Estudio de viabilidad técnica y económica de una terminal ...
“VIABILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA DEL DISEÑO DE UN …
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“VIABILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA DEL DISEÑO DE UN SISTEMA DE EXTRACCIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA EMPLEANDO ENERGÍA EÓLICA, USADO EN RIEGO POR GOTEO PARA CULTIVOS DE HORTALIZAS” JHON FREDDY DONCEL JULIAN ESTEBAN CUBILLOS ANDRES DAVID RIAÑO UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZACIÓN EN GESTIÓN DE PROYECTOS DE INGENIERÍA BOGOTÁ, D.C. 2016
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“VIABILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA DEL DISEÑO DE UN SISTEMA DE
EXTRACCIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA EMPLEANDO ENERGÍA EÓLICA,
USADO EN RIEGO POR GOTEO PARA CULTIVOS DE HORTALIZAS”
JHON FREDDY DONCEL
JULIAN ESTEBAN CUBILLOS
ANDRES DAVID RIAÑO
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESPECIALIZACIÓN EN GESTIÓN DE PROYECTOS DE INGENIERÍA
BOGOTÁ, D.C.
2016
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Contenido
1. Justificación ___________________________________________________________ 8
2. Problema De Investigación _______________________________________________ 9
3. Objetivos ____________________________________________________________ 11
3.1 Objetivo General ________________________________________________________ 11
3.2 Objetivos Específicos ____________________________________________________ 12
4. Marco Teórico _______________________________________________________ 12
4.1 Hipótesis De Trabajo _____________________________________________________ 12
4.2 Variables _______________________________________________________________ 12
4.3 Metodología ____________________________________________________________ 14
4.4 Estado Del Arte: Marco Histórico __________________________________________ 15
5. Marco Conceptual _____________________________________________________ 23
5.1 Modernos Molinos De Viento ______________________________________________ 23
5.2 El rotor ________________________________________________________________ 23
5.3 Torre __________________________________________________________________ 24
5.4 Aplicaciones prácticas ____________________________________________________ 24
5.5 Bombeo de agua _________________________________________________________ 24
5.6 Bombeo mecánico del agua ________________________________________________ 25
5.7 Sistema por goteo. _______________________________________________________ 26
5.8 Cultivo Y Agua __________________________________________________________ 28
5.9 Necesidades de agua para el cultivo _________________________________________ 28
5.10 Etapa de crecimiento ____________________________________________________ 29
3
6. Estudio De Mercado ___________________________________________________ 29
6.1 Definición del sector ______________________________________________________ 29
6.2 Tendencia del mercado ___________________________________________________ 31
6.3 Sistemas de riego en Colombia _____________________________________________ 32
6.3.1 Métodos de riego _____________________________________________________ 33
6.4 Inventario de aguas subterráneas en Colombia _______________________________ 34
6.4.1 Usos de agua subterránea _______________________________________________ 36
6.4.2 Demanda de agua subterránea, zona magdalena – cauca _______________________ 37
6.4.3 Demanda de agua subterránea nacional estimada ____________________________ 37
6.5 Proyección de la demanda de agua para el sector agrícola ______________________ 38
6.6 Proyección de la demanda sector agrícola ____________________________________ 39
6.6.1 Uso del suelo por departamento __________________________________________ 41
6.6.2 Uso agropecuario _____________________________________________________ 42
6.6.3 Uso agropecuario por departamento ______________________________________ 43
6.6.4 Uso agrícola por departamento __________________________________________ 45
6.7 Unidades productoras agropecuarias – UPA _________________________________ 46
6.7.1 Unidades de producción por departamento _________________________________ 47
6.7.2 Total área cosechada y producción _______________________________________ 48
6.7.3 Clases de cultivo por grandes grupos ______________________________________ 50
6.8 Cultivos con hortalizas, verduras y legumbres ________________________________ 50
6.9 Encuesta de identificación de productos y población objetivo ___________________ 52
6.10 Análisis del resultado de las encuestas ______________________________________ 52
7. Diagnóstico Regional ___________________________________________________ 56
4
7.1 Proyección de la demanda hortalizas ________________________________________ 58
7.2 Proyección de la demanda de riego _________________________________________ 58
7.2.1 Participación de ventas de riego en Boyacá _________________________________ 59
8. Diagnostico Internacional _______________________________________________ 60
8.1 Producción mundial de sistemas de riego ____________________________________ 60
8.2 Sistemas de riego en Guatemala ____________________________________________ 61
8.3 Riego en chile ___________________________________________________________ 62
9. Demanda Potencial ____________________________________________________ 63
9.1 Pronóstico de la demanda cultivo de hortalizas _______________________________ 64
9.2 Proyección de la demanda de riego _________________________________________ 65
9.3 Participación de mercado de riego en Boyacá _________________________________ 66
9.3.1 Pronostico ventas de sistema de riego _____________________________________ 66
10. Calculo Pronóstico ____________________________________________________ 67
10.1 Pronostico de ventas 2016-2020 ___________________________________________ 68
11. Localización De La Oficina _____________________________________________ 69
11.1 Cercanía al mercado ____________________________________________________ 70
11.2 Disponibilidad mano de obra _____________________________________________ 70
11.3 Servicio Públicos _______________________________________________________ 70
11.4 Aspectos sociales _______________________________________________________ 71
11.5 Costo de la bodega ______________________________________________________ 71
11.6 Selección del municipio __________________________________________________ 72
12. Estudio Técnico _______________________________________________________ 73
5
12.1 Descripción Del Proceso De Ingeniería _____________________________________ 73
12.1.1 Toma de medidas en campo: ___________________________________________ 73
12.1.2 Determinación de variables de entrada: ___________________________________ 73
12.1.3 Parametrización: _____________________________________________________ 74
12.1.4 Diseño Conceptual: __________________________________________________ 74
12.1.5 Diseño Detallado: ____________________________________________________ 74
12.1.6 Fabricación: ________________________________________________________ 74
12.1.7 Ensamble: __________________________________________________________ 74
12.1.8 Montaje: ___________________________________________________________ 75
12.2 Consideraciones Técnicas ________________________________________________ 75
12.2.1 Parámetros De Diseño Rotor (Aspas) ____________________________________ 75
12.2.2 Parámetros De Diseño Molino __________________________________________ 77
12.3 Conjunto Final: Sistema De Extracción De Agua Acoplado Riego Por Goteo _____ 81
12.4 Composición Sistema De Riego____________________________________________ 82
12.5 Diagrama De Diseño De Producto _________________________________________ 82
12.5.1 Relacion de variables _________________________________________________ 83
12.6 Diagrama del proceso ___________________________________________________ 89
12.7 Casas De La Calidad ____________________________________________________ 90
12.7.1. Casa De La Calidad: Molino De Succión _________________________________ 90
12.7.2 Casa De La Calidad: Molino De Succión _________________________________ 91
12.7.3 Casa De La Calidad: Sistema De Riego Por Goteo __________________________ 91
13. Presupuestos _________________________________________________________ 92
13.1 Pre operativo __________________________________________________________ 92
6
13.2 Presupuesto de recursos humanos _________________________________________ 93
13.3 Presupuesto de Gastos de producción y Gastos generales _____________________ 95
13.4 Presupuesto total anual __________________________________________________ 97
13.5 Ingresos Y Egresos ______________________________________________________ 97
14. Evaluación financiera __________________________________________________ 99
15. Flujo de Caja ________________________________________________________ 100
15.1 Análisis de Sensibilidad _________________________________________________ 102
16. Impacto Ambiental ___________________________________________________ 103
16.1 Descripción De La Actividad ____________________________________________ 103
16.2 Breve Descripción Del Medio Físico Natural _______________________________ 103
16.3 Estimación Del Impacto Ambiental _______________________________________ 104
16.4 Construcción__________________________________________________________ 104
16.4.1 Acondicionamiento De Tierras ________________________________________ 104
16.4.2 Riego ____________________________________________________________ 104
16.4.3 Pozo Agua Subterránea ______________________________________________ 104
16.5 Funcionamiento _______________________________________________________ 105
16.5.1 Cultivo ___________________________________________________________ 105
16.5.2 Acuífero __________________________________________________________ 105
16.6 Efectos Directos E Indirectos Provenientes De Las Actividades Propias Del Proyecto
___________________________________________________________________________ 105
Medio físico. ______________________________________________________________ 106
16.6.1 Atmosfera _________________________________________________________ 106
16.6.2 Suelo _____________________________________________________________ 106
7
16.6.3 Acuífero __________________________________________________________ 107
16.6.4 Vegetación Natural __________________________________________________ 108
16.6.5 Fauna Terrestres ____________________________________________________ 108
17. Estrategia de marketing _______________________________________________ 109
17.1 Producto _____________________________________________________________ 109
17.2 Precio _______________________________________________________________ 110
17.3 Distribución __________________________________________________________ 111
17.4 Comunicación ________________________________________________________ 111
18. Aspectos Legales _____________________________________________________ 112
18.1 Tramite Ambiental ____________________________________________________ 112
19. Anexos _____________________________________________________________ 113
Anexo 1. Detalle aspa _______________________________________________________ 113
Anexo 2. Detalle torre ______________________________________________________ 114
Anexo 3. Detalles elementos riego_____________________________________________ 115
Anexo 4. Vista molino ______________________________________________________ 117
Anexo 5. Detalle sistema de riego _____________________________________________ 118
20. Conclusiones ________________________________________________________ 119
21. Recomendaciones ____________________________________________________ 120
22. Glosario De Términos _________________________________________________ 120
23. Bibliografía _________________________________________________________ 122
8
1. Justificación
Como consecuencia de la eficiencia y gestión de los recursos naturales enmarcados en las
políticas mundiales para el desarrollo y control de los mismos, se plantea como objetivo
identificar las mejores alternativas de solución a los problemas de suministro de agua a las
distintas poblaciones asentadas en territorios que subsisten de actividades agrícolas, las cuales
de alguna manera tienen que ser integradas en los modelos de gestión de recursos
permitiendo un amplio manejo de estos y brindando a su vez soluciones económicamente
viables que generen impactos menores en el ambiente.
