciones en las cuales ellas pueden trabajar.
Entre esos datos se encuentra, el diagrama de trabajo, donde se describe el
tipo de bomba de acuerdo a la profundidad de bombeo y el caudal a ser
bombeado.
Estos parámetros sirven para conocer el ciclo hidráulico que es el producto
del volumen diario a ser extraído por la profundidad de la extracción.
CH(m4/dia)=Q(m3/día)xHd(m)
La altura manométrica Hm será la distancia de Trabajo la cual debe ser
vencida por la bomba. Hm debe corregirse por las pérdidas mecánicas Hper en las
tuberías mientras circula el agua.
De tal manera, que la altura efectiva de bombeo estará dada por la
ecuación:
Hd = hm + hper
36
Siempre que se quiera extraer agua, se debe conocer la energía necesaria
para esta operación es decir que se necesita conocer la potencia de los
generadores fotovoltaicos para lograr el bombeo. Para esto es necesario conocer
la potencia hidráulica diaria necesaria para la instalación.
Phyd(W)=ρ.g.Hd.Q
Posteriormente para obtener la potencia de los paneles fotovoltaicos, se
debe de multiplicar el valor obtenido por la cantidad de horas que se requiere
bombear el agua y luego dividir por la cantidad de horas de sol promedio que se
tiene por cada m2 por cada día en la localidad.
La aplicación de los sistemas fotovoltaicos para el bombeo es de gran
importancia tanto para la producción agrícola como para la distribución de agua
para consumo humano.
Los sistemas solares de bombeo pueden satisfacer un amplio rango de
necesidades que van desde 1,000 litros de agua diarios para abrevar pequeños y
grandes hatos, irrigación de pequeñas parcelas o para consumo humano, hasta
50,000 litros diarios.
3.26 Principales Tipos de bombas
Bombas de cilindro
Las bombas de cilindro han sido muy populares en aplicaciones de bombeo
mecánico activadas por el viento, tracción animal o humana.
Su principio consiste que cada vez que el pistón baja, el agua del pozo
entra a su cavidad y cuando éste sube, empuja el agua a la superficie.
Bombas de diafragma
Estas bombas desplazan el agua por medio de diafragmas de un material
flexible y resistente. Comúnmente los diafragmas se fabrican de caucho reforzado
con materiales sintéticos. En la actualidad, estos materiales son muy resistentes y
pueden durar de dos a tres años de funcionamiento continuo antes de requerir
reemplazo, dependiendo de la calidad del agua.
Bombas Centrífugas
37
Tienen un impulsor que por medio de la fuerza centrífuga de su alta velocidad
arrastran agua por su eje y la expulsan radialmente. Pueden ser sumergibles o de
superficie y son capaces de bombear el agua a 60 metros de carga dinámica total,
o más. Están optimizadas para un rango estrecho de cargas dinámicas totales y la
salida de agua se incrementa con su velocidad rotacional.
Las bombas de succión superficial se instalan a nivel del suelo su limitante es
de que no trabajan adecuadamente si la profundidad de succión excede los 8
metros.
Bombas Volumétricas
Las bombas volumétricas o de desplazamiento positivo son adecuadas para el
bombeo de bajos caudales y/o donde la profundidad es grande. Algunas de estas
bombas usan un cilindro y un pistón para mover paquetes de agua a través de una
cámara sellada.
IV. DESARROLLO DEL TRABAJO
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LA COMUNIDAD LOS REMEDIOS
La información necesaria para elaborar esta caracterización se tomó a partir
de la Encuesta Socioeconómica y Ambiental aplicada en la comunidad; además
de entrevista semi estructuradas realizadas a los coordinadores comarcales de la
comunidad.
Los resultados se agrupan en las siguientes temáticas:
Aspectos demográficos
Situación de la vivienda y los servicios básicos
Servicios sociales e infraestructura comunitaria
Empleo, tipo de ingresos y pobreza
Tenencia de la tierra y tipología de los productores
Uso del suelo y producción agropecuaria
Actividades antropogénicas y uso de recursos
Capital social
38
4.2 ASPECTOS DEMOGRÁFICOS
La comunidad de Los Remedios se encuentra ubicada al suroeste de la
ciudad de Chichigalpa, habitan en la comunidad un total de 133 personas,
agrupados en 33 hogares divididos en 38 familias.
Según los resultados de la encuesta, el 51.9 % de los habitantes son
hombres (69) y el restante 48.1 % son mujeres (64), con una relación de
masculinidad de 1.08 hombres por cada mujer en la comunidad de estudio. Al
igual que en el resto del país, es una población relativamente joven, con una edad
promedio de 25.42 años.
Al dividir la población por décadas y diferenciadas por sexo no existe un
comportamiento muy diferente entre ambos sexos. El 89.1% de la población tiene
50 años o menos; en cambio los mayores de 60 años representan apenas el
10.9% de la población.
Esta situación debe obligar a tomar muy en cuenta los intereses de la
población más joven (infantes, niños, adolescentes y jóvenes) en la planificación
de las actividades productivas y educativas a desarrollar en el área.
En cuanto a la procedencia de las familias, no se encontró flujos de
inmigrantes. Los flujos de población han sido desde las comunidades aledañas
cercanas a la zona y que llegan hacia la comunidad. Respecto a la emigración
fuera del área un ninguno de los hogares reportan estar recibiendo remesas.
Respecto al jefe de hogar, la forma de identificarlos fue mediante selección
por parte del entrevistado. Se entrevistaron a 9 hombres y 24 mujeres; de los 9
hombres entrevistados, 9 señalaron a un hombre como jefe de hogar. En cambio,
39
de las 24 mujeres encuestadas, 8 señalaron como jefe del hogar a una mujer y 16
a un hombre.
El 75.76 % de los jefes de hogar son hombres y el restante 24.24 % son
mujeres; lo que evidencia una situación de desigualdad en el reconocimiento de la
autoridad femenina en los hogares; esta es una situación derivada de la tradición
rural.Otra característica relevante de los jefes de familia es su edad promedio de
41 años, se encontró una edad mínima de 15 años y una edad máxima de 76
años.
La edad promedio 41 años de los jefes de hogar muestra un fenómeno que
también es propio del campo nicaragüense, que es la dependencia de los hijos de
sus padres aún y cuando alcanzan la edad adulta, debido a que la tierra, por
norma general no se entrega a los hijos, sino hasta la muertedel padre; y mientras
tanto éste sigue siendo reconocido como jefe del hogar. Esta particularidad podría
ser un obstáculo para desarrollar proyectos agropecuarios productivos dirigidos a
jóvenes.
GRÁFICO 1. Nivel de instrucción de jefes de hogar.
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental., 2008
El nivel de analfabetismo entre los jefes de familia es otro problema que se
agrega a los ya señalados. El 20 % se identifican como analfabetos, según los
entrevistados y el 70 % apenas sabe leer y escribir. Así, también existe un 10 %
que alcanzó el nivel de secundaria. No se encontraron casos de jefes de hogar
con un nivel mayor del 3er año de secundaria.
Al comparar la edad de los jefes de hogar con el nivel escolar se evidencia
que existe mejor nivel entre los más jóvenes; por ejemplo, el analfabetismo se
40
presenta casi exclusivamente entre los de 43 años de edad en adelante; y se
muestra en forma aguda entre los mayores o iguales de 58 a 76 años.
En cuanto a la situación laboral de los jefes de familia se encontró que
97.37% d
4.3 SITUACIÓN DE LA VIVIENDA Y LOS SERVICIOS BÁSICOS
El 55 % de los entrevistados viven en viviendas propias con escritura, el
35% en viviendas propias sin escritura. El 4% de los entrevistados viven en
viviendas prestadas y el 19% en viviendas cedidas por algún familiar o por sus
patronos; el 4% de los entrevistados la están pagando.
Respecto al nivel de hacinamiento, la proporción resultante es de 4.23
personas por vivienda, lo cual es más bajo, que el promedio de persona por
vivienda particular ocupada en la zona rural del Departamento de Chinandega,
según el Censo 2005, es de 4.98 personas por vivienda.
Esto refleja una problemática específica de la comunidad rural de Los
Remedios menor al nivel de hacinamiento del promedio nacional para la zona
rural, que es de 5.39 personas por vivienda.
El material predominante de las paredes de las viviendas es el bloque de
cemento o concreto 24% de las viviendas, seguido del ladrillo o bloque de barro
(28%) y la madera 8%, el 12% son de zinc y el 4% son de minifalda (concreto y
madera). Se encontró 24% de las viviendas con materiales de ripios o desechos.
El material predominante del techo es la hoja de zinc (90%), seguida de la
teja de barro o cemento que representa el 6.7%, el restante 3.3% son de otro
(paja, cartón o plástico).
En cuanto al piso, la tierra es el material predominante (90%),
constituyéndose en cuanto al material de las viviendas un asunto prioritario, por
los riesgos a la salud que esto representa. El material usado en segundo lugar es
el embaldosado o concreto (6.7%) y el ladrillo de cemento (3.3%). El restante se
distribuye en diversas categorías de materiales.
41
La comunidad no cuentan con el servicio de energía eléctrica, las fuentes
alternativas de iluminación son: candelas (58.6%), candiles (27.6%), generadores
o plantas eléctricas (3.4%) y baterías de automóvil (3.4%).
Respecto al tipo de servicio higiénico y abastecimiento de agua utilizado en
la Tabla 4 y 5 se muestra la situación de la comunidad referida a estos aspectos.
TABLA 4. Porcentaje de viviendas sin letrina.
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental., 2008
Es importante señalar que a pesar que el 27.27% de las viviendas no posee
letrinas en la comunidad no se practica el fecalismo al aire libre ya que las familias
que no tienen letrina utilizan la letrina de la vivienda vecina que generalmente es
algún familiar.
TABLA 5. Porcentaje de viviendas sin pozo.
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental, 2008
La fuente de abastecimiento de agua para consumo domiciliar
predominante es el pozo privado, el 78.79 de la viviendas poseen pozo, el restante
21.21% no posee. El río Los Remedios que bordea por la parte noroeste la
comunidad es utilizado para lavar ropa.
La escasez de agua para uso humano es un problema muy marcado en la
comunidad. Según los pobladores de la comarca desde hace aproximadamente
cuatro año el rio que bordea la comunidad se seca totalmente debido a que en la
parte de arriba del río, dos empresarios represan el agua para uso productivo.
Esta situación provoca que los pozos de la comunidad se sequen durante los
meses de abril a junio.
El problema de la escasez de agua al secarse la fuente de abastecimiento
(Pozos), los pobladores la resuelven abasteciéndose de un pozo propiedad de la
42
señora Felipa de Jesús Munguía que se ubica prácticamente en la parte media de
la comunidad. Este pozo mantiene en verano sus niveles de agua aumentándolo
en invierno.
En cuanto a las vías de acceso, la comunidad tiene caminos de penetración
que la comunican con su cabecera municipal Chichigalpa y con la cabecera
departamental Chinandega. Sin embargo no existe transporte público hacia la
comunidad. Se movilizan a pie o en bicicleta. Los encuestados señalan que un
problema vigente es que a pesar que existe camino hacia la comunidad se ven
afectado por que los caminos actuales se encuentran en propiedad privada
(Empresa Azucarera ISA) ya que esa empresa privada les desapareció el camino
comunal para cercarlos y obligarlos a venderles sus tierras.
4.4 SERVICIOS SOCIALES E INFRAESTRUCTURA COMUNITARIA
En cuanto a la educación, ya se ha señalado que un problema encontrado
es la alta tasa de analfabetismo entre los jefes de familia. El nivel escolar de los
mayores de 25 años se muestra en la Tabla 6.
TABLA 6. Nivel de instrucción de mayores de 25 años.
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental, 2008
Entre ellos se presenta un nivel analfabetismo del 27.45%, lo que es
bastante alto considerando que la zona presenta ventajas de comunicación con
ciudades importantes del país (Chinandega y León). Se observa que este
analfabetismo es ligeramente superior en las mujeres que en los hombres.
El nivel de instrucción predominante entre los adultos es el de primaria, con
un 58.82% de los casos. El desempeño de las mujeres mayores de 25 años es
43
menor con 53.57% que el de los hombres en la educación primaria y superior en
secundaria con 14.29%, sin embargo el analfabetismo es ligeramente superior en
la mujer con 28.57%. No se encontraron casos a nivel de universidad.