Por la anterior razón, el empleo de estudios técnicos enfocados en brindar soluciones a los
problemas de riego y suministro de agua debe ser una amplia motivación para que los
distintos entes que integran las sociedades, gobierno, academia y población en general, se
incluyan en la búsqueda de soluciones gestionadas en el marco del uso inteligente de los
recursos.
En Colombia se cuentan con estudios en el tema de las aguas subterráneas, sus usos y
distribución enfocando siempre a que el manejo de las mismas se debe hacer de forma
consiente y racional, ya que como recurso agotable debe ser gestionado de forma precisa,
además que se cuentan con necesidades de riego para los distintos grupos de comunidades
agrícolas desde los pequeños cultivadores hasta los grandes distritos de riego del país.
Teniendo como base que la academia debe fortalecer su relación con el manejo y
resolución de problemáticas y que estas a su vez nutren a la misma al brindar espacios de
investigación real que permiten a la comunidad exponer ideas y soluciones, se generan
espacios para formular y estructurar proyectos que midan el impacto real en la solución
exitosa de dificultades, como en este caso al brindar una solución enfocada en sistemas de
extracción de agua empleando energía eólica y riego por los métodos más eficientes y
económicamente viables.
9
La formulación de este proyecto permite integrar desde la base académica y técnica el
modelamiento de un sistema que cumpla las características que se desean en la gestión
regulada de aguas subterráneas en el riego de pequeños cultivos y que empleen energías
alternativas, además de estar en contexto con los objetivos que el gobierno y las tendencias
mundiales piden en cuanto al desarrollo de soluciones en los distintos estratos agrícolas.
2. Problema De Investigación
La tendencia mundial al ahorro eficiente del agua ha permitido que las organizaciones
mundiales generen planes de gestión enfocados en el uso y la distribución, es por ellos que se
ha establecido en el ámbito nacional la adopción de medidas enfocadas en la planeación
eficaz de todas las Fuentes de aguas incluido en ellas las aguas subterráneas, las cuales por
ser reservas limitadas tiene un beneficio en la parte agrícola y suministro en las industrias y
por tanto deben ser monitoreadas y controladas con programas de extracción que permitan un
uso sustentable del recurso en los distintos acuíferos.
En igual medida Colombia desde el año 2014 ha implementado el plan nacional de aguas
subterráneas estableciendo como principal objetivo el desarrollo de programas de
investigación que aporten soluciones en el manejo del agua subterránea, ya que no se cuenta
con programas de formación universitaria, ni técnica en el ámbito de la gestión del recursos
en los acuíferos del país. Además, según el último censo agropecuario del país (2015) se
evidencia que solo hay un 0.1% de distritos de riego en el país, generando un atraso en el
sector agrícola.
Las actividades agrícolas en el país necesitan de aguas subterráneas empleando métodos
de succión en los distintos acuíferos que van desde tecnologías rudimentarias, hasta
inversiones económicas considerables, entre ellas podemos encontrar pozos artesanales de
extracción por métodos manuales, bombas manuales, molinos multipala y motobombas
eléctricas accionadas por combustibles fósiles o alimentadas desde redes eléctricas cercanas,
10
todas estas tecnologías brindan soluciones respecto al nivel de inversión y desarrollo en el
uso de aguas subterráneas en las labores agrícolas y de consumo humano. Las ventajas y
desventajas de cada una están presentes de acuerdo a su funcionamiento y al ser empleadas
en distintas circunstancias presentan variaciones de eficiencia y disponibilidad que hacen que
la elección dependa de condiciones económicas, topográficas, de servicios públicos y
accesibilidad.
En la búsqueda de la mejor alternativa en la solución del abastecimiento de agua
subterránea para pequeños cultivos, la identificación de sus ventajas y desventajas nos
permite conocer cuál es el camino para establecer la ruta de trabajo. Uno de los objetivos del
proyecto es establecer una viabilidad económica, menor impacto ambiental y un sistema que
brinde seguridad, eficiencia y menor costo de mantenimiento, que permita usar energías
renovables empleando la menor cantidad de agua en el riego de los cultivos.
Los sistemas de extracción de agua manuales poseen la característica de emplear la fuerza
humana o animal para accionar un mecanismo simple que permite la obtención del agua, pero
al necesitar de una presencia constante de supervisión y manejo se convierte en un sistema
poco eficiente en tiempo. Los molinos multipalas se han usado en distintas partes del mundo
y durante varios años empleando las condiciones de viento con las que cada región cuenta,
accionando a la vez un mecanismo biela - manivela que permite el funcionamiento de una
bomba de succión, convirtiéndose en una alternativa sostenible, aunque al igual que las
demás presenta desventajas de acuerdo a condiciones topografías, altura de obstáculos y
seguridad. Las motobombas son sistemas mecánicos que succionan el agua de forma rápida y
eficiente, siendo accionadas por combustibles o electricidad, sus costos varían de acuerdo a
su potencia, pero están condicionadas a mantenimientos costosos, efectos contaminantes en la
zona donde trabajan, supervisión humana para evitar ser robadas y en el caso de escases de su
principal Fuente de funcionamiento pierden su utilidad al instante.
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Es por ello que al plantear este proyecto se busca, generar un campo de investigación en el
manejo de aguas subterráneas para el uso agrícola, empleando las alternativas tecnológicas
más eficientes, al conocer las ventajas de los distintos sistemas de extracción (clave
importante en la desarrollo del proyecto) y la relación de estas con el objetivo principal del
proyecto en los aspectos económicos, de eficiencia, forma de funcionamiento y confiabilidad,
se ha establecido que el riego por goteo permite usar la menor cantidad de agua creando un
método de ahorro del recurso, además de instalación más segura. El enfoque del proyecto es
el uso de la energía eólica, siendo la forma más económica y de cero inversiones en su
obtención, la cual permite el funcionamiento de los molinos de succión, y sabiendo que la
energía del viento es un recurso encontrado en las distintas regiones, inagotable y que brinda
la menor contaminación al emplearse. Los molinos de viento son sistemas usados hace más
de 100 años, pero no se han generado investigaciones que permitan generar innovación en
estos sistemas, conservando aún las estructuras desde sus orígenes.