En la comunidad no existe infraestructura escolar ni centro de salud, los
centros de enseñanza tanto primaria como secundaria están fuera de la
comunidad de estudio. Los niños que estudian acuden a las escuelas de La
Cuitanca comunidad vecina que se encuentra aproximadamente a 3 Km y la
escuela del Ingenio San Antonio ISA ubicada aproximadamente a 5 Km de la
comarca Los Remedios.
Es importante señalar que los niños que estudian en la escuela ISA (8) son
hijos de trabajadores de la empresa azucarera conocida como Ingenio San
Antonio, ésta les ofrece transporte para que puedan movilizarse a su centro de
estudio. Sin embargo los (10) niños que estudian en la escuela Cuitanca que son
la mayoría, se movilizan a pié y muchas veces en invierno no acuden a la escuela
porque el río se crece.
TABLA 7. Personas que estudian actualmente.
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental, 2008
Sin embargo la Tabla 7 muestra la realidad rural imperante en todo el país,
que es el alto porcentaje de deserción escolar. Se observa que, en el caso de las
mujeres, entre los 7 y 12 años estudian el 50%, que es su máximo, pero comienza
a descender al ingresar a la secundaria y se vuelve a reducir a la mitad cuando se
trata de continuar los estudios después de los 18 años. En la edad adulta las
mujeres y los hombres no estudian.
44
En el caso de los hombres, la mayor asistencia escolar se logra entre los 13
y los 17 años, con el 50%, pero aún quedan 6 de 10 jóvenes que no asisten del
todo a la escuela que representan un 60%. El porcentaje de asistencia desciende
dramáticamente desde los 18 años de edad hasta no encontrar casos de hombres
de más de 18 años que realicen algún tipo de estudio.
Las causas principales de este fenómeno son la falta de oferta educativa
para continuar sus estudios en la comunidad; la falta de transporte. Otra causa es
el hecho de que se integran a muy temprana edad al mercado laboral para hacer
frente a las necesidades de su hogar. Entre los 13 y 17 años, todos los hombres
que no estudian, es porque ya trabajan, principalmente como jornaleros o peones
y algunos casos de trabajadores sin pago. En el caso de las mujeres entre 13 y 17
años trabajan; lo que indica que se retiran para hacer frente a obligaciones del
hogar.
En cuanto al servicio de salud, la unidad de salud a donde asisten es el
Centro de Salud del barrio La Cruz del municipio de Chichigalpa el cual se
encuentra aproximadamente a cinco km de la comunidad.
Respecto a la infraestructura vial, la comunidad tiene tres caminos de todo tiempo
que se encuentran en buen estado; estas vías son Los Remedios - Cosmapa –
Chinandega - Chichigalpa; Los Remedios – La Cuitanca – Chichigalpa; Los
Remedios – Ingenio San Antonio.
4.5 EMPLEO, TIPO DE INGRESO Y POBREZA
De las 133 personas que habitan en la comunidad, 23 son menores de 10
años y un total de (110) constituyen la PET. De la Población en Edad de Trabajar,
un total de 36 personas están trabajado (32.72% de la PET), 74 persona están en
condición de inactividad, ya sea porque son amas de casa, se dedican a tiempo
completo al estudio o están en situación de jubilación o retiro por su edad.
En la Tabla 8 se muestran los datos más relevantes respecto a las
categorías ocupacionales en la zona, así también la situación particular de jefes de
45
familia y mujeres a lo interno de cada familia, además de la edad promedio de la
categoría.
TABLA 8. Categoría ocupacional.
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental. 2008
La categoría ocupacional imperante es el “empleado/obrero”, con el 65% de
las personas que actualmente realizan alguna actividad; seguido de la categoría
“Trabajador sin pago”, que concentra al 11% de la fuerza laboral activa; los
jornaleros o peones representan apenas el 12% de la fuerza laboral activa
empleada y los sólo el % del total.
TABLA 9. Situación laboral de Jefes de hogar.
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental. 2008.
La situación laboral de los jefes de hogar, (Tabla 9) muestra que los jefes
de familia del sexo femenino dependen del aporte de los hijos, lo que indica que
son personas mayores y sus hijos en edad adulta son los que cubren los gatos del
hogar.
Para analizar la situación laboral de las mujeres en la zona, debemos partir
que del total de 59 hombres en edad de trabajar, estaban activos trabajando al
momento de la encuesta 34 hombres, lo que corresponde a un 58% de tasa de
46
actividad masculina. En cambio, del total de 51 mujeres en edad de trabajar,
estaban activas trabajando, únicamente 6 lo que representa apenas un 12% de
actividad femenina en la zona.
Para relacionar esto: la tasa de actividad nacional masculina según el Censo
Nacional del 2005 es 73.3%; contra el 58% en la comunidad. La tasa femenina
nacional es de 37.9% contra el 12% encontrado en la comunidad.
Ya antes se había señalado que las categorías ocupacionales tienen un fuerte
vínculo con el nivel de educación: el 34% de los trabajadores por cuenta propia
son analfabetos; el 12% de los peones y el 22% de los trabajadores sin pago. No
se presentan casos de analfabetismo entre los que trabajan como empleados /
obreros.
TABLA 10. Categoría ocupacional y nivel de instrucción.
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental. 2008
En cuanto a los ingresos, el 68% de los mismos es generado por la
categoría empleado/obrero. Las mayores actividades generadoras de ingresos en
la comunidad son el trabajo asalariado bajo la forma de jornalero o peón con el
13% y la actividad agropecuaria con el 8%, que juntas producen el 21% de los
ingresos, y, Destaca el hecho de que una misma persona en la familia realiza
diversos trabajos por cuenta propia con los cuales complementa sus ingresos. Por
ejemplo, las personas que se dedican la actividad agropecuaria. Cabe mencionar
que el cultivo de patio realizado por las mujeres contribuye un ingreso familiar
adicional al aporte del hombre.
47
El total de ingresos generados por las familias entrevistadas en córdobas
corrientes de diciembre 2008 son C$ 87233 con el cual le corresponde un
promedio por familia de C$ 2423.14, y mensualmente un promedio de $ 121.50
Es importante señalar que los ingresos anotados corresponden en las
actividades primarias (agricultura, cultivo de patio) a ingresos brutos en tanto no se
han deducido los costos de producción.
Al cambiar el ingreso a dólares corrientes, utilizando la tasa de cambio
imperante al momento del estudio (T/C = C$ 19.95 x US $ 1.00) tenemos que la
distribución promedio del ingreso sería de US $ 10.96 por persona al año,
tomando en cuenta que en la comunidad hay 133 personas.
El Banco Mundial propuso en su reporte mundial de 1990 una línea de
pobreza extrema de US $ 1 dólar diario per cápita y una línea de pobreza general
de US $ 2 dólares diarios. Partiendo de esta metodología de medición, se ha
encontrado que un total de 30 hogares (90%) se encuentran en situación de
pobreza general, entre los cuales 3 (10%) no se pudo determinar sus casos por no
respondieron a esta pregunta. Esta situación no es nueva en el ámbito rural
nicaragüense y muestra claramente la difícil situación que atraviesan la mayor
parte de las familias.
Para analizar la tenencia de la tierra se ha tomado como referencia la figura
del jefe de hogar o de su cónyuge.
El 43% de los hogares de la comunidad posee tierra propia, el 53% de los hogares
están asentados en propiedades que pertenecen a familiares, ya sea como
posante o que directamente esperan recibir parte de la misma como herencia. Al
cruzar la tenencia con la edad encontramos que no existen propietarios de tierra
menores de 30 años.
Tampoco poseen tierra para cultivar; este segmento representa el 40% de
los hogares de la zona de estudio. Interesa resaltar que el 43% de los propietarios
de la tierra son jefes de hogar analfabetos o que apenas saben leer o escribir.
Para ver el nivel de acceso a la tierra en la comunidad analizada, se
muestra la Tabla 11, en donde se observa la relación que tienen los jefes de hogar
o su cónyuge con la tierra. Según los entrevistados, son dueños de la tierra.
48
TABLA 11. Acceso a la tierra.
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental. 2008
Las personas que no realizan ninguna actividad agrícola y que además no
tienen tierra son 103.
Para el análisis de la tipología de productores en este estudio se utilizan las
categorías propuestas por el MAGFOR: microfundio, minifundio, pequeño
productor, mediano productor y gran productor; sin embargo para el análisis
comparativo con el CENAGRO, el estrato de microfundista se corta en 2.5
manzanas y no en 2 manzanas.
TABLA 12. Tipología de productores.
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental. 2008
La Tabla 12 muestra claramente que el 87% de los productores posee el
50% de la superficie. El alto nivel de igualdad en la distribución de la tierra es una
de las principales ventajas de la comunidad. En cambio los productores de hasta 7
manzanas, que representan el 16% de todos los productores, poseen apenas el
16% de la tierra.
49
GRÁFICO 1. Superficie y número de productores
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental. 2008
Los datos obtenidos muestran que en la zona hay más fraccionamiento de
la pequeña y mediana propiedad.
TABLA 13. Tipo de documento, según los informantes.
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental. 2008
En la Tabla 13 se muestran los tipos de documentos que poseen los
propietarios, según las personas encuestadas. De las 29 propiedades, 10 (35%)
de ellas los productores que no tienen ningún documento legal; la mayor parte
afirma tener escritura pública, 16 (55%). En cuanto al registro de las propiedades,
según los encuestados, se encuentra registradas 14 de las 29 reportadas (48%), y
no están inscritas 15 de las reportadas (52%).
50
TABLA 14. Registro de propiedades y tipo de documento
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental. 2008. Respecto al tipo de
personería jurídica de los propietarios, la mayor parte son personas naturales, 18
de 29 (66%), y las jurídicas son 1 (3.45%); no se pudo determinar la personería en
un caso. TABLA 15. Tipo de documento y tipo de persona
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental.2008
El tipo de personería imperante entre quienes tienen escritura pública es la
natural. De las personas naturales que son propietarios (15), un total de 12 son
hombres (80%) y 3 son mujeres (20%). Esto muestra una marcada desigualdad en
el acceso a la tierra a lo interno de los hogares.
En cuanto a la existencia de conflictos relacionados con la tenencia de la
tierra; de las 29 propiedades no se reporta ningún tipo de conflicto.
4.6 USO DEL SUELO Y PRODUCCIÓN AGROPECUARIA
TABLA 16. Áreas de siembra
Fuente: Propia. Encuesta Socioeconómica y Ambiental. 2008
51
Para analizar la importancia que tiene cada cultivo en la actividad agrícola
de los hogares en la comunidad, se ha elaborado la Tabla 16 en donde se
comparan las áreas destinadas para cada cultivo vs. Su producción. Maíz
Cultivaron este rubro el 33% de los hogares entrevistados, en la siembra de
maíz se reporta un rendimiento promedio de 6.25 qq/mz. Se cultiva
fundamentalmente para autoconsumo en un área promedio en todo el ciclo de ¼
manzanas por productor.
En promedio una familia de 5 personas consume unas 2 libras de maíz al
día lo que equivale a 60 libras mensuales. Si en promedio el consumo, es de 1 qq
mensual esto implica que las familias, sólo para garantizar su autoconsumo
necesitan producir unos 12 quintales anuales. Con un rendimiento de 19.62
quintales necesitan cultivar al menos 0.6 manzanas para garantizar su
autoconsumo. Una familia de 7 personas necesita el doble de producción.
Yuca
El 3% de los hogares encuestados cultivó este rubro. El área promedio
cultivada es de ½ manzana aproximadamente por los productores con una
producción de 26 sacos. La producción se calcula utilizando como unidad de
medida el saco; el rendimiento promedio es de 60 sacos por manzana. Plátano
El 12% de los hogares en encuestados cultivó este rubro. El área promedio
cultivada es de 2 manzanas aproximadamente por los productores con una
producción de 4000 unidades. Una cantidad 60% de esta producción es destinada
venta entre los pobladores de la comunidad y los mercados cercanos de
Chichigalpa y Chinandega el restante 40% se destina para el autoconsumo.