Es por ello que nuestro objetivo es brindar un sistema más eficiente, económicamente
accesible y que permita el empleo de aguas subterráneas en el riego a cultivos a pequeña
escala.
3. Objetivos
3.1 Objetivo General
Establecer la viabilidad técnica y económica en el diseño de un sistema de extracción de
agua subterránea empleando energías alternativas (energía eólica), usado en riego por goteo
para cultivos de hortalizas entre 500 a 800 metros cuadrados.
12
3.2 Objetivos Específicos
- Identificar la mejor alternativa en el diseño de un molino multípala acoplado a un
sistema de riego por goteo que permita funcionar en condiciones de viento y demanda de
agua subterránea establecida.
- Simular en un software varios modelos para descubrir los parámetros adecuados (número
de aspas, tipo y cantidad de material, forma del aspa, proceso de fabricación).
- Elaborar el estudio de mercado y económico del proyecto.
- Definir la viabilidad y factibilidad del proyecto.
4. Marco Teórico
4.1 Hipótesis De Trabajo
A partir de esta información se puede establecer que el proyecto posee una viabilidad vista
desde las opciones de diseño condicionada a las características de funcionamiento
establecidas como son el uso de energías alternativas, menor uso de agua en el riego, menores
costos de mantenimiento y una mayor eficiencia en el ahorro, succión y distribución del agua
subterránea además se basa en normatividades y está enmarcado en un contexto de gestión,
permitiendo que la valoración de un sistema de extracción de aguas subterráneas y el empleo
de esta para riego brinde una solución en la zona agraria con el empleo de la energía eólica y
riego por goteo como solución viable en los aspectos ambientales y económicos.
4.2 Variables
Las variables que se contemplan en la ejecución de este proyecto se han divido en tres
grupos, variables técnicas (molino y riego por goteo), variables del entorno y variables de
demanda.
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Tabla1. Variables ejecución del proyecto.
Variables técnicas Descripción
Molino Definición de características de rediseño.
Torre Definición de características de rediseño, empleo de
materiales y dimensiones respectivas.
Bomba Variable que relaciona la productividad del sistema.
Aspas Define el funcionamiento óptimo del sistema.
Almacenamiento Permite convertir el sistema en un modelo más
integrado.
Materiales Permite establecer una viabilidad técnica y
económica.
Variables del entorno Descripción
Topografía Es importante porque es una característica de física
propia en el funcionamiento del sistema.
Ciclo de viento Establece la funcionabilidad principal del sistema.
Cultivo Permite establecer la demanda de agua que se
empleara en el desarrollo agrícola respectivo.
Variables de demanda Descripción
Agua Variable principal que engloba las características de
demanda y funcionamiento primordial.
Viento Variable principal que engloba las características de
demanda y funcionamiento primordial.
Impacto de mercado Identifica el potencial que tiene en el sistema para
ser competitivo.
Fuente: Autores
14
4.3 Metodología
Para el desarrollo de este proyecto se contempló una etapa investigativa buscando integrar
el conocimiento técnico, la parte social vista desde la solución de problemas y el proceso de
formulación que se necesita para desarrollar una alternativa efectiva y disponible para crear
un sistema que contribuya a la mejora en el empleo de aguas subterráneas para el uso
agrícola.
Se realizó un levantamiento de información primaria y secundaria, que integrara los
cambios que se han generado a nivel internacional como nacional en el contexto de usos de
aguas subterráneas, sus gestión y marco jurídico además de las ventajas y desventajas del uso
de la misma, además, identificar el mercado actual de molinos de succión o aerobombas y de
los sistemas de riego por goteo, estableciendo una contexto amplio de las distintas variables
que afectan el punto de partida en el desarrollo del proyecto.
Las distintas opiniones, características y necesidades de la muestra población usada, nos
permite establecer el punto de partida que brinda un margen en el respectivo estudio de
mercado que identifique de forma correcta las variables que afectan directamente e inciden de
forma sustancial en el enfoque del proyecto.
Se establece la siguiente ruta metodología en el uso de la información necesaria:
Etapa 1 Recolección de la información:
Información primaria
Información secundaria
Estudios técnicos respectivos
Análisis de la normatividad del contexto
Etapa 2 Lectura e interpretación de la información:
Elección de la información técnica ideal
Elección de la información normativa respectiva
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Enfoque de mercado y necesidades de la población
Identificación de variables que afectan el desarrollo del proyecto
Etapa 3 Formulación de la propuesta:
Identificación clara de la problemática
Delimitación y alcances técnicos
Etapa 4 Planeación del proceso:
Desarrollo del proceso del producto
Desarrollo del proceso
Análisis de viabilidad
Etapa5 Evaluación:
Evaluación técnica
Evaluación financiera.
4.4 Estado Del Arte: Marco Histórico
Basado en las guías del Banco Mundial en el años 2003, en una serie de notas compuesta
de 14 publicaciones en donde desarrolla las metodologías, recomendaciones y pasos que se
deben lograr en el ámbito de las políticas y planes que las naciones pueden establecer para el
uso del agua subterránea en aspectos clave, como gestión, usos y conceptos aclaratorias.
Estas 14 notas informativas se titulan de la siguiente manera, de las cuales hemos tomando
para el análisis de este proyecto las que se describen a continuación.
Sustainable Groundwater Management: Concepts and Tools:
1 Gestión de Recursos de Agua Subterránea una introducción a su alcance y práctica.
2 Caracterización de Sistemas de Agua Subterránea: conceptos clave e ideas erróneas
frecuentes
3 Estrategias para la Gestión del Agua Subterránea: facetas del enfoque integrado
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4 Legislación y Disposiciones Reglamentarias Sobre Agua Subterránea desde reglas
consuetudinarias hasta la planificación integrada en cuencas.
5 Derechos de Extracción de Agua Subterránea de la teoría a la práctica
6 Stakeholder Participation in Groundwater Management mobilizing and sustaining
aquifer management organizations
7 Instrumentos Económicos para la Gestión del Agua Subterránea usar incentivos para
mejorar la sustentabilidad.
8 Protección de la Calidad del Agua Subterránea definición de estrategias y
establecimiento de prioridades
9 Requerimientos de Monitoreo del Agua Subterránea para manejar la respuesta de los
acuíferos y las amenazas a la calidad del agua
10 El Agua Subterránea en la Planificación Hídrica Nacional y de Cuencas promover una
estrategia integral.
11 Utilization of Non-Renewable Groundwater a socially-sustainable approach to resource
management
12 Recarga del Agua Subterránea con Aguas Residuales Urbanas evaluación y manejo de
los riesgos y beneficios
13 Explotación del Recurso de Agua Subterránea en Acuíferos Menores estrategia de
gestión para el abastecimiento de agua de aldeas y pequeños pueblos
14 Amenazas Naturales a la Calidad del Agua Subterránea evitar problemas y formular
estrategias de mitigación
Los ítem resaltados ayudaron a identificar los parámetros del proyecto empezando por el
concepto de gestión de aguas subterráneas, en la nota informativa 1, se detallada de forma
esquemática como la inclusión de metodologías de gestión ayudan a dimensionar las
soluciones medioambientales que se producen en el uso y manejo de aguas subterráneas.
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En la nota informativa 3, el Banco Mundial menciona que las formas para generar
impactos positivos en el uso de aguas subterráneas presenta dos estrategias que de forma
conjunta permiten generar una mayor visibilidad. Esta nota informativa explica las estrategias
técnicas para hacer frente a situaciones de explotación excesiva e inestable de las aguas
subterráneas; el marco institucional para su implementación se aborda en las Notas
Informativas 4, 5 y 6. En este aspecto, resulta útil la siguiente subdivisión fundamental de
opciones para el manejo del recurso (Imagen 1):
● Intervenciones para gestión de la demanda
● Medidas de ingeniería para incrementar la oferta.
Imagen 1. Acciones sobre la oferta y la demanda para la gestión de los recursos de agua subterránea.
Fuente: Stephen Foster1 Albert Tuinhof 2 Karin Kemper Héctor Garduño Marcella Nanni. (2006). Estrategias
para la Gestión del Agua Subterránea facetas del enfoque integrado. Gestión Sustentable del Agua Subterránea,
Nota 3, 2.
Generalmente hay un amplio margen para lograr este tipo de ahorros agrícolas de agua
mediante:
● Medidas de ingeniería: como distribución de agua para irrigación por medio de
tuberías de baja presión (en lugar de canales de tierra) y aplicación de agua para irrigación
con tecnología de goteo y micro aspersión
● Medidas de gestión: para mejorar la programación del riego y la gestión de humedad
del suelo
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● Medidas de agronomía: Como arado profundo, acolchado de paja y plástico, y el uso
de cepas/semillas mejoradas y agentes resistentes a las sequías.
Si se necesitan mayores ahorros de agua, también se debe considerar la posibilidad de
cambiar el tipo de cultivo y el uso del suelo (por ejemplo, por medio de cultivos de más alto
valor en invernadero, o de utilizar una proporción de la tierra de riego para cultivar en verano
especies resistentes a las sequías). Una opción aún más radical sería la de prohibir cierto tipo
de cultivos irrigados en áreas cuyas condiciones de agua subterránea sean críticas.
Respecto a las aguas subterráneas en Colombia, se encontró que partir del años 2010 el
IDEAM desarrollo un informe titulado “ESTUDIO NACIONAL DE AGUA- 2010” y
“ESTUDIO NACIONAL DE AGUA – 2014”. Este informe recopila toda la información
correspondiente al ciclo hídrico del país, uso y distribución de aguas superficiales y
subterráneas, estimación de la demanda de agua en el país, calidad del agua superficial,
variaciones en ciclo hídrico (cambio climático), delimitación de las zonas hidrográficas, su
estado y dinámica.
Una de las conclusiones que presenta este informe respecto a las aguas subterráneas son
las siguientes:
● “Las reservas calculadas para las diferentes provincias hidrogeológicas señalan la
presencia de recursos de agua subterránea que se hallan almacenados en el subsuelo,
susceptibles de aprovechamiento. La decisión de aprovechar tales recursos de agua
subterránea es, por lo general, una decisión política, que nace de la importancia y de la
orientación general que el Estado asigne a los sectores de agua potable, riego, uso industrial,
recreativo, etc.”
● “Aun así es claro que el uso de agua subterránea en el país está concentrado en los
departamentos del Valle del Cauca y Cundinamarca, con énfasis en el primero, que consume
el 51% del total nacional. Asimismo, es importante resaltar que el sector agrícola es el
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consumidor más importante de agua subterránea, por el volumen que extrae anualmente, que
corresponde al 75% del aprovechamiento total nacional.”
En este informe se encuentran los sistemas acuíferos del país, actualizados y
cartografiados:
● Distribución de provincias hidrogeológicas por área hidrográfica
● Localización de Sistemas Acuíferos de Colombia
● La actualización del uso de aguas subterráneas en este informe amplio la información al
incluir la distribución de consumo por medio de TUA (TAZA DE UTILIZACIÓN DE
AGUA), de esta manera de establecer de forma más completa de qué forma de usa y se
distribuye el agua subterránea en el país, permitiendo identificar el sector y las zonas donde el
líquido es de gran valor para las actividades humanas.
La delimitación de este proyecto, es el Programa Nacional de Aguas Subterráneas –
PNASUB – 2014. La función principal de esta política nacional es “establecer un
“Instrumento Rector” que en el marco de la PNGIRH (Política Nacional par a la Gestión
Integral del Recurso Hídrico )permita diseñar y promover la implementación de líneas de
acción estratégica del nivel nacional y regional que hagan posible la evaluación,
administración, manejo y aprovechamiento sostenible del agua subterránea en Colombia,
apoyados en modelos de gestión participativa e incluyente y en el continuo fortalecimiento
institucional.
Además establece las líneas de supervisión basada en leyes, decretos e informes legales
que enmarcan el cuidado, uso y distribución de aguas subterráneas en el país.
● Normativa vigente en materia de aguas subterráneas, enmarcada en objetivos de la
PNGIRH
● Instrumentos de gestión de las aguas subterráneas
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Este plan nacional para el manejo de aguas subterráneas propone 4 objetivos específicos
en el uso del recurso, de estos, podemos establecer que nuestro proyecto está enmarcado en
una política nacional, contribuyendo en gran medida en el estudio e investigación del uso de
aguas subterráneas con fines de abastecimiento y gestión ambiental. Como se muestra en el
numeral A.1.2 de la siguiente imagen 2 extraída del documento original:
Imagen 2. Objetivos del plan Nacional de Aguas Subterráneas.
Fuente: Stephen Foster1 Albert Tuinhof 2 Karin Kemper Héctor Garduño Marcella Nanni. (2006). Estrategias
para la Gestión del Agua Subterránea facetas del enfoque integrado. Gestión Sustentable del Agua Subterránea,
Nota 3, 2.
En el 2013 la Global Water Partnership publicó “AGUAS SUBTERRÁNEAS Y
AGRICULTURA DE REGADÍO” sobre la relación del uso de aguas subterráneas y la
actividad agrícola, identificando el contexto, la sostenibilidad del uso del recurso y las
recomendaciones básicas para gestionar y no generar un desequilibrio en los ecosistemas
acuíferos.
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GWP es una red global constituida por 13 Asociaciones Regionales para el Agua, 84
Asociaciones Nacionales para el Agua y más de 2,800 organizaciones miembro en 167
países. Fue fundada en 1996 por el Banco Mundial, el Programa de las Naciones Unidas para
el Desarrollo (PNUD) y la Agencia Sueca de Cooperación Internacional para el Desarrollo
(ASDI) para impulsar la gestión integrada de los recursos hídricos (GIRH). La GIRH es el
desarrollo y gestión coordinados del agua, la tierra y los recursos asociados para maximizar el
bienestar económico y social, sin comprometer la sostenibilidad de los ecosistemas vitales y
el medio ambiente.
La red está abierta a todas las organizaciones involucradas en la gestión de los recursos
hídricos: instituciones de gobiernos de países desarrollados y en desarrollo, agencias de las
Naciones Unidas, bancos de desarrollo bilaterales y multilaterales, asociaciones de
profesionales, instituciones de investigación, organizaciones no gubernamentales y el sector
privado
Según este informe del año 2013 la agricultura de regadío es hoy el mayor extractor y
consumidor de agua subterránea, estando casi el 40% de toda la tierra cultivada que se riega
“equipada con agua de pozo”; con grandes agroeconomías dependientes del agua subterránea
en el sur y este de Asia. Las naciones con las mayores áreas de uso de agua subterránea son
India (39 Mha) y China (19 Mha).
En la siguiente imagen 3 se muestra el consumo de aguas subterráneas para la agricultura
del riego en américa latina:
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Imagen 3. Encuesta mundial de riego con agua subterránea
Global Water Partnership. (2012). Aguas subterráneas y agricultura de regadío. Documento de perspectiva, 1, 3
La misma Global Water Partnership entrega un documento para centro américa, llamado
“TECNOLOGÍAS PARA EL USO SOSTENIBLE DEL AGUA: UNA CONTRIBUCIÓN A
LA SEGURIDAD ALIMENTARIA Y LA ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO”, en
él se establece las distintas clases de Fuentes de agua que pueden ser usadas en las
actividades humanas y que funcionen con energías alternativas limpias
En este contexto la aplicación de prácticas de captación, almacenamiento y distribución de
agua a nivel familiar se ha convertido en una necesidad para asegurar la provisión de
alimentos y consumo de agua de la población. En tanto, en la perspectiva de la agricultura
comercial y de medianas y grandes extensiones productivas prevalecen las construcciones de
infraestructura de captación de agua y riego usando altos niveles tecnológicos, que requieren
de cemento, equipos importados, energía eléctrica, combustible y otros materiales
industriales que tienen un costo elevado y solo se pueden establecer mediante el
financiamiento privado o subsidios estatales.