Chiltomas
El 9% de los hogares encuestados cultivó este rubro. El área promedio
cultivada es de 2½ tareas y media aproximadamente por los productores con una
producción de 15 bidones. Destinando un 80% para la venta en los mercados
cercanos y un 20% para el autoconsumo. Frijoles
El 3% de los hogares encuestados cultivó este rubro. El área promedio
cultivada es de ¼ manzana aproximadamente por productor con una producción
52
de 6qq. Destinada esta producción solo para el auto consumo. Otras actividades
pecuarias
Entre las otras actividades pecuarias se encuentra la cría de cerdos de
patio, reportada por los hogares; la lógica del cerdo es utilizarlo como un
mecanismo de ahorro. Cría de aves de patio como gallinas y patos los cuales
permiten obtener huevos para el autoconsumo.
4.7 ACTIVIDADES ANTROPOGÉNICAS Y USO DE RECURSOS
Las principales actividades antropogénicas que están impactando de forma
negativa el medio ambiente en la comunidad, es según los encuestados, la
agricultura de los grandes productores y empresas.
Este es un fenómeno que no es reciente en la comunidad, que se
manifiesta en el cultivo de la caña de azúcar. Este cultivo es desarrollado por
grandes empresarios en prácticamente todo el límite de la comunidad.
Si bien es cierto este cultivo está generando algún nivel de empleo en la
zona, sin embargo tiene un fuerte impacto negativo en el ambiente. Este impacto
se debe a la utilización intensiva de agroquímicos y maquinaria; se observa la
aplicación aérea de agroquímicos, lo que agudiza el problema de su distribución
en el ambiente y muchas veces sobre la comunidad.
Otro resultado negativo de este cultivo es la sobre utilización de maquinaria
que produce una fuerte erosión eólica de los suelos durante los momentos de
preparación y cosecha, provocando enfermedades de tipo respiratorias sobre todo
a los niños de la comunidad, el 60% de los hogares reportaron este problema.
Otro fenómeno que se ha venido manifestando desde hace cuatro años
según los encuestados y los dirigentes comunales, es la actividad de represa río
arriba que practican dos grandes empresarios para uso productivo, provocando un
fuerte impacto sobre todo en los meses de abril a junio que como producto de la
represa del agua del río este permanece seco.
53
Esta situación contribuye según los pobladores a que el 95% de los pozos
se sequen causándole un problema de desabastecimiento de agua principalmente
durante los meses de abril a junio.
4.8 CAPITAL SOCIAL
Como parte de la caracterización de la comunidad se evaluó de forma
rápida algunos aspectos del capital social.
En primer lugar en la comunidad 85% de los encuestados reconoce que en
su comunidad existe dirigente de la comunidad, sin embargo no saben cual es la
figura organizativa que los dirige (Comité Comarcal, CPC etc.) este fenómeno
también lo manifestaron los dos dirigentes ya que ellos dicen que solo dirigen.
El 100% de los encuestados reconoce haber colaborado con la comunidad
y la municipalidad para resolver problemas de carácter comunal. Sin embargo sólo
el 10% afirma influir en las decisiones que se toman en su comunidad.
El 100% de los encuestados reconoció haber brindado algún tipo de ayuda
a otros miembros de la comunidad, como parte de la convivencia comunitaria
entre familiares y amigos. Se evidencia el problema organizativo que sufre la
comarca.
4.9 CARACTERÍSTICAS DE BOMBEO
Para poder dimensionar el sistema de bombeo solar es necesario
considerar algunos parámetros tales como: Radiación solar, Profundidad de
bombeo, distancia de bombeo, altura de descarga, nivel estático, altura
manométrica.
Para efecto de determinar la radiación solar se tomó la latitud y longitud de
la ciudad de Chichigalpa en donde se encuentra la comunidad, teniendo una
latitud de 12.34 grados y una longitud de 87 grados. Para tal latitud y longitud se
obtuvieron los datos de insolación que a continuación se muestran en la tabla 17.
54
Como se observa la insolación solar más baja es en el mes de noviembre
con 4.59 kWh/día y las más alta se presenta en el mes de marzo con 7.07 kWh/h
en general por cada mes en el municipio la insolación es óptima para el
aprovechamiento solar porque además de ser alta es constante todo el año,
presentándose así una media anual de 5.45 kWh/día.
A continuación se puede observar que la insolación mostrada anteriormente
se corresponde con el promedio mensual de días claros en horas que se
presentan en el lugar como lo muestra la tabla 18, que evidencian que la cantidad
en horas es lo suficientemente amplio para ser aprovechada.
Con respecto a las condiciones que tiene la fuente (pozo), para dimensionar
el sistema de bombeo, las mediciones obtenidas del pozo seleccionado en la
comunidad se muestran en la tabla 19 y figura 2.
Tabla 19. Condiciones de la fuente de agua (pozo)
Fuente: Propia. 2008
55
Una vez fijados (medida insitu) los parámetros anteriormente descritos se
calculó el requerimiento o necesidad de consumo de la población de la comunidad
“Los Remedios”. Según la Empresa Nacional de Acueducto y Alcantarillado
(ENACAL) para proyectos de distribución de agua se consideran 40 litros por
persona que se consumen diariamente. En la comunidad habitan 133 personas, la
tasa de crecimiento población según censo nacional 2005 en la cabecera
departamental de Chinandega al cual pertenece el municipio de Chichigalpa es de
4.6%. Se calculó que la población de la comunidad dentro de 15 años será de 261.
Crecimiento Poblacional
P = Pactual (1 + i )n
P = Crecimiento Poblacional.
Pactual = Población Actual.
I = tasa de crecimiento.
n = tiempo en años.
P = 133 (1 + 0.046)15 = 261
Se considera que por pérdida o desperdicio se tendrá un 10%, se obtiene
entonces que la dotación por persona por día será de 11,600 l/día como lo
muestra el cálculo que a bajo se presenta.
P = 133 (1 + 0.046)15 * 40/0.9 = 11,600 l / día = 11.6 m3 / día
Un indicador del tamaño y del costo del sistema de bombeo solar es el ciclo
hidráulico el cual se define como el producto del volumen diario por la carga
dinámica total (CDT). El ciclo hidráulica se expresa en unidades de m4. La CDT se
calcula de la siguiente manera:
56
CDT = CE + CD = [Nivel estático + altura de la descarga] + [abatimiento + fricción]
Donde CE es la carga estática = 4.3 m + 0.20 m +5 m = 9.50 m
CD es la carga dinámica = 2 % por omisión*L=0.02*(4.30m+0.20m+5m+3m) =
= 0.02 * 12.50 m = 0.27.
Entonces CDT = CE + CD = 9.50 m + 0.27 m = 9.77 m.
Por tanto el ciclo hidráulico es 11.6 m3 * 9.77 m = 113.9 m4
4.9.1 Selección de la Bomba
Una vez calculada la demanda (11.6 m3 / día) se procedió a la selección de
la bomba, para seleccionar la bomba, se compararon las bombas solares marca
Grundfos, Lorentz y bomba convencional. Cada fabricante de bombas oferta
información acerca de los parámetros de sus bombas y sobre las condiciones en
las cuales ellas pueden trabajar. Entre esos datos se encuentra el diagrama de
trabajo de las bombas, donde se describe el tipo de bomba de acuerdo a la
profundidad de bombeo y el caudal a ser bombeado.
Como la profundidad de bombeo en este caso es 12 m y la dotación o
requerimiento diario es de 11.6 m3 /día se seleccionó una bomba Lorentz
Performance PS 150 C- SJ5-8 CentrifugalPump de 18,2 m3 / día. El procedimiento
para seleccionar la bomba fue el siguiente: Primeramente se determinó el tipo de
bomba utilizando la figura 2 de intervalos comunes donde se aplica los diferentes
tipos de bombas solares, el volumen bombeado (m3) y la carga dinámica total del
sistema (m), como la carga dinámica total del sistema es de 9.77 m y el volumen
de bombeo es de 11,6 m3 el punto de intersección nos indica el tipo de bomba, en
este caso según la figura 3 el tipo de bomba es centrifuga sumergible de
multipaso.
57
Figura 3.
Posteriormente se analizaron las tablas y diagramas de las bombas Lorentz y
Grundfos, considerando la altura manométrica (12 m) y los requerimientos de
agua (11.6 m3) al interceptar estos parámetros se tomó en cuenta para la
selección de la bomba el caudal (m3) que bombea o fluye y la potencia necesaria
de los paneles para dicha bomba, esta potencia define a su vez el número de
paneles a utilizar. A continuación se muestra la tabla de cada una de las marcas
de bombas.
Tabla 20.
58
Como se puede observar en la tabla 20, la bomba Lorentz se señala con una
flecha la altura en metros que en este caso es de 12 m se sigue de manera
horizontal buscando el requerimiento diario que es de 11.6 m3 /día y se encuentra
que lo más cerca de ello es de 18.2 m3 /día para lo cual se necesita una potencia
de 300 Wp.
Posteriormente se buscó en la tabla de la bomba Grundfos y se busca al igual la
altura manométrica que a continuación se observa en la tabla 21.
Tabla 21.
Se puede observar que el caudal es de 6.50 m3/ hr, multiplicándolo por las
5 horas de trabajo (aprovechamiento solar) se obtiene 32.5 m3/día. Este caudal se
busca en el diagrama o figura 4, se intercepta con la altura manométrica (12 m)
coincidiendo con la curva “f” que tiene un requerimiento de 700 Wp como lo indica
la figura.
59
Figura 4.
Al observar otro diagrama de curva de la bomba Grunfotz se selecciona un
caudal de 12 m3 /día que es el más cercano al caudal de este caso 11.6 m3/día se
obtiene 250 Wp como lo muestra la figura 5.
Figura 5.
En la tabla 22 se comparan parámetros de los 3 tipos de bomba que a
continuación se muestra:
60
Tabla 22.
Considerando los parámetros (caudal, número de paneles y costo) que se
muestran en la tabla 22 se seleccionó la Bomba Lorentz por las siguientes
consideraciones:
1. Tiene una mejor eficiencia en cuanto a caudal para las condiciones del
proyecto.
2. Puede requerir de menor cantidad de paneles
3. Requiere de menor superficie estructural (soporte o plataforma)
4. Las Grundfos tienden a aplicarse más a grandes profundidades donde mejoran
su eficiencia.
Con respecto a la eficiencia, la bomba Lorentz trabajando con la misma
potencia obtiene un mayor volumen de bombeo diario, si se compara el caudal de
18.2 m3/día de la bomba Lorentz versus 12.5 m3/día de la bomba Grundfos. Si se
comparara el caudal de la Bomba Lorentz antes mencionado versus los 32.5
m3/día de la bomba Grundfos aumentaría la cantidad de paneles (7) (ver tabla 22),
como consecuencia la superficie estructural donde descansan los paneles solares
sería mayor, por lo tanto el costo del proyecto aumentaría.
De acuerdo a la información ofrecida por el fabricante para la bomba
seleccionada se necesitan 300 W de potencia por lo que se estableció que se
utilizarán 3 paneles solares de 100 Wp a instalarse en serie. Se montarán los
paneles solares sobre una plataforma fija, sin seguimiento solar, a pesar que una
plataforma con seguimiento solar tiende a aumentar el aprovechamiento de la
irradiación solar sin embargo se ha decidido la no utilización del seguidor solar por
las siguientes razones:
- La zona donde se instalarán los paneles solares tiene una irradiación solar alta y
constante.
61
- El costo del seguidor solar constituye aproximadamente el 10% del costo total del
sistema, lo que aumentaría los costos de inversión. De tal manera de que en el
caso de requerir mayor potencia es preferible invertir en la instalación de al menos
un panel adicional.
- Según la experiencia de la empresa ENICALSA los insectos logran penetrar la
caja electrónica del seguidor solar provocando daños a la tarjeta electrónica que
estos poseen, una vez provocado el daño estos seguidores pueden quedar en un
ángulo no adecuado para la captación solar lo cual disminuye el aprovechamiento
de la radiación solar.
- Requiere de un costo de mantenimiento y tiempo, si existiera una falta de
mantenimiento el sistema esta propenso a dañarse por falta de engrase.
Debido a que los sistemas de bombeo solar no suministran agua por las
noches o en días no soleados es necesario garantizar el abastecimiento utilizando
tanque de almacenamiento de agua, pero además resulta más económico a largo
plazo almacenar agua en tanque, que almacenar energía en baterías o
acumuladores ya que después de aproximadamente 3 años es necesario
remplazarlas, mientras que la vida útil del tanque dura décadas, así mismo el no
uso de las baterías reduce el impacto ecológico.
De acuerdo al requerimiento de agua que necesita la comunidad, se
consideró inicialmente utilizar dos tanques de plástico con un volumen total de 9.0
m3 para almacenar el agua, el volumen de agua excedente será utilizado para
riego de los cultivos de patio contribuyendo así a la seguridad alimentaria. En los
años subsiguientes debido al crecimiento poblacional, los habitantes podrán
utilizar otro tanque adicional. La altura de los tanques será de aproximadamente 5
metros. A continuación se muestra el sistema en la figura 6.
62
El caserío de la comunidad, tiene una longitud lineal de aproximadamente
600 metros. La ubicación del sistema solar fotovoltaico estará próximo (3 m) al
pozo que se encuentra en la parte media del caserío por lo tanto serán 300 metros
de cañería a ambos lados del sistema de bombeo solar. El pozo se encuentra en
una superficie plana sin posibilidad de inundarse por efecto de lluvia, es cerrado,
de concreto con un diámetro exterior de 1.50 m, una altura desde la superficie de
la tierra de 0.94 m adicionando 2.43 m desde la superficie hacia el interior del pozo
para un total de cadena o calzadura de concreto de 3.37 m como a continuación
se muestra en la figura 7:
63
Creación propia del Modelo propuesto
El bombeo solar fotovoltaico en lugares como la comunidad de Los
Remedios que no existe luz eléctrica por fuente convencional, resulta la alternativa
más viable, sobre todo cuando la distribuidora de energía eléctrica en Nicaragua
no tiene planes de aumento de cobertura, ni políticas de crecimiento dirigida a los
sectores más pobres como es el sector rural. Por otro lado según la guía para el
desarrollo de bombeo con energía solar fotovoltaica la experiencia muestra que
este tipo de proyecto o alternativa es económicamente viable cuando el ciclo
hidráulico no sobrepasa los 1500 m4. En este caso el ciclo hidráulico del proyecto
de bombeo solar fotovoltaico en Los Remedios es menor de los 1500 m4 siendo
este de 113.9 m4.
Otro aspecto a considerar es que el bombeo con energía solar fotovoltaica
tiene un impacto positivo al medio ambiente ya que la energía solar y sus
componentes tecnológicos es una energía limpia, no contribuyen una vez
funcionando, a la emisión de gases de efecto invernadero, no deterioran la calidad
del aire, no producen ruido ni afectan la flora y la fauna de las comunidades.
64
Al comparar la tecnología solar fotovoltaica que se seleccionó con el
sistema convencional se sabe que el sistema convencional, que además de
contribuir a la emisión de gases de efecto invernadero se vuelven insostenibles
por los altos costos de mantenimiento que según el coordinador del comité de
agua potable (CAP) de la comunidad de Sirama de la ciudad de Chichigalpa es C$
7000 córdobas netos ($ 352.34 ) cada dos años y agrava la situación la factura
energética de la distribuidora que oscila mensualmente entre C$11000 córdobas
($ 553.71) y 13000 córdobas ( $ 654.36).
Además enfrentan las fluctuaciones de voltaje provocando que algunas
veces la bomba no funcione dejando sin abastecimiento a la comunidad. Otro
problema serio que enfrentan los CAPS es la alta cartera de morosos que reciben
el servicio y no pagan entre por múltiples causas entre ella la pobreza de sus
habitantes, la mora según los tres CAPS de las comunidades visitadas (Sirama, El
Pellisco y Cosmapa) oscila entre 40 y 50 % de los usuarios.
Por otro lado si se aplica el diagrama de flujo de decisiones para bombeo
considerando la tecnología solar y convencional de la figura 8, propuesta por la
guía para el desarrollo de proyecto y tomando en cuenta que las mayorías de las
casas de la comunidad Los Remedios se encuentran a una distancia de la red
menor de 0.5 km, que la demanda diaria por carga dinámica es menor de los 1500
m3 (113.9m3) y que la insolación disponible en la zona es mayor que 3 kWh/m2
(5.4 kWh/m2 promedio anual), la opción a considerar es la solar.
65
En la comunidad de los Remedios a pesar que la red de energía eléctrica
se encuentra a una distancia menor de 0.5 km, es importante señalar que dicha
red es propiedad de la empresa azucarera ISA, la que según los pobladores de la
comunidad les negó junto con la empresa distribuidora de energía eléctrica el
servicio de energía. Por lo tanto según los pobladores no tendrán la oportunidad
de acceso a este servicio.
Es importante destacar las ventajas y desventajas que tiene la energía solar
fotovoltaica las cuales a continuación se enumeran.
4.9.2 Ventajas de los sistemas de bombeo solar
-No depende de la existencia de una red convencional de energía eléctrica.
-No depende de generadores eléctricos portátiles que consume
combustibles.
-Su diseño es simple y no requiere de un banco de baterías.
-Pueden operar a grandes profundidades.
-Son duraderas y eficientes.
-Larga vida útil (de 10 a 15 años)
-No requieren de un operador
66
-Bajos costos de operación y mantenimiento
-Estos sistemas son sencillos, confiables, requieren de poco mantenimiento
y no usan combustible.
-Otra ventaja es que los sistemas son modulares, de manera que pueden
optimizarse para las características específicas de cada usuario.
4.9.3 Desventajas
-El volumen de agua extraído por hora es menor que el volumen de una
bomba de varios HP.
-El criterio de diseño para un equipo de bombeo solar sólo considera el
volumen diario requerido.
-El costo inicial del sistema es relativamente alto.
-Necesita un tanque de almacenamiento para compensar por los días con
irradiación solar baja o nula.
-No son rentables para potencias mayores a 3 HP
4.9.4 Costo de Ciclo de Vida.
Se mencionó anteriormente que una de las desventajas que tiene el
sistema de bombeo solar fotovoltaico son los altos costos de inversión inicial, ello
es una limitante para los pobladores de comunidades rurales pobres, la
comunidad de Los Remedios no escapa de tal situación, los pobladores de las
comunidades no son fuente de crédito, empeora este hecho la falta de
financiamiento de la banca nacional a proyectos de promoción de energía
renovable.
La baja capacidad de pago de los pobladores hace inaccesible esta
tecnología desde ahí la importancia que juegan los programas de gobierno y de
organismos no gubernamentales en la promoción de energía renovables en las
comunidades rurales para que a través de estos programas la tecnología solar
pueda ser accesible.
67
Para sostener el proyecto se propone que las familias aporten un pago
mensual por el suministro de agua de C$30 ($ 1.51USA) y asumiendo de manera
ideal que las 33 viviendas paguen (no hay mora) anualmente se tendría el
equivalente de $ 597.98 usa lo que significa que para pagar el costo del proyecto
que es de $ 12231.4 usa (ver a bajo tabla 22, de costo de inversión) tendrían un
tiempo de 20.4 años.
Partiendo que la tecnología de bombeo solar trae a demás de beneficios
ambientales, beneficios sociales como el manejo higiénico sanitario del recurso
agua por medio de programa de capacitación exigido por el Ministerio de Salud,
beneficios económicos ya que el recurso hídrico podrá ser utilizado para los
cultivos de patio de los poblares de la comunidad, beneficios de desarrollo técnico
y organizativo.
Para que este proyecto de abastecimiento de agua con energía solar
fotovoltaica tenga éxito, es condición fundamental aumentar las capacidades
técnicas que desarrollen los conocimientos en su uso, manejo y mantenimiento del
sistema de bombeo con energía solar, tal entrenamiento para la aplicación de
esos conocimientos lo debe garantizar la empresa que instale dicho sistema.
Otra formación importante es la educación higiénica sanitaria que deben de
recibir principalmente las madres de familia de la comunidad (por la influencia que
ellas tienen en la educación higiénica de sus hijos). Esta formación deberá de ser
promovida por los dirigentes de la comunidad en coordinación con los funcionarios
del Ministerio de Salud (MINSA) que atiende la comunidad.
El proyecto permitirá fortalecer la capacidad organizativa de la comarca ya
que será necesario la elección de un equipo o comité de agua que monitoreo el
gasto de agua, funcionamiento del sistema y coleccione la mensualidad por
vivienda que las familias aporten para mantenimiento e inversiones futuras al
sistema de bombeo.
68
4.9.5 Costos de inversión.
V. CONSIDERACIONES PARA EL BOMBEO DE AGUA.
Las siguientes consideraciones técnicas serán de cumplimiento obligatorio
en el proceso de compra e instalación del sistema de bombeo.
5.1 Módulos Fotovoltaicos.
Los módulos fotovoltaicos deben de ser nuevos y de alta calidad
(monocristalino), con potencia de 100 W cada uno, debe de tener placa que
indiquen las características técnicas tanto eléctricas como referencias del
fabricante, deberán tener 2 años de garantía como mínimo e instalarlos por
personal calificado con una inclinación de 15 grados y orientación norte-sur.
5.2 Estructura soporte de módulos FV
La estructura debe ser de aluminio con una resistencia tal que soporte los
paneles, la estructura deberá fijarse a la superficie del suelo con una base de
concreto armado que cumpla las normativas de construcción y que sea adecuada
para soportar fuertes vientos.
69
5.3 Controlador de la Bomba
El controlador deberá de instalarse en la estructura soporte, debe estar en
correspondencia con las especificaciones de funcionamiento de la bomba y el
módulo fotovoltaico. Se debe asegurar que el controlador tenga sensores de nivel
o protección para evitar el bombeo en seco y que esta se dañe, debe tener placa
que identifique las características eléctricas, marca y modelo.
5.4 Bomba
La bomba debe ser centrífuga, sumergible de acero inoxidable, con su
respectiva placa del fabricante que muestre las características técnicas y debe
estar en correspondencia con las especificaciones de funcionamiento del
controlador.
5.5 Cables.
Todos los cables eléctricos deben ser de cobre con el diámetro y longitud
adecuado al funcionamiento del sistema y cubierto con tubos protectores, el cable
que parte del controlador hacia la bomba deberá de enterrarse para protegerlos de
posibles daños tanto humano como animal, los cables que vallan dentro del pozo
deben de sujetarse firmemente a la tubería y deberán aislarse mediante tubos
termo-compresibles.
5.6 Sistema de protección contra sobre-voltaje.
A todo el sistema solar fotovoltaico se le debe de proporcionar una conexión
a tierra (polo a tierra), en este caso del presente proyecto, la base de la estructura
que soportan los paneles, va enterrada en el suelo a un metro de profundidad, lo
cual no hace falta el uso de una varilla polo a tierra.
70
5.7 Caudalímetro.
Es importante la instalación de un caudalímetro que permita registrar los
caudales de agua suministrado diariamente para el monitoreo del sistema.
CONCLUSIÓN
1. El bombeo con energía solar fotovoltaica es una alternativa viable para la
comunidad de Los Remedios si se apoya de un programa de promoción de
energía renovable.
2. La zona de ubicación del proyecto es optima para el aprovechamiento de la
irradiación solar para el bombeo de agua y tiene no solo beneficios
ambientales (no produce ruido, y una vez funcionando no contribuye a las
emisiones de gases de efecto invernadero) sino beneficios sociales siempre
que se acompañe con actividades de sensibilización y acciones de
capacitación en higiene y saneamiento, que además fortalezca la capacidad
organizativa de sus pobladores y dirigentes comunales.
3. La utilización de esta tecnología contribuye a aliviar el problema energético por
los altos costos de los combustibles fósiles y la dependencia de los mismos.
4. El costo inicial de inversión del sistema propuesto no es considerablemente
alto en comparación con los beneficios ambientales, sociales y económicos
que se generen.
5. El proyecto de bombeo con energía solar fotovoltaica le garantizará a la
comunidad el derecho humano al suministro de agua y seguridad alimentaria.
6. El proyecto de bombeo solar brinda la oportunidad de fortalecer las
capacidades organizativas y de gestión de la comunidad y sus dirigentes ya
que existe bajos niveles de organización.
VI. Elucubración de la energía
6.1 Enfoque sistémico como principio básico de abordaje de los recursos
energéticos renovables.