En relación a la existencia y uso de los recursos hídricos las tres categorías más
importantes de Fuentes de agua son:
Las pluviales que provienen de las precipitaciones o aguas lluvias.
23
Superficiales que fluyen sobre la capa superior de la tierra, de forma permanente o
intermitente y que conforman los ríos, lagos, lagunas y humedales.
Subterráneas, referidas al agua que se filtra y satura el suelo o las rocas, se almacena y, a
su vez, abastece a cuerpos de aguas superficiales, así como a los manantiales y acuíferos.
5. Marco Conceptual
5.1 Modernos Molinos De Viento
Los molinos más modernos se han ido construyendo de metal liviano (algunos son de
chapa de acero galvanizada), o con las aspas formadas con listones de madera que pueden
abrirse con los bordes al viento. Las grandes aspas se han ido reemplazando por un número
mayor de paletas dispuestas en forma de rueda, y el árbol, en que están montadas posee una
cola de orientación, siendo ubicadas de modo que puedan girar a una velocidad 2,5 veces
superior a la del viento.
Los modernos molinos de viento se mueven por dos procedimientos: el arrastre, en el que
el viento empuja las aspas, y la elevación, en el que las aspas se mueven de un modo
parecido a las alas de un avión a través de una corriente de aire. Los molinos que funcionan
por elevación giran a más velocidad y son, por su diseño, más eficaces.
Los elementos básicos componentes del molino son el rotor, los mecanismos de control y
orientación y la estructura de soporte.
5.2 El rotor
Es el aparato exterior del molino de viento, cuya función es transformar la energía eólica,
en un movimiento rotatorio, compuesto de elementos denominados aspas, palas o hélices.
Las palas se construyen generalmente para los molinos convencionales en chapa metálica,
pero en modelos de tamaño elevado se utilizan preferentemente resinas plásticas y fibras
sintéticas, de bajo peso, de formas aerodinámicas, gran resistencia mecánica y a los agentes
climáticos.
24
El rotor es la pieza fundamental en la captación de la energía eólica siendo uno de los
problemas fundamentales de su diseño, la prevención de la acción de los fuertes vientos. Por
ello se han desarrollado diversos modelos que permiten proteger los rotores, como por
ejemplo variación de la inclinación de las aspas, giro del rotor de modo de disminuir la
intensidad máxima del viento, y especialmente la utilización de frenos generalmente de disco,
que accionan automáticamente cuando la velocidad del rotor es muy elevada.
Según la posición del eje, los rotores pueden clasificarse en rotores de eje horizontal,
donde el eje principal está paralelo al suelo y en rotores de eje vertical, con el eje
perpendicular al suelo.
5.3 Torre
La estructura de soporte generalmente es metálica, debiendo diseñarse especialmente para
soportar la acción del viento más desfavorable, siendo sustentada por bases de hormigón.
Deben contar con elementos de acceso para mantenimiento del rotor, de los distintos
elementos y de la propia estructura.
Es conveniente que las torres de montaje estén instalados por lo menos a 6 metros por
arriba de obstáculos en 100 m. a la redonda para evitar turbulencias. No se recomienda
colocar generadores eólicos en los techos, salvo los de pequeña potencia (hasta 500 watts).
Los grandes pueden causar serios daños al edificio.
5.4 Aplicaciones prácticas
Los molinos de viento se utilizan en la actualidad para el bombeo de agua, especialmente
en zonas rurales, y para la generación de electricidad.
5.5 Bombeo de agua
Una bombeadora de agua es un molino con un elevado momento de torsión y de baja
velocidad, se usan con mayor frecuencia en las regiones rurales. Las bombeadoras de agua se
25
emplean sobre todo para drenar agua del subsuelo. Estas máquinas se valen de una pieza
rotatoria, cuyo diámetro suele oscilar entre 2 y 5 m, con varias aspas oblicuas que parten de
un eje horizontal.
La pieza rotatoria se instala sobre una torre lo bastante alta como para alcanzar el viento.
Una larga veleta en forma de timón dirige la rueda hacia el viento. La rueda hace girar los
engranajes que activan una bomba de pistón. Cuando los vientos soplan en exceso, unos
mecanismos de seguridad detienen de forma automática la pieza rotatoria para evitar daños
en el mecanismo.
● Para el bombeo de agua mediante la energía eólica, pueden emplearse dos formas
básicas:
● Bombeo mecánico
● Bombeo eléctrico
5.6 Bombeo mecánico del agua
Una de las formas para el bombeo del agua en forma mecánica, consiste en la utilización
de una bomba a pistón, que provoca la aspiración en la tubería sumergida y la expulsión hacia
un depósito de acumulación Es necesario para lograr este objetivo, conectar la bomba a un
dispositivo o engranaje diseñado especialmente.
En general es preferible que el bombeo se efectúe en forma lenta, a fin de reducir al
mínimo la resistencia a la circulación del agua por las cañerías. Por ello en la aplicación
mecánica de los sistemas eólicos para bombear el agua, no se requiere una velocidad de giro
del rotor elevada, debiendo contar, sin embargo, con un alto par de arranque, para vencer la
inercia del equipo.
26
5.7 Sistema por goteo.
●Para regiones quebradas, escasas de agua y con condiciones desfavorables de clima y
suelo, el riego por goteo permite suministrar agua a cada planta en la cantidad que necesita
para su crecimiento y desarrollo óptimo, humedecimiento sin presión por medio de goteros,
solamente la parte de suelo cercano a la raíz.
●Este sistema, adoptado por el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA), consta de un
tanque de almacenamiento de agua, tanque de fertilización y filtrado, contador de flujo de
agua, tubería principal, tubería secundaria, medidores de presión, tubería lateral, goteros,
registros y accesorios.
●Este sistema tiene la ventaja de poder ahorrar agua, mayor productividad y aceleración
del crecimiento de la plantas, permitir la aplicación periódica de pequeñas dosis de
fertilizantes solubles en agua de riego, menor crecimiento de malezas, posibilidad de cultivar
en cualquier tipo de suelo, clima, disminución de ataque de enfermedades y plagas.
●El riego por goteo se usa en la mayoría de los cultivos, menos en cultivos extensivos
como el arroz, trigo y pastos. Al hacer una planificación para la instalación de un riego por
goteo, es necesario hacer estudios y recolectar datos como los de clima, suelo, cultivos,
cantidad de agua a aplicar y personal necesario.
●El sistema de riego por goteo supone una mejora tecnológica importante, que contribuirá
a una mayor productividad y mejor uso del agua de riego. Esto se debe a sus características
ya que se define como un sistema moderno, controlado y económico.
●El riego por goteo tiene un sistema de riego localizado y de alta frecuencia, mas no de
cobertura total, esto quiere decir que, el sistema tiene una manera de riego individual o para
un grupo de plantas, pero no se utiliza para el riego de todo el terreno.
●El agua se aplica al suelo, luego se infiltra en el terreno y se mueve en diferentes
direcciones principalmente en dirección horizontal y vertical. No se moja todo el suelo, sino
27
solo la parte que se aplica el gotero, por consiguiente humedece tan solamente el sistema
radicular de la planta.
●Este sistema utiliza pequeños caudales de agua a baja presión, de esta forma, las zonas
agrícolas que no poseen Fuentes de agua pueden obtenerlo mediante el agua lluvia o en zonas
subterráneas.
●Es utilizado para un riego controlado y para plantaciones delicadas, así cada tipo de
planta tiene la cantidad necesaria de agua para que pueda crecer según las especificaciones
de calidad.