71
6.1.1 El ser vivo y la vidaviii
6.1.2 Los seres vivos y la vida
“Los seres vivos u organismos vivos son aquellos que poseen una
estructura material muy compleja y que son capaces de nutrirse, relacionarse y
reproducirse, es decir, de realizar las tres funciones vitales. La vida se puede
definir como el conjunto de esas tres cualidades o funciones. La ciencia que
estudia los seres vivos es la Biología. Lo hace a todos los niveles, desde el
molecular hasta el de ecosistema.
Características de los seres vivos u Actúan espontáneamente y con una
cierta intencionalidad. Esta actuación tiene como objetivo realizar las funciones
vitales.
– La nutrición es la función de captar materia y energía del exterior, con el fin de
mantener su estructura, crecer, desarrollarse y realizar las funciones vitales.
– La relación es la función de captar estímulos del exterior y elaborar respuestas
adecuadas a los mismos. Sin ella, los seres vivos serían incapaces de nutrirse y
de reproducirse.
– La reproducción es la función de originar nuevos individuos, iguales o parecidos
a los progenitores.
6.2 Son seres muy complejos.
Esto se debe a que tienen que regular muchas reacciones químicas internas
diferentes y responder Adecuadamente a un gran número de sustancias externas.
Los seres vivos están constituidos por materia orgánica e inorgánica.
– La materia orgánica es aquella que está constituida, básicamente, por átomos
de carbono (C) y de hidrógeno (H). La mayoría, además, presenta átomos de
oxígeno (O) y de nitrógeno (N). En la naturaleza solo se encuentra constituyendo
organismos y sus derivados naturales, como el petróleo.
72
– La materia inorgánica es la que no está constituida, básicamente, por átomos de
carbono y de hidrógeno. También se la denomina materia mineral, ya que forma
los minerales, las rocas y el agua.
6.2.1 Metabolismo.
Las moléculas de los organismos reaccionan entre sí y se transforman, con la
finalidad de formarla propia estructura y obtener energía. El conjunto de estas
reacciones químicas se llama metabolismo.
Están constituidos por una o más células. Los primeros son los seres
unicelulares y los segundos, los pluricelulares. Desde el punto de vista estructural,
la célula es una estructura de materia viva constituida por una membrana, un
citoplasma y material genético (el ácido desoxirribonucleico o ADN), que contiene
la información sobre su estructura y funcionamiento.
Desde el punto de vista funcional, la célula es la unidad más sencilla de
materia viva autónoma, ya que es capaz de nutrirse, reproducirse y relacionarse
por sí misma. La información biológica sobre su estructura corporal (anatomía) y
su funcionamiento (fisiología) se halla en los ácidos nucleicos. Cada una de las
unidades de información se denomina gen.
Los genes de un ser vivo son hereditarios, por lo que pasan del progenitor a
sus descendientes. Los seres vivos mantienen relativamente constante su medio
interno. Su objetivo es intentar que no les afecten las variaciones del medio
ambiente. Esta propiedad se llama homeostasis.
6.2.2Tipos de células
Células procariotas. Son las que carecen de núcleo.
Células eucariotas. Son las que tienen núcleo, es decir, poseen el material
genético rodeado por una doble membrana que se conoce como envoltura
nuclear.
73
6.3. El origen de la vida y de los primeros organismos
Las primeras explicaciones históricas sobre el origen de la vida y los seres
vivos sostienen que los diversos seres vivos fueron creados por algún ser
superior. En la actualidad se entiende que los textos religiosos pretenden mostrar
la intervención divina en la creación de la vida, pero no explicar cómo se ha
originado la materia viva, lo cual pertenece al ámbito delos textos científicos.
6.3.1 La teoría de la generación espontánea
Esta teoría defiende que algunos seres vivos podrían originarse a partir de
materiales inertes, como el barro, el sudor, la carne en corrupción, etc. Esta
hipótesis fue aceptada en el mundo científico durante siglos. Entre otros, fue
sostenida por Aristóteles (384-322 a. C.). Se pensaba que del barro se generaban
las anguilas; de la lluvia, las ranas; de la carne en putrefacción, los gusanos y las
moscas; etc. Incluso se llegaron a proponer fórmulas para obtener seres vivos.
Así, J. B. Helmont (1577-1644) afirmó que para conseguir ratones bastaba con
envolver granos de trigo en una camisa sucia y sudada y esperar unos 21 días.
El médico italiano Francesco Redi (1626-1698) realizó varios experimentos
que demostraban que la idea de la generación espontánea era errónea.
6.3.1.1 Método científico aplicado por Francesco Redi
• Observación. Observó que los gusanos solo aparecían en la carne en proceso de
putrefacción si las moscas se habían posado en ella varios días antes.
• Hipótesis. A partir de esta observación elaboró la hipótesis de que «los gusanos
proceden de moscas que ponen huevos en la carne podrida». Para comprobar la
certeza de su hipótesis realizó los siguientes experimentos en 1668:
• Experimento 1. Colocó restos de seres vivos en varios recipientes: unos los tapó
y los selló con cera y otros los mantuvo abiertos. El resultado fue que solo
74
aparecían gusanos en los recipientes abiertos, en los que podían entrar moscas
adultas.
• Experimento 2. Repitió el experimento tapando algunos recipientes con un trozo
de gasa para permitir que entrase el aire fresco, pero no las moscas. El resultado
fue que volvieron a aparecer gusanos sobre la carne en putrefacción en los
recipientes abiertos, pero no en los tapados con gasas. Con este experimento,
Redi comprobó que lo que impide la presencia de gusanos en la carne es que las
moscas no puedan poner huevos en ella. CMC 0108
• Conclusión. Redi llegó a la conclusión de que los gusanos proceden de las
moscas y no de la generación espontánea.
• Teoría. A partir de aquí estableció la siguiente teoría: «Los gusanos de la carne
no se originan espontáneamente de la materia muerta, sino que se forman a partir
de moscas que ponen sus huevos en la carne».
Posteriormente, A. Leeuwenhoek (1632-1723), el inventor del microscopio,
comunicó que había observado organismos microscópicos vivos en el agua de
lluvia que había recogido en su tejado. Esto llevó a que algunos científicos
admitieran la posibilidad de que los microorganismos se originasen por generación
espontánea.
En 1745, J. T. Needham (1713-1781) introdujo tejidos vegetales y animales
en frascos herméticos y los calentó. Varios días después observó la aparición de
microorganismos, lo que le llevó a defender la hipótesis de la generación
espontánea de los microbios. Años después, en 1769, L. Spallanzani (1729-1799)
repitió el experimento y demostró que, si se impedía la entrada de aire en los
frascos calentados, no aparecían microbios. El argumento en contra era que,
debido a la falta de aire, no aparecían los microbios. Por tanto, la controversia
entre defensores y detractores de la generación espontánea seguía abierta.
En 1860, el microbiólogo francés Louis Pasteur (1822-1895) realizó un
experimento similar al que efectuó Redi doscientos años antes y demostró que la
teoría de la generación espontánea de la vida era falsa. Pasteur explicó que los
microbios y las esporas de hongos que contenía el aire y que se depositaban
75
continuamente sobre los objetos eran los causantes de la descomposición de los
cadáveres de los organismos.
6.3.1.2 Experimento de Luis Pasteur
Si el matraz se mantenía vertical, no se producía la contaminación
microbiana del caldo, incluso después de mucho tiempo, debido a que los
microorganismos no podían ascender por el cuello del recipiente. Pero si este se
inclinaba hasta poner en contacto el caldo con la abertura del cuello (llena de
microbios), se producía la contaminación microbiana de dicho caldo. Por tanto, la
ausencia de vida en el recipiente vertical no se debía a la destrucción de algún
principio vital por el calentamiento del caldo, sino a que se impedía su
contaminación.
Con este experimento, Pasteur demostró que «todos los seres vivos
proceden de otros seres vivos» y que la teoría de la generación espontánea de
vida no era cierta.
6.3.2 La hipótesis de los coacervados
Después de los experimentos de Pasteur, se propuso que la generación
espontánea de vida sí podría haberse dado en las condiciones iniciales del
planeta. El científico ruso A. Oparin (1894-1980) sostenía que la aparición de la
vida estuvo precedida de una evolución química. Según él, la atmósfera terrestre
primitiva estaba constituida por hidrógeno (H2), agua (H2O), amoníaco (NH3),
algunos hidrocarburos como el metano (CH4), etc.; no consideró que presentase
dióxido de carbono. A partir de estos elementos, al enfriarse la Tierra, se originó
una gran cantidad de moléculas orgánicas (de C, H, O y N) que se acumularon en
la hidrosfera y constituyeron el caldo primitivo (denominado así por J. B. Haldane).
Algunas de estas moléculas pequeñas (monómeros) debieron de
combinarse y formar moléculas de elevado peso molecular (polímeros), las cuales,
a su vez, se unirían espontáneamente para constituir microscópicas estructuras
76
cerradas, llamadas coacervados, formadas por una envoltura de polímeros y un
medio interno que podría presentar enzimas. Los coacervados tendrían un
metabolismo muy sencillo que les permitiría crecer y dividirse. Oparin logró
obtener coacervados en el laboratorio que crecieran y que se dividieran. En 1924
llegó a la conclusión de que los coacervados eran los precursores de los seres
vivos. En 1929, el inglés J. B. Haldane llegó a unas conclusiones similares a las de
Oparin, por lo que se suele hablar de la teoría de Oparin-Haldane. La hipótesis de
Oparin explica cómo se pudo pasar de la materia inorgánica a la orgánica, pero no
cómo se pasa de la no vida a la vida, ya que ni explica el origen de las enzimas
internas de los coacervados ni cómo podrían evolucionar, al carecer estos de
información genética.
6.3.3 La síntesis experimental de materia orgánica sencilla
En 1952, S. Miller confirmó experimentalmente la hipótesis de Oparin. En
un matraz esférico introdujo los gases que presumiblemente constituían dicha
atmósfera primitiva (metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua) y los sometió
durante una semana a descargas eléctricas que simulaban las posibles tormentas
eléctricas. Mantuvo el recipiente a una temperatura próxima a la de la ebullición
del agua. Posteriormente, comprobó que en el recipiente habían aparecido
moléculas orgánicas sencillas como glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos.
6.3.4 La síntesis artificial de materia orgánica compleja
El científico americano S. Fox consideró la posibilidad de que, en las
regiones volcánicas próximas al mar de la Tierra primitiva, las mezclas de
aminoácidos del caldo primitivo se calentaron y se desecaron, lo que pudo originar
polímeros de aminoácidos, es decir, proteínas. Lo comprobó experimentalmente
en 1958. Introdujo en un horno una porción de lava en la que había puesto una
mezcla de 18 tipos de aminoácidos y los mantuvo a 170 ºC durante unas cuantas
horas. Obtuvo polímeros de aminoácidos similares a las proteínas que denominó
77
proteinoides termales, que formaban pequeñas gotitas, a las que llamó micro
esferas. Estas podrían ser capaces de captar energía del medio externo y
dividirse. No obstante, los experimentos de Fox no explicaban cómo se originaría
la primera estructura viva, ya que las micro esferas no presentaban moléculas
capaces de contener y transmitir la información biológica. Actualmente se piensa
que estas moléculas debieron de formarse en una de las primeras fases de la
evolución protobiológica.
6.3.5 La síntesis de ácidos nucleicos
A partir de 1959, el científico catalán Joan Oró (1923-2004), siguiendo un
protocolo parecido al de S. Miller, pero cambiando la composición de los gases
que utilizaba este por otros abundantes en los cometas (ácido cianhídrico,
amoníaco y agua), consiguió sintetizar las moléculas que constituyen los ácidos
nucleicos. Según Oró, los primeros compuestos orgánicos podrían haberse
formado en parte en la Tierra y en parte en los meteoritos y cometas que cayeron
sobre nuestro planeta. Un dato que apoya esta hipótesis es que los elementos que
componen las biomoléculas (carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo) se
encuentran entre los más abundantes en el universo, después del hidrógeno, el
helio y el neón.
Oró concibió que el primer ser vivo debió de originarse a partir de la acción
conjunta de cinco macromoléculas: un protorribosoma (estructura que sintetiza las
proteínas), una protoenzima, un proto-ADN o un proto-ARN (con la información
biológica y capacidad de auto duplicarse), un proto-ARN de transferencia y una
membrana.
6.3.6 Hipótesis actuales sobre el origen de la vida
Actualmente no se conoce en qué orden aparecieron las estructuras que
formaron la primera unidad autónoma viva o protobionte, que sería el antepasado
común a todos los seres vivos. Se concibe al protobionte como un agregado de
78
moléculas producidas de forma abiótica, rodeado de una membrana o de una
estructura similar a ella, provisto de un cierto metabolismo y que era capaz de
replicarse.
6.3.7 Hipótesis de Oparin actualizada
La atmósfera primitiva no era completamente reductora, sino que
presentaba una cierta cantidad de oxígeno, como demuestran los carbonatos y
óxidos de hierro que se han encontrado en rocas de hace 3 800 millones de años,
cuando apareció la vida en la Tierra. Estas sustancias no se podrían haber
formado en una atmósfera reductora. La atmósfera actual contiene una cantidad
de neón muy inferior a la que cabría esperar. Se supone que una caída incesante
de meteoritos provocó la salida de gases pesados del interior de la Tierra,
modificando la composición de la atmósfera primitiva, constituida por gases muy
ligeros. Los meteoritos aportarían gran parte de los primeros compuestos
orgánicos. Según esta teoría, los componentes de protobionte que primero se
formaron fueron las membranas; luego, los coacervados; después, las proteínas
enzimáticas y, por último, los genes.
6.3.8 Hipótesis de Eigen o del ARN primitivo
M. Eigen, en 1981, propuso que, a partir de nucleótidos sueltos, se
constituyó la primera molécula (ARN) con capacidad de contener información
genética, de auto replicarse y de controlar los demás procesos biológicos.
Actualmente ya se ha constatado que el ARN es capaz de contener información,
como sucede en muchos virus. Durante el proceso evolutivo, la función de
contener la información genética pasaría del ARN al ADN, que es una molécula
más estable; y las funciones catalíticas, a las proteínas enzimáticas. Tal y como
afirma esta hipótesis, primero aparecieron los genes en forma de ARN; luego, las
enzimas y, por último, la membrana plasmática.
79
6.3.8 Hipótesis de Cairns-Smith o de los cristales de arcilla
En 1982, A. Cairns-Smith propone la siguiente hipótesis: los iones metálicos
de los minerales de la arcilla, al ordenarse espontáneamente durante la
cristalización, provocarían una ordenación determinada de los aminoácidos que
constituyeron las primeras proteínas enzimáticas. Después, la arcilla y las enzimas
quedaron envueltas por una membrana. Durante el transcurso del proceso
evolutivo, la información (ordenamiento) pasaría de los minerales de arcilla al
ARN. Según esta hipótesis, primero se formaron los cristales de los minerales de
la arcilla; luego, las enzimas; posteriormente, las membranas y, finalmente, los
genes en forma de ARN.
6.3.9 Los primeros organismos
La primera célula procariota Las rocas más antiguas que se han hallado son
el gneis de Acasta (Canadá), de hace 4 030 millones de años. Estas rocas
muestran que en esa época la superficie terrestre ya se había enfriado y era
sólida.
Por otra parte, se han encontrado indicios de vida en las rocas
sedimentarias de Isua (Groenlandia) y fósiles de bacterias de hace 3 500 millones
de años en Apex (Australia). Estos datos llevan a pensar que la evolución
protobiológica, la cual originó la primera célula, fue un proceso muy rápido que
duró entre 200 y 500 millones de años, aproximadamente. Hasta que apareció la
primera célula eucariota, la Tierra estuvo habitada únicamente por organismos
procariotas (bacterias).
La primera célula eucariota, los primeros fósiles (no seguros del todo) de
células eucariotas son de hace 2 100 millones de años (mina Empire, en Míchigan,
Estados Unidos). Los primeros fósiles seguros son de hace 1 500 millones de
años (dolomía de Amelia, en Australia). Con estos datos se puede afirmar que la
evolución desde los procariotas hasta los primeros seres unicelulares eucariotas
fue un proceso muy lento que duró entre 1 400 y 2 300 millones de años. Sobre
80
cómo se originó la primera célula eucariota hay dos hipótesis que no son
excluyentes:
6.3.10 Hipótesis autógena de Taylor y Dobson.
Al compartimentarse una gran célula procariota mediante membranas se
formaron algunos orgánulos de la célula eucariota (núcleo, retículo
endoplasmático, aparato de Golgi y vacuolas).
6.3.11 Hipótesis de la endosimbiosis en serie de Lynn Margulis.
Según ella, la célula eucariota procede de una célula ancestral anaerobia
que habría englobado varias células procariotas entre las que se habría
establecido una relación de simbiosis. Cada una de estas se habría transformado
en un orgánulo celular. Así, las cianobacterias originarían los cloroplastos; las
bacterias aeróbicas, las mitocondrias; las bacterias espiroquetas, los cilios y los
flagelos; etc.
Los primeros eucariotas pluricelulares, se considera que se formaron a
partir de organismos eucariotas unicelulares, que formaban colonias temporales,
en el momento que perdieron la capacidad de separarse. Las células que
integraban estas colonias se especializaron en funciones distintas, dando lugar a
los tejidos. Así se formaron los organismos pluricelulares tanto vegetales como
animales.
Los primeros posibles fósiles de eucariotas pluricelulares son unas algas
relativamente pequeñas de hace 1 200 millones de años. Los primeros fósiles
seguros son unos animales blandos y de formas muy diferentes a las actuales
encontrados en Ediacara (Australia) de hace entre 700 y 570 millones de años y
una serie abundante de organismos, unos extraños y otros parecidos a los
actuales, encontrados en los esquistos de Burgess (Montañas Rocosas, en
Canadá)de hace 530 millones de años. El paso de organismos eucariotas
81
unicelulares a pluricelulares fue un proceso muy lento, de unos 800 millones de
años.
La evolución del metabolismo, según se ha deducido, los primeros
organismos eran procariotas heterótrofos fermentadores. La fermentación, al no
precisar de oxígeno, es el proceso metabólico óptimo para obtener energía de las
moléculas orgánicas, que constituían el caldo primitivo, en una atmósfera sin
oxígeno, como era la primitiva. Cuando estas moléculas empezaron a agotarse,
resultaron más aptos aquellos organismos, surgidos antes de que esto sucediera,
que tenían la capacidad de utilizar la luz como fuente de energía, es decir, los que
eran capaces de realizar la fotosíntesis. Hace unos 3 000 millones de años
aparecieron las cianobacterias, microorganismos que ya podían realizar una
fotosíntesis más eficaz y que desprendía oxígeno. Mediante este proceso
descomponían el agua (H20)para obtener hidrógeno (H), con el cual reducían el
dióxido de carbono y así sintetizaban materia orgánica y liberaban oxígeno (O2).
Este gas no deseado enriqueció la atmósfera primitiva. Los rayos ultravioletas del
Sol provocaron la transformación de parte de este oxígeno en ozono. Este gas
constituye una pantalla que no deja pasar los rayos ultravioletas, que son muy
nocivos para las células, contenidos en las radiaciones del Sol y posibilitando así
la vida fuera del agua.
Evidencias de todo ello son los estromatolitos de hace 3 000 millones de
años, que son formaciones laminares superpuestas en forma de cúpulas de
decenas de centímetros que forman las cianobacterias. También se deben
destacar las formaciones de óxidos de hierro en bandas de hace 2 200 millones de
años originadas al combinarse el oxígeno con el hierro presente en las rocas.
La presencia de oxígeno en la atmósfera favoreció el predominio delos seres vivos
que realizan la respiración aeróbica, en la que se obtiene una gran cantidad de
energía.
82
6.3 Aportes científicos al conocimiento de las ciencias sociales en Gestión
Pública Participativa, Democracia Directa, Política Exterior y
Transformación Nacional.
Según El Dr. Nelson Ávilaix en el conversatorio, la geopolítica
contemporánea presenta en sus puntos característicos. El control de la quinta
revolución tecnológica en el mundo. Citado por Ricardo Illescas en su resumen;
“en la historia del capitalismo” el desarrollo del pensamiento del hombre los
inventos 1) de la máquina al vapor, 2) invención del acero, 3) adaptación de la
energía eléctrica para consumo humano, 4) desarrollo de la industria
automovilística, 5) biogenética, telemática, cibernética y la robótica tienen
aplicación teórica y práctica en la vida de las personas.
Estos descubrimientos están encaminados a buscar la felicidad de los seres
humanos en este planeta especialmente en el invento 3) adaptación de la energía
eléctrica para consumo humano, que según el economista estadounidense se
Henry George 1879 “el hombre busca satisfacer sus necesidades con el menor
esfuerzo posible”x. Se puede precisar que la filosofía y la ciencia buscan la forma
preservar la vida del ser humano.
Según el Dr. Idelfonso Finol Ocandoxi en su exposición durante el conversatorio.
El Socialismo se fue nutriendo de contenido científico en el siglo XIX en la
pragmatzación de las teorías filosóficas representadas Marx y Engels, crearon la
doctrina del Socialismo y le dieron contenido filosófico, económico y de saberes.
Este Socialismo es diferente del siglo XVIII y esto permite hablar de un socialismo
del S. XXI. En el siglo XX comienza la fase solida del socialismo con Lenin, la gran
revolución de octubre que aplica los ideales del XVII y de la doctrina del XIX. La
revolución rusa comienza a ser poder político, económico, militar y cultural. Se
avanza hacia una clarificación de la vida del ser humano ente de cambio en el
desarrollo mismo en la historia de la humanidad.
La filosofía divide y la ciencia unexii. “La filosofía es un intento del espíritu
humano para llegar a una concepción del universo mediante la autorreflexión
sobre sus funciones valorativas teóricas y prácticas” (Vargas-Mendoza, 2006).
Esto explica la apreciación del conocimiento que se tiene del mundo que nos
83
rodea, según K. Marx en la “Tesis 11 dirigida a Feuerbach afirma que los filósofos
hasta ahora solo se han dedicado a contemplar el mundo, y de lo que se trata es
de transformarlo” (Marx K. & Engels F., 1969).
La ciencia como conocimiento en el nivel doctoradoxiii. La actividad de
generación de conocimientos es concreta y abstracta en el sentido que busca la
comprensión de la realidad. “El Realismo.- Entendemos por realismo aquella
postura epistemológica que afirma que existen cosas reales, independientes de la
conciencia. Esta postura se encuentra en Demócrito, Galileo, Descartes, Hobbes,
Locke, Dilthey y Scheler” (Vargas-Mendoza, 2006). Este recorrido por los ideales
de los pensamientos encaminados a crear el conocimiento de la ciencia según
Vargas 2006. Para el Idealismo no existen cosas reales, independientes de la
conciencia. Para el Idealismo en Berkeley, el ser de las cosas equivale a “ser
percibidas”. Para el idealismo en Avemarius y Mach, la única fuente del
conocimiento es la sensación es propio del empiriocriticismo. En este sentido
afirma David J. Romagnolo, [email protected] (Julio de 1999) en Materialismo
empirio-critisismo de Lenin 1974-1975. Se ha hecho la presente edición de
Materialismo y empiriocriticismo tomando como base la versión castellana
realizada en Moscú (Ediciones en Lenguas Extranjeras, 1948).
Concreción de la energía en la vida del ser humano. El materialismo y el idealismo
difieren por la solución que aportan al problema de los orígenes de nuestro
conocimiento, al problema de las relaciones entre el conocimiento (y lo "psíquico"
en general) y el mundo físico; la cuestión de la estructura de la materia, de los
átomos y de los electrones no tiene que ver más que con ese "mundo físico".
Cuando los físicos dicen: "la materia desaparece", con ello quieren decir que las
ciencias naturales reducían hasta ahora todas sus investigaciones del mundo
físico a estas tres nociones finales: la materia, la electricidad y el éter; pero ahora
quedan sólo las dos últimas, porque la materia se puede reducir a la electricidad,
el átomo se puede representar como una especie de sistema solar infinitamente
pequeño en cuyo seno los electrones negativos se mueven con una velocidad
determinada (y extremadamente grande, como hemos visto) alrededor de un
electrón positivo. Se puede, por consiguiente, reducir el mundo físico a dos o tres
84
elementos en vez de varias decenas (por cuanto los electrones positivo y negativo
representan "dos materias esencialmente diferentes", como dice el físico Pellat,
citado por Rey, en la obra mencionada, págs., 294-295)
6.4.1 Gestión De La Teoría General De Sistemas En La Vida Del Ser Humano
Según La Tesis La Vida Es La Energía Y La Energía Es La Vida Misma.