●La ubicación del agua en la proximidad de las plantas es a través de un número variable
de puntos de emisión, de esta forma el agua puede llegar a diferentes plantaciones, ahorrando
dinero y tiempo en su producción.
●La presión de trabajo de los goteros, o la presión que debe alcanzar el sistema para un
adecuado riego, es menor que la presión de trabajo de un sistema de riego diferente, como el
de aspersión, ya que este sistema debe tener un caudal de descarga menor para un riego
controlado en plantas que tiene un cultivo delicado, de esta forma los diámetros de tuberías
que se debe instalar también son menores.
●Como la presión de trabajo de los goteros son menores, la energía empleada para este
sistema también es menor, por los que los costos de inversión, mantenimiento y la operación
son bajos.
●Se puede realizar inyección de fertilizante directamente en la tubería o en el sistema de
bombeo.
●Existe menor evaporación de agua efectiva de riego por ser un sistema de irrigación
localizado.
●En riego por goteo, la utilización de abonos tradicionales en superficie es casi ineficaz,
así los sistemas de goteo mezclan a menudo el abono líquido o pesticidas en el agua de riego.
28
Otros productos químicos tales como el cloro o el ácido sulfúrico son igualmente utilizados
para limpiar periódicamente el sistema.
5.8 Cultivo Y Agua
Todos los cultivos necesitan nutrientes, agua, aire y luz solar para crecer. El equilibrio
adecuado entre ellos contribuye al éxito de la cosecha. Confiar en las precipitaciones
naturales es quizás la forma más sencilla de llevar el agua a los cultivos. No obstante, cuando
se necesita más agua, el riego es la solución perfecta para cubrir las necesidades.
Un factor importante a tener en cuenta es que la cantidad de agua de riego necesaria
depende de tres elementos principales:
●La cantidad de agua presente de forma natural (agua de la lluvia)
●La cantidad de agua necesaria para el cultivo
●Las condiciones climáticas.
Todos estos puntos se tratan en este capítulo. La combinación adecuada de los mismos es
una de las claves para que el funcionamiento del sistema de riego sea efectivo y eficiente
5.9 Necesidades de agua para el cultivo
Las raíces de las plantas toman agua de la tierra para su crecimiento y supervivencia. No
obstante, la mayoría de esta agua se escapa en forma de vapor por las hojas de las plantas a
través de la transpiración. Desde una superficie abierta de agua, que se puede encontrar tanto
en la tierra como en las hojas de las plantas, el agua escapa directamente por evaporación.
La necesidad de agua de un cultivo se conoce como “evapotranspiración”, donde se suman
la transpiración y la evaporación. Esta necesidad de agua se suele expresar en mm/día,
mm/mes o mm/temporada.
Para los cultivos, el agua utilizada y la pérdida por evapotranspiración es esencial para
lograr buenos cultivos de calidad. Este caudal de agua permite que el cultivo:
29
●Utilice la luz del sol para producir materia estructural a través de la fotosíntesis
●Obtenga nutrientes importantes de la tierra
●Controle la temperatura de sus superficies
5.10 Etapa de crecimiento
La evapotranspiración es la transpiración de la planta combinada con la evaporación de la
tierra y de la superficie de la planta. Los cultivos más pequeños requieren menos agua que los
ya maduros. Por otro lado, la evaporación de la tierra es mayor si los cultivos son más
pequeños, al haber más tierra expuesta al sol y al viento. Imagen 4.
Imagen 4. Necesidad de agua de distintos cultivos.
Funte. Grundfos. (2010). Manual Del Riego. Be Think Innovate, 1, 36.
6. Estudio De Mercado
6.1 Definición del sector
Tabla 2. Clasificación sistema de extracción de agua para riego según CIIU
Código CIIU Descripción
44 Maquinaria Para Usos Especiales
441 Maquinaria agropecuaria o silvícola y sus
partes y piezas.
4415 Aparatos mecánicos para proyectar, dispersar o
30
pulverizar líquidos o polvos para agricultura u
horticultura
4415001 Equipo para riego artificial
Fuente: Decreto 4589. Ministerio de comercio, industria y turismo. Diciembre 27 de 2006
De acuerdo a lo indicado por la clasificación industrial internacional uniforme de todas las
actividades económicas, los sistemas de riego se encuentran ubicados dentro de las
actividades de apoyo a la agricultura, como aparatos mecánicos para proyectar, dispersar o
pulverizar líquidos o polvos para agricultura u horticultura.
La producción de sistemas de riego muestra una tendencia inicialmente creciente del 2009
al 2010 donde presento un aumento del 46.5%, alcanzando su punto más alto en los últimos 5
años con un total producido de 9.551.478.000 millones de pesos, posteriormente presento un
decrecimiento y equilibrio durante los años 2011 y 2012, y por último se visualiza una
tendencia creciente para el año 2013 de acuerdo a lo indicado por la encuesta de manufactura
anual realizada por el DANE.
Grafico 1 Valor producción Total CIIU equipo para riego artificial cifra en miles
Fuente: DANE Encuesta Anual Manufacturera
En cuanto a las ventas realizadas para este sector industrial, se tiene que las mismas
aumentaron entre el 2009 y el 2010, posteriormente se presentó una leve caída en las ventas
$-
$2.000.000
$4.000.000
$6.000.000
$8.000.000
$10.000.000
$12.000.000
2009 2010 2011 2012 2013
Producción Valor total
Suma de Producción Valor total
31
en el año 2011.Se visualiza que las ventas presentan un comportamiento regular ya que en el
año 2012 crecen nuevamente, para finalizar en el año 2013 por debajo del promedio en
Boyaca.
Grafico 2 Valor ventas Totales CIIU equipo para riego artificial
Fuente: DANE Encuesta Anual Manufacturera
6.2 Tendencia del mercado
El sector agropecuario es altamente sensible al estado de las diferentes variables dentro de
un sistema macroeconómico. La competitividad en este sector se ha visto golpeado por
diferentes fenómenos económicos, lo cual se refleja en las importaciones y exportaciones del
agro colombiano, sin contar con el impacto provocado con los actuales TLCs firmados.
En este contexto es de gran importancia la implementación de medidas de peso para la
estabilización de los mercados agrícolas, claramente con inversión pública y privada para la
optimización de procesos y la inyección de nuevas tecnologías, las cuales impulsen la
productividad agrícola.
La sociedad de agricultores colombianos enfatiza:
“Colombia cuenta únicamente con alrededor de 842.000 hectáreas irrigadas, fenómeno
que conduce a pensar que la eficiencia general del aprovechamiento del agua es muy baja y,
$-
$100.000.000
$200.000.000
$300.000.000
$400.000.000
$500.000.000
$600.000.000
$700.000.000
$800.000.000
$900.000.000
2009 2010 2011 2012 2013
Suma de Ventas Valor total
Suma de Ventas Valor total
32
por lo tanto, la población rural y la producción agropecuaria enfrentan considerables riesgos
por exceso o falta de agua. Para subsanar en algo estas dificultades, es prioritario:
●Abordar el mejoramiento en la gobernabilidad de los distritos de riego existentes.
●Incentivar la aplicación de instrumentos que permitan la construcción de nueva
infraestructura de riego (distritos, reservorios y otras tecnologías) que propendan por la
mitigación y adaptación del cambio climático.
●Mirar al detalle la funcionalidad del Sistema de Adecuación de Tierras. Se requiere de
una política más agresiva que promueva el desarrollo de nuevas tecnologías para reducir la
dependencia de la producción agropecuaria frente a las condiciones climáticas.
●Implementar un marco de políticas y programas que permitan la adaptación y mitigación
del cambio climático, marco que debe contemplar el ordenamiento adecuado del uso del
suelo y del recurso hídrico.”
Por lo tanto la implementación de proyectos que se relacionen con sistemas de riego
representa una oportunidad de mejora y hace parte de la solución para mejorar los sistemas
productivos agrícolas en Colombia.
6.3 Sistemas de riego en Colombia
De acuerdo a los resultados presentados en el último Censo Nacional Agropecuario, el
18,1 % de las Unidades Productoras Agropecuarias del área rural censada en Colombia
cuentan con sistemas de riego para el uso en sus actividades agropecuarias, y el 81,9 % de
UPA sin tenencia de sistema de riego.
33
Imagen 5 Participación (%) de UPA en el área rural dispersa censada con tenencia o no de sistema de riego
Fuente: DANE Censo Nacional Agropecuario 2014
En los departamentos de Nariño, Cauca, Valle del Cauca, Antioquia y Santander se
encuentra el 52,4 % de las UPA del área rural dispersa censada, con tenencia de sistema de
riego. Los departamentos de Amazonas, Archipiélago de San Andrés Providencia y Santa
Catalina, Vaupés, Bogotá y Guainía presentaron la menor participación (0,1 %).
Grafico 3 Participación (%) de UPA en el área rural dispersa censada con tenencia o no de sistema de riego,
según tamaño de la unidad censada
Fuente: DANE – CNA 2014
6.3.1 Métodos de riego
El método de riego más utilizado en el área rural es el método de aspersión donde su
participación es de un 25%, frente a un 12.4% para el método por goteo el cual se considera
más eficiente, por su ahorro significativo en la dosificación del agua.
34
Gráfico 4 Participación (%) de UPA en el área rural dispersa censada con tenencia de sistema de riego, según
tipo de sistema
Fuente: DANE Censo Nacional Agropecuario 2014
6.4 Inventario de aguas subterráneas en Colombia
De acuerdo a la zonificación de unidades hidrográficas e hidrogeológicas (IDEAM,
2013a), Colombia está compuesta por 16 provincias hidrogeológicas distribuidas en cinco
áreas hidrográficas en las cuales se han identificado a la fecha 61 Sistemas acuíferos de
carácter local y regional y cinco transfronterizos .
Imagen 6 Distribución de provincias hidrogeológicas por área hidrográfica
35
Fuente: Estudio Nacional del Agua 2014
De acuerdo a los resultados mostrados en el ENA 2014 (Estudio Nacional de Aguas 2014)
se ha identificado en el territorio nacional los distintos acuíferos que se distribuyen en las
distintas regiones hidrográficas del país.
La distribución del tipo de punto por área hidrográfica indica que en la Amazonia, Pacífico
y Caribe las captaciones son principalmente aljibes (90%, 87% y 75% respectivamente),
mientras que para el Magdalena – Cauca la proporción de aljibes y pozos es de 39% y 35%
del total de puntos en el área hidrográfica respectivamente. En la Orinoquia, la distribución
de tipo de captaciones es más homogénea, el 34% corresponde a aljibes, 18% a manantiales y
7% a pozos. Los manantiales registrados se distribuyen proporcionalmente en la Orinoquia y
Magdalena – Cauca
La distribución de la información por áreas hidrográficas muestra que para el Caribe y la
Orinoquia se presenta la mayor cantidad de puntos sin información de estado (86,3% y 73,2%
respectivamente), mientras que en la Amazonia, el 93,2% de los puntos son productivos. En
el Magdalena – Cauca, los puntos sin información corresponden al 50,4% mientras que el
37,7% son considerados productivos y el 5,8% se reportan en estado de reserva.
Grafico 5 Distribución de tipo de puntos de agua subterránea por área hidrográfica
Fuente: Estudio Nacional del Agua 2014
36
Grafico 6 Distribución de tipo de puntos de agua subterránea por área hidrográfica
Fuente: Estudio Nacional del Agua 2014
6.4.1 Usos de agua subterránea
De acuerdo con la información, en el año 2011 se concesionó un volumen de agua a nivel
nacional de 1.032 millones de m3 para 4.346 usuarios, distribuidos por áreas hidrográficas.
El mayor consumo de agua subterránea se da en el área hidrográfica del Magdalena –
Cauca, el cual representa el 78,1% del volumen concesionado registrado a nivel nacional.
Imagen 7 Volumen de agua concesionada sujeta a cobro TUA por área hidrográfica – año 2011
Fuente: Estudio Nacional del Agua 2014
La distribución de los usos del agua se muestra en el siguiente diagrama, en él se observa
que el sector agrícola e industrial concesiona alrededor del 73,2% del volumen total, mientras
que el consumo humano y doméstico representa el 17,8%.
37
Grafico 7 Usos del agua concesionada sujeta a cobro TUA (MADS, 2011)
Fuente: Estudio Nacional del Agua 2014
6.4.2 Demanda de agua subterránea, zona magdalena – cauca
Asimismo, en el área hidrográfica Magdalena Cauca, varios Sistemas Acuíferos podrían
suplir las necesidades de abastecimiento para aquellas subzonas hidrográficas que cuentan
con un índice de aridez moderado a deficitario: Sistema Acuífero Bucaramanga Piedecuesta,
Tunja, algunas zonas del Sistema Acuífero Sabana de Bogotá, Neiva Tatacoa, entre otros.
6.4.3 Demanda de agua subterránea nacional estimada
Con base en la información de las concesiones y asumiendo que cada una corresponde a
un punto de agua, se tendría una información reportada de 1.032 millones de metros cúbicos
que corresponden a 7.5 l/s por pozo. Si esta información se proyecta con el inventario total se
tendría un estimado de 3.000 millones de metros cúbicos para los 12.866 pozos y 1.000
millones de metros cúbicos para los 31.364 aljibes (asumiendo extracciones de 1 l/s para
estos puntos).
38
En total se estima un volumen extraído de 4.000 millones de metros cúbicos de aguas
subterráneas que corresponde al 12% de la demanda total.
6.5 Proyección de la demanda de agua para el sector agrícola
Para definir las proyecciones del 2013 al 2022, el estudio Nacional de aguas consideró el
incremento calculado de las hectáreas sembradas para cada cultivo. Este incremento de
demanda proyectada se ve afectado por un incremento gradual en la eficiencia de los sistemas
de riego de los cultivos que aumentan de manera progresiva desde el año base hasta el año
horizonte, como fruto de la tecnificación natural del sector en los próximos años.
Imagen 8 Eficiencias empleadas según el tipo de riego para la estimación de la demanda proyectada
Fuente: Estudio Nacional del Agua 2014
En cuanto a las demandas proyectadas de los cultivos permanentes, se observa que en
general aumentan excepto en el caso del plátano. Sin embargo cultivos como la palma y la
caña, se destacan sobre los demás porque su crecimiento esperado es mucho mayor,
condicionado por situaciones altamente favorables desde el ámbito político y económico.
39
Imagen 9 Demanda de agua proyectada en Millones de m3 desde el 2013-2022 para los cultivos permanentes
Fuente: Estudio Nacional del Agua 2014
Grafico 8 Proyección demanda de agua
Fuente: Autores, basada en Estudio Nacional del Agua 2014
6.6 Proyección de la demanda sector agrícola
De acuerdo con los resultados de CNA 2014, del total del área censada de las UPA el
56,9% correspondió a Bosques Naturales (62,8 millones de hectáreas), mientras que el 38,3%
pertenecía al sector agropecuario (42,3 millones de hectáreas).
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
20
12
20
13
20
14
20
15
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17
20
18
20
19
20
20
20
21
20
22
Mill
on
es d
e m
3
ANO
PROYECCIÓN DE DEMANDA DE AGUA 2012 - 2022
MILLONES M3
40
Grafico 9 Participación (%) del área rural dispersa, según uso
Fuente: DANE-CNA 2014
Conforme al total del área censada de uso agrícola (8,4 millones de hectáreas), los cultivos
presentaron una participación de 83,9% (7,1 millones de hectáreas), seguido por áreas en
descanso con el 13,0% (1,1 millones de hectáreas) y áreas en barbecho con 3,1% (0,2
millones de hectáreas). Mientras el 16,0% de los cultivos fueron de tipo transitorios (0,6
millones de hectáreas), el 74,8% fueron de tipo permanentes (5,3 millones de hectáreas) y el
9,2% asociados (1,2 millones de hectáreas).