La Teoría General de los Sistemas (TGS), propuesta más que fundada, por
L. von Bertalanffy (1945) aparece como una metateoría, una teoría de teorías (en
sentido figurado), que partiendo del muy abstracto concepto de sistema busca
reglas de valor general, aplicables a cualquier sistema y en cualquier nivel de la
realidad”xiv.
En el campo de la electricidad, utilizando el enfoque sistémico como una de
las teorías sociales, permite enfocar la gestión de la naturaleza que nos ha
demostrado que toda ella, en su conjunto, está formada por energía. Sus
componentes igualmente se componen de átomos y éstos a su vez estánformados
de capaz energéticas como neutrones, protones y electrones. También existe
científicamente probado que los elementos químicos están compuestos por
átomos como carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, potasio, calcio, otros. Que
forman los elementos vivos y no vivos esenciales.
“Los elementos vivos se denominan factores bióticos y corresponden a los
seres vivos: animales, vegetales, bacterias y hongos. Los elementos no vivos se
denominan factores abióticos y son aire, Tierra, agua y todas las condiciones de
clima y de la luz”.
La TGS surgió debido a la necesidad de abordar científicamente la
comprensión de los sistemas concretos que forman la realidad, generalmente
complejos y únicos, resultantes de una historia particular, en lugar de sistemas
abstractos como los que estudia la Física. Desde el Renacimiento la ciencia
operaba aislando:
Componentes de la realidad, como la masa.
Aspectos de los fenómenos, como la aceleración gravitatoria.
85
El físico Albert Einstein, propuso la ecuación E=m.c2 para explicar la relación
entre la energía y la masa. La interpretación más sencilla sugiere que la materia
puede convertirse en energía y la energía en materia. “Según el enfoque
sistémico, los sistemas tienen entradas y salidas por los cuales entran y salen tres
tipos de “ingredientes” o “productos” energía, materia (en realidad otra forma de
energía) e información (también es una forma de energía) en sus diferentes
estados de transformación. Se ha demostrado que la persona humana es un
sistema compuesto por subsistemas que responden a una fuente de energía que
mantiene la vida y el movimiento de nuestro cuerpo”xv.
En el planeta Tierra. Todos los elementos que lo componen, en su estructura
tienen energía y materia, que es otra forma de energía. La tesis la vida es la
energía y la energía es la vida misma, está fundamentada en la vida del ser
humano que posee energía activa (movimiento) y materia ordinaria o cuerpo que
tiene las características esenciales de masa, velocidad (aceleración de la
gravedad), espacio, tiempo (edad) y temperatura.
Las características esenciales son parte de todos los seres vivos y no vivos,
con excepción de los seres no vivos que no tienen energía activa (movimiento); o
sea, para ilustrarnos mejor señalamos el caso del ser humano como sistema
energético, en su gestión: en el caso específico de un especialistas en el sistema
respiratorio, y desea realizar una operación de los pulmones y no toma en cuenta
el sistema circulatorio, el sistema digestivo, el sistema nervioso puede ser que
tenga éxito en su operación pero el paciente está muerto, su fuente de energía
activa que le garantiza la vida y el movimiento se ha reducido y su cuerpo pasa ser
materia fría que se convertirá en energía por medio de los diferentes estados de la
materia.
Con esta ilustración sobre la materia podemos afirmar que: La vida es la
energía que mantiene en funcionamiento nuestro cuerpo; igual cuando usted
presiona o roza con sus dedos o cualquier parte de su cuerpo los alambres
electrizados siente un calambre o impulso.Pues este sentir es la vida que está
presente en usted y que también corre por esos alambres.
86
La comprobación práctica y al alcance de todos es, la observación y
experimentación, cuando una persona muere su energía se reduce, sus electrones
se separan y su cuerpo pasa a ser materia (otra forma de energía) que luego se
transforma para convertirse nuevamente energía. Así:
Primero: pasa de un estado sólido a un estado líquido, por el proceso de
putrefacción en presencia de variaciones de temperatura.
Segundo: pasa de un estado líquido a un estado gaseoso, también por medio de
un proceso térmico.
Tercero: pasa de un estado gaseoso a un estado plasma por las altas variaciones
de temperatura (proceso térmico)
Cuarto: el plasma es el cuarto estado de la materia donde los electrones se
separan de su núcleo atómico de cualquier organismo vivo o no vivo formado por
elementos químicos existentes en este planeta o universo terrenal.
En el caso de los seres no vivos que también experimentan la
transformación de la energía por medio de sus diferentes estados, veamos. El aire
se encuentra en estado gaseoso, si se le aplica temperatura pasa a formar una
fuerza energética poderosa como los neumáticos inflados de aire de automóviles,
los sonidos que llegan a nuestros oídos, más energía en forma de calor llega a
estado plasma.
La Tierra se encuentra en estado sólido, si se le aplica energía en forma de
calor se convierte en magma que fluye como lava líquida en una erupción
volcánica, más energía en forma de calor y se convierte en gas y este gas a altas
temperaturas se convierte plasma.
El agua está en el segundo estado de la materia, le aplica energía en forma
de calor hasta el punto de ebullición, se convierte en gas más energía y se
convierte en plasma.Haciendo énfasis en el enfoque sistémico para ver la vida real
del desarrollo económico social, “la materia forma todo lo que existe en el
universo, desde la tierra bajo nuestro pies hasta las estrellas en el firmamento.
La materia tiene cuatro estados: solido, líquido, gas y plasma; las moléculas
de los sólidos están muy cerca unas de otras y mantienen su forma, sí les
87
añadimos energía; calor por ejemplo, empiezan a separarse y derretirse formando
un líquido que no tiene forma, agregamos más energía y la materia se convierte
en gas, el gas a muy altas temperaturas se convierte en plasma. El cuarto estado
de la materia provocando que los electrones se separen de su núcleo atómico y
floten libremente a su alrededor.
Aún en los climas extremadamente fríos los sólidos, por ejemplo, la nieve
se convierte en líquido cuando la energía en forma de calor aumenta la
temperatura más allá del punto de fusión del agua. Los líquidos no tienen forma
sólida pero tienen volumen y se mueven llenando los espacios. Aún los muy
grandes como los océanos; aunque es obvio que el hielo se derrite, las rocas
también se derriten si hay suficiente energía.
Las rocas derretidas por el calor y la presión en lo profundo de la Tierra rota
como magma y lava líquida durante una erupción volcánica. Las moléculas del gas
están más separadas y contienen más energía que la de los líquidos; los gases en
el universo como el aire y el hidrogeno gaseoso no tienen forma o volumen; el
plasma en el universo es gas a muy altas temperaturas; el plasmaiv en el universo
forma más del 99% de nuestro universo visible, sus partículas cargadas de
electricidad son la materia que forman las estrellas.
6.5 Creación y Demostración de la nueva fórmula de la energía que valida la
Tesis Doctoral “la vida es la energía y la energía es la vida misma”. Usando
el Modelo MACCESA creación propia
CREACIÓN:
Fase 1: Fórmula original de A. Einstein.
Fase 2: Sumar estados de la materia (sólido s1, líquido l2, gas g3 y plasma p4) y
variaciones ( ) de tiempo (t), espacio (e) y temperatura (T)
88
Fase 3: Plantearse las premisas de sustitución de los estados de la materia por la
masa (m) en fase 2.
Fase 4: Factorización de la masa (m) y creación de nueva fórmula.
DEMOSTRACIÓN:
Fase 1. Fórmula M. Escobar 2012
E=mc2∆Tet
Fase 2. Igualación de la energía
E=E
Fase 3. Sustitución de valores de la formula M. Escobar
mc2∆Tet= mc2∆Tet
Fase 4. La energía es la vida y la vida es la energía misma
Energía=Vida
Vida=Energía
Fase 5. Caso práctico del Ser Humano reúne todas las características esenciales
de la energía.
Energía=Ser Humano
Energía = mc2∆Tet
Ser Humano = mc2∆Tet
89
6.6 Modelo propio en la creación de conocimiento científico en la academia.
Modelo Alternativo para crear Conocimiento Científico a través del Enfoque
Sistémico en la Academia (MACESA)
Pasos del Modelo propuesto (MACESA):
Paso I ANTES: caracterización del contexto de la situación de estudio o caso a
investigar. Retomar los siguientes aspectos:
- Aspecto (ambiente = factores biótico y abiótico); ciencias ambientales basados
en el estudio de relaciones ambientales a través de las normas ambientales o
leyes naturales en la Naturaleza.
- Aspecto (económico); ciencias económicas basados en estudio de relaciones de
producción/necesidades del ser humano a través de normas económicas o leyes
económicas.
- Aspecto (social); ciencias sociales basados en estudio de relaciones sociales de
los seres humanos a través de normas sociales o leyes culturales de la sociedad.
90
- Aspecto (político); ciencias políticas basados en estudio de relaciones políticas
de las personas a través de normas políticas o leyes jurídicas o políticas.
Paso II DURANTE: concentrar información medular de la situación o caso objeto
de estudio.
Paso III DESPUÉS: obtener resultados de la situación estudiada o investigada a
través de método de conocimiento valido o episteme.
6.7 Modelos epistemológicos originales y derivados empleados en la
elucubración de la energía.
Metodología epistemológica empleada en la creación de la Tesis “la vida es
la energía y la energía es la vida misma”
Modelos epistemológicos derivados de modelos originalesxvi
1) CONSTRUCTIVISMO: se define como la creación mental, mediante la
construcción de conocimientos a través de relaciones lógicas, organizadas para
compresión de los fenómenos. Su exponente: Jean Piagetxvii
2) ESTRUCTURALISMO: se define como el conocimiento a partir de la forma
como se presentan los eventos, sus relaciones y composiciones que en conjunto
forman una estructura organizacional de proceso y relaciones. Sus exponentes:
Levy Straussxviii; Michael Foulcaultxix; Ronald Barthersxx.
3) BIOLOGISISMO: se define como el estudio de las condiciones biológicas y
fisiológicas de los organismos. La sociedad es vista como organismo biológico.
Sus exponentes: Kim Quine, James Jhon Dewey SXIX
Modelo epistemológico original
4) NATURALISMO: se da importancia suprema a la naturaleza, énfasis en el
mundo físico y leyes culturales (instinto e intuición). Época en la que se funda este
modelo; durante el periodo de los Pre socráticos, Filosofía Francesaxxi, SXVII,
SXVIII, SXX, SXXI.
91
6.8 Conocimiento existente en la historia de la humanidad.
Formas de conocimientos existentes en la Historia de la Humanidadxxii:
Aglomerado: adherencias de ideas débiles a otras más fuertes.
Mecánico: regido por leyes físicas y mecánicas, susceptible de interacción técnica.
Fragmentado: funcionamiento, mecanismo de cohesión para la coexistencia.
Medular: unidades de composición con valor propio, sustitución de módulos sin
alterar el todo cuando algo cambie de valor por el contexto.
Difuso: ambigüedad, imprecisión, incapaz de ofrecer definiciones y conceptos con
un amplio rango de incertidumbre.
Modificadoxxiii: conocimiento existente, adherencia de ideas propias.
CAPITULO III. Marco Metodológico
A fin de alcanzar los objetivos arriba enunciados, esta tesis doctoral se estructura
en tres Capítulos temáticos contextuales y estructurales: CAPITULO I: la
planificación energética contextualizando el Problema De Investigación en las
tesis doctorales existentes, basado en la descripción de uso, empleo y
comercialización de los potenciales de energía renovable en el mercado a nivel
nacional internacional con este objetivo, al principio del bloque temático se perfila
cual puede ser el futuro de la demanda de energía, en forma de escenarios, y cuál
será el papel de las fuentes de energías renovables. Los Objetivos: 1) formular un
modelo de gestión de eficiencia energética basado en los potenciales de recursos
energéticos renovables locales, donde se hará una valoración de un modelo de
aprovechamiento de los potenciales energéticos renovables locales en los
municipios, 2) demostrar mediante la observación y experimentación práctica el
enfoque sistémico en la gestión de la vida del ser humano como recurso
energético renovable, se hace una demostración empírica o investigación básico a
través de información disponible de la energía como recurso vital para la vida de
los seres vivos especialmente el hombre como recurso energético renovable, 3)
usar métodos epistemológicos originales y derivados en la actividad de creación
92
mental de la tesis como aportes al conocimiento de la ciencia. Justificación:
Basada en los beneficios teóricos-prácticos del modelo planteado y su aporte a la
ciencia con la tesis doctoral que puede servir de Guía práctica para impulsar
proyectos de aprovechamiento de la energía limpia en las comunidades rurales y
urbanas. CAPITULO II: Marco de referencia o Teoría general, la integración de
energías renovables en la vida socioeconómica del ser humano en una comunidad
rural donde no se cuenta con el servicio de energía eléctrica, se hará una
caracterización fotográfica mental de un diseño de sistema de bombeo de agua
con energía solar fotovoltaica para el abastecimiento a las comunidades rurales
que no tienen energía eléctrica disponible tomando los parámetros necesarios
para la adecuación del modelo de gestión de eficiencia energética de las energías
renovables. CAPÍTULO III. Marco Metodológico, se hace una descripción
fotográfica de las teorías filosóficas y sociales, mapas, tablas, esquemas, croquis
otros instrumentos métodos teóricos-prácticos de construcción propia existentes
de los potenciales de recursos energéticos locales que arroja los sistemas de
información geográfica del territorio nicaragüense en sus informes mensual,
semestral o anual de los datos energéticos del país. Este marco estructural
responde al siguiente planteamiento. En primer lugar se abordan las relaciones
entre la planificación energética y la política territorial para el aprovechamiento de
los potenciales energéticos en los municipios tomando como parámetro inferir en
la toma de decisiones de las autoridades locales, municipales, regionales o
nacionales conforme el modelo que se propone ya comprobado y validado
científicamente es un aporte a la ciencia. Así mismo, se ha logrado hacer una
elucubración de la energía como fuente de energía activa renovable que mantiene
el movimiento en la vida del ser humano a partir de teorías e información
disponible en material digital o físico en bibliotecas, CD, Sitios Web y amigos
profesionales de todas las ramas de la ciencia. BIBLIOGRAFÍA de referencia
consultada, sitios Web y Anexo.
Conclusiones
La compresión de un uso racional y eficiente del Modelo Alternativo para
crear Conocimiento Científico a través del Enfoque Sistémico en la Academia
93
para ver la vida real del ser humano desde un punto de vista científico válido es
posible. Este estudio sirve de referente teórico para afirmar con toda seguridad
que “la vida es la energía y la energía es la vida misma”. Además se hace una
validación de la Tesis Doctoral con la creación y demostración de la nueva fórmula
de la energía E=mc2∆Tet
La actividad científica e investigativa mostrada en este artículo cumple con
las metas de producción y originalidad de conocimientos teóricos y metodológicos
en el campo de la gerencia empleando un silogismo filosófico en el desarrollo de
los procesos teóricos metodológicos de conocimiento científico existente en las
ciencias sociales y ciencias económicas. Utilizando un modelo propio como
Modelo Alternativo para crear Conocimiento Científico a través del Enfoque
Sistémico en la Academia MACCESA.
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Citas Bibliográficas y/o Sitios Web consultados
i ¿Qué es vida? ¿Qué es vida? ¿Le parece una pregunta extraña? Pensemos un
poco sobre ella. Si Ud. tuviera que explicarle a alguien sobre qué es "vida", ¿qué
le diría Ud.? ¿Se mueven todos los seres vivos? ¿Comen y respiran? Aun cuando
aparentemente todos sabemos lo que se quiere decir cuando se dice que algo
está vivo, no es fácil describir lo que es la "vida". Es tan difícil como describir de
donde viene la vida.El estudio de la vida se llama biología y biólogos son los que
la estudian. ¡Aún los biólogos tienen problemas en describir lo que es la vida!.
Pero luego de muchos años estudiando los seres vivos, desde los mohos en un
pan viejo hasta los monos en el bosque lluvioso, los biólogos han determinado que
todos los seres vivos comparten algunas características comunes: 1)Los seres
vivos requieren energía. 2) Los seres vivos crecen y se desarrollan. 3) Los seres
vivos responden a su medio ambiente. 4) Los seres vivos se reproducen. Sitio
Web: http://jmarcano.topcities.com/beginner/vida.html
100
ii La Tierra, el planeta donde vivimos, es una hermosa bola azul y blanca cuando
se mira desde el espacio. El tercer planeta desde el Sol, es el mayor de los
planetas interiores. La Tierra es el único planeta donde se sepa que existe vida y
que posee agua líquida en su superficie. Nota: Las páginas de Educación
Ambiental de donde se origina este sitio, se encuentran en
http://www.jmarcano.com/
iii « El dasónomo es un conservador de la riqueza natural que sus contemporáneos
tienden a abusar de ella. El árbol es un ser vivo, el bosque es una asociación de
los seres vivos reaccionando entre sí [...]. Las ciencias forestales [...] reposan
sobre la base de ser de la primera fila en las ciencias naturales. Para comprender
el bosque e intervenir en su vida, se debe ser biólogo » (discurso de bienvenida
para los nuevos estudiantes de ENEF en 1932)
iv La fotosíntesis es un proceso mediante el cual la energía solar es convertida en
energía química. Por María Alejandra Quezada Canalle Colegio Alemán Beata
Imelda ubicado en Chosica Lima Perú.
vPlantae (del latín: plantae, "plantas") es el nombre de un taxón ubicado en la
categoría taxonómica de Reino, cuya circunscripción (esto es, de qué organismos
está compuesto el taxón) varía según el sistema de clasificación empleado. En su
circunscripción más amplia (la que deriva de la época de Aristóteles, en los inicios
de la Botánica) coincide con los límites de estudio de la ciencia de la Botánica, e
incluye a todos los organismos que, a diferencia de los animales, no poseen
movilidad: las bacterias (aunque hoy en día sólo se incluye en Botánica a las
cianobacterias, las únicas que fotosintetizan como aquí descripto), los hongos, las
algas y las plantas terrestres. Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Plantae
vi La pared celular vegetal es una estructura u orgánulo complejo que, aparte de
dar soporte a los tejidos vegetales, tiene la capacidad de condicionar el desarrollo
de las células.
vii La materia oscura fue propuesta por Fritz Zwicky en 1933 ante la evidencia de
una "masa no visible" que influía en las velocidades orbitales de las galaxias en
los cúmulos.
101
viiiDocumentos consultados el 24 de octubre 2012 en sitio Web:http://www.google.com/search?q=energia y materia oscura en powerpoint&start=10 ix CONVERSTORIO: Gestión Pública Participativa, Democracia Directa, Política
Exterior y Transformación Nacional. Participante Dr. Jorge Nelson Ávila TEMA.
“Geopolítica Contemporánea, Bloques de Poder Mundial y Nueva Integración
Latinoamericana y Caribeña”. Secretaria de la Presidencia “Casa de los Pueblos”
25 de mayo de 2013.
x Henry George (Filadelfia, 2 de septiembre de 1839 - Nueva York, 29 de octubre
de 1897) fue un economista estadounidense y el representante más influyente de
los defensores del Single Tax (impuesto único o impuesto simple) sobre el suelo.
Inspiró la filosofía y la ideología económica conocida como Georgismo, que
sostiene que cada uno posee lo que crea, pero que todo lo que se encuentra en la
naturaleza, y como más importante el suelo o la tierra, pertenece igualmente a
toda la humanidad. Autor del libro Progress and Poverty (Progreso y Pobreza),
escrito en 1879. http://es.wikipedia.org/wiki/Henry_George consultado 11 de julio
de 2013
xi CONVERSTORIO: Gestión Pública Participativa, Democracia Directa, Política
Exterior y Transformación Nacional. Participante Dr. Idelfonso Finol Ocando
TEMA. “El socialismo del Siglo XXI: Definiciones y Particularidades del Proceso
Venezolano”. Secretaria de la Presidencia “Casa de los Pueblos” 25 de mayo de
2013.
xii Doctor Jorge Nelson Ávila: VIII Seminario Doctoral “Poder, Política y
Democracia” CONVERSATORIO Gestión Pública Participativa, Democracia
Directa, Política Exterior y Transformación Nacional. TEMA “Geopolítica
Contemporánea, Bloques de Poder Mundial y Nueva Integración Latinoamericana
y Caribeña ” Secretaria de la Presidencia de Nicaragua, 25 de mayo del 2013
xiii El doctorado en ciencias económicas y el doctorado en ciencias sociales: se
propone formar Investigadores para promover la generación de nuevos
conocimientos en el ámbito de las teoría y la práctica, a fin de atender la
necesidades de los distintos actores y contextos vinculados con la realidad de las
ciencias económicas en su aplicación en los distintos contextos geográficos y
102
especialmente en Venezuela. Metas “Producir conocimientos teóricos y
metodológicos en el campo de la gerencia” “Desarrollar competencias en los
procesos teóricos metodológicos de producción de conocimientos Científicos en
las Ciencias Económicas” www.fces.luz.edu.ve
http://programasinternacionalesfcesluz.blogspot.com/
xiv Ana María Zlachevsky Ojeda: El lenguaje —visto desde Ortega y Heidegger—,
y la fundamentación filosófica de la psicoterapia conversacional. Tesis doctoral.
xv Origen de la Biomasa. La fotosíntesis. Página D2. Tomado del Modulo 3.
Evaluación de Recursos. Energéticos Renovables. Del Máster en Energía para el
desarrollo sostenible. 18032012
xvi Tomado de los Documentos digitales láminas Power Point del Programa
Ciencias Sociales Nivel de Doctorado: Seminario I Epistemología Metodología de
la Investigación, Facilitado por la Dra. Patricia Adela Gillezeau Berrios, Facultad de
Ciencias Económicas y Sociales de La Universidad del Zulia, República
Bolivariana de Venezuela, días 2,3 y 4 de septiembre del 2011.
xvii Jean William Fritz Piaget, http://www.piaget.org/ se puede encontrar información
detallada de sus trabajos realizados como autor de la Teoría Constructivista del
Aprendizaje
xviii Claude Lévi-Strauss Las teorías de Lévi-Strauss se exponen en Antropología
estructural (1958). En sus obras, influido por Durkheim y el sobrino de éste:
Mauss, preconiza la aplicación del método estructural de las ciencias humanas.
Asevera que un auténtico análisis científico debe ser explicativo.
xix Paul-Michel Foucault Fue profesor en varias universidades francesas y
estadounidenses y catedrático de Historia de los sistemas de pensamiento en el
Collège de France (1970-1984). Su trabajo ha influido en importantes
personalidades de las ciencias sociales y las humanidades.
xx Ronald Barthes es parte de la escuela estructuralista, influenciado por el
lingüista Ferdinand de Saussure, por Émile Benveniste, Jakobson y Claude Lévi-
Strauss. Crítico de los conceptos positivistas en literatura que circulaban por los
centros educativos franceses en los años 50.
103
xxi Intereses de investigación: Jean-Luc Nancy , Fenomenología de su presencia ,
Cuerpo Del Filosofía , Estética, Teoría del Arte, la fenomenología y la filosofía
francesa contemporánea, Fenomenología y Ciencias Sociales Sitio web:
http://academia.edu/Documents/in/Filosofia_francesa_contemporanea_Fenomenol
ogia_y_Ciencias_sociales
xxii Fuente: Alvarado a partir de Barrera, Modelos epistemológicos originales y
derivados de la Epistemología Metodología de la Investigación, Archivo digital:
láminas de presentación en Microsoft Power Point, Seminario I Nivel Doctorado,
La Universidad del Zulia.
xxiii Noel Vásquez y Mario Escobar, Curso Diplomado de Sociología para
profesores de secundaria en la FAREM Carazo, UNAN Managua. Programa de
Estudio de Educación Secundaria: Ciencias Sociales (Geografía, Economía,
Sociología, Filosofía). Julio – agosto 2010