Imagen 10 Área rural dispersa censada, según uso. Total Nacional. Año 2014
Fuente: DANE-CNA 2014
41
Imagen 11 Área agropecuaria dispersa censada según departamento. Total Nacional. Año 2014
Fuente: DANE-CNA 2014
Según el total nacional, los departamentos de Antioquia, Arauca, Casanare, Meta,
Santander y Vichada tuvieron las mayores áreas en uso agropecuario, mientras que
Amazonas, Risaralda, Quindío, Vaupés y Guainía tuvieron las menores áreas en este uso.
6.6.1 Uso del suelo por departamento
Arauca y Casanare se destacaron como los departamentos que dedicaron la mayor parte de
su zona rural dispersa a usos agropecuarios mientras que Amazonas y Vaupés presentaron la
menor proporción para este uso. Los departamentos de Amazonas y Vaupés presentaron la
mayor participación del uso del suelo en bosques, mientras que la menor área en este uso se
registró en los departamentos de Atlántico y Sucre.
42
Bogotá D.C y 19 de los 32 departamentos censados dedicaron más del 50,0% del área
censada para uso agropecuario superando además el promedio nacional de la misma. En el
caso del área dedicada a bosques, que es el segundo uso más importante, en Bogotá D.C. y en
22 departamentos esta proporción fue menor al promedio nacional.
Grafico 10 Distribución (%) del área rural dispersa censada, por departamento según uso del suelo.
Fuente: DANE-CNA 2014 ASPYSC: Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina
6.6.2 Uso agropecuario
Del total del área dispersa correspondiente al uso agropecuario (42,3 millones de
hectáreas), el 80,0% se dedicó a la actividad pecuaria (pastos), el 19,8% a la actividad
agrícola y el 0,3% a infraestructura agropecuaria.
43
Grafico 11 Participación (%) del área para uso agropecuario. Total Nacional
Fuente: DANE-CNA 2014
Imagen 12 Área en actividad agropecuaria, según uso. Total Nacional. Año 2014
Fuente: DANE-CNA 2014
6.6.3 Uso agropecuario por departamento
El uso agrícola predominó en los departamentos de Nariño y Quindío, mientras que
Arauca y Guaviare registraron la menor participación de área para este uso. Del uso del suelo
pecuario, la mayor participación la registraron los departamentos de Arauca y Guaviare, entre
tanto los departamentos del Nariño y Quindío presentaron la menor participación en este uso.
17 de los 32 departamentos censados registraron una participación en uso agrícola que superó
el promedio nacional; por su parte Bogotá D.C y 15 de los 32 departamentos censados
registraron una participación mayor al promedio nacional en pastos.
44
Grafico 12 Distribución (%) del área con uso agropecuario, por departamento
Fuente: DANE-CNA 2014 ASPYSC: Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina
Según resultados del total del área censada en uso agrícola (8,4 millones de hectáreas), el
83,9% correspondió a siembras de cultivos transitorios y/o permanentes, el 13,0% a áreas en
descanso y el 3,1% a áreas en barbecho. Del total del uso en cultivos (7,1millones de
hectáreas), el 74,8% correspondió a cultivos permanentes y el 16,0% a cultivos transitorios.
Grafico 13 Participación (%) del área rural dispersa censada para uso agrícola. Total Nacional
Fuente: DANE-CNA 2014
45
Grafico 14 Participación (%) del área rural dispersa censada destinada a cultivos (ha.) por tipo
Fuente: DANE-CNA 2014
6.6.4 Uso agrícola por departamento
Del total del área agrícola, los departamentos de Caldas y Amazonas registraron las
mayores participaciones de área sembrada en cultivos. Por su parte, los departamentos de
Atlántico, Vichada y Casanare presentaron la menor participación en este uso. Del área en
barbecho, los departamentos de Atlántico y Casanare registraron las mayores participaciones,
mientras que la menor participación se presentó en el departamento de Caldas.
Del área en descanso, la mayor participación se presentó en el Atlántico y Bogotá D.C,
mientras que en Amazonas se presentó la menor participación. 16 de 32 departamentos
censados registraron mayor proporción en el área para cultivos que el promedio nacional.
Grafico 15 Distribución (%) del área agrícola (ha), por departamento
Fuente: DANE-CNA 2014 ASPYSC: Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina
46
6.7 Unidades productoras agropecuarias – UPA
El 39,2% del área de las Unidades Productoras Agropecuarias (UPA), destinaron el suelo
para uso agropecuario y el 58,2% se encontraban en bosques naturales. Las Unidades
Productoras Agropecuarias menores a 5 hectáreas utilizaron el 81,9% del área para fines
agropecuarios, mientras que las de 1.000 y más sólo utilizaron el 19,1% para este fin.
Grafico 16 Distribución (%) del área rural dispersa censada (ha) según uso del suelo y tamaño.
Fuente: DANE-CNA 2014
El 0,4% de las UP mayores a 500 hectáreas tuvieron el 63,9% del área censada nacional;
por su parte el 75,4% de las UP menores a 5 hectáreas ocuparon el 2,6% del área censada
nacional.
Grafico 17 Participación (%) del número de UPA según tamaño (ha.) Total Nacional
Fuente: DANE-CNA 2014
47
6.7.1 Unidades de producción por departamento
Grafico 18 Distribución (%) de las unidades y área de producción, según departamento
Fuente: DANE-CNA 2014
Los departamentos de Boyacá y Cundinamarca, concentraron el 24,7% del número de
UPA. Mientras que Vaupés y Guainía concentraron el 0,2% de las UPA.
El 80,0% del área de las Unidades Productoras Agropecuarias (UPA), destinaron el suelo
para pastos y el 19,8% a uso agrícola. Las Unidades Productoras Agropecuarias menores a 5
hectáreas utilizaron el 38,9% del área para fines agrícolas, mientras que las de 1.000 y más
sólo utilizaron el 11,7% para este fin.
48
Grafico 19 Distribución (%) del área rural dispersa agropecuaria censada (ha.)
Fuente: DANE-CNA 2014
6.7.2 Total área cosechada y producción
De acuerdo con los resultados del Censo Nacional Agropecuario 2014, el total de la
producción agrícola fue de 33,2 millones de toneladas y el área cosechada correspondió a 6,9
millones de hectáreas.
Del total de la producción, los departamentos de Valle del Cauca, Antioquia, Nariño,
Cauca, Meta y Tolima representaron el 44,7% de la producción agrícola y el 41,7% del área
cosechada del total en el área rural dispersa censada.
Imagen13 Participación (%) de la producción (Ton.) y del área cosechada (ha.), según departamento
49
Fuente: DANE-CNA 2014
Grafico 20 Distribución (%) del total del área cosechada (ha.) en el área rural dispersa censada, según tamaño
Fuente: DANE-CNA 2014
50
El 40,0% del área cosechada en 2013 en el área rural dispersa censada se encontró en las
UPA con menos de 50 hectáreas las cuales generaron cerca del 43,0% de la producción
agrícola. Por su parte, las UPA de 1000 y más hectáreas concentraron el 32,6% del área
cosechada y el 16,2% del total de la producción agrícola.
6.7.3 Clases de cultivo por grandes grupos
Del total del área agrícola cosechada en el área rural dispersa censada el 36,9%
correspondió a cultivos agroindustriales que concentraron el 17,9% de la producción agrícola,
en segundo lugar se ubicó el grupo de los tubérculos y plátano con el 25,4% del área
cosechada y con el 33,7% de la producción agrícola.
Grafico 21 Participación (%) área cosechada (ha.) por grandes grupos de cultivo en el área rural dispersa
censada
Fuente: DANE – CNA 2014 Nota: sólo se incluyen los principales productos de cada grupo
6.8 Cultivos con hortalizas, verduras y legumbres
Según las características del proyecto el grupo de cultivos de hortalizas y legumbres son
un grupo de cultivos que necesitan máximo de 5000 metros cúbicos de agua anuales, lo cual
se convierte en el producto al cual el objetivo del diseño de un sistema de extracción de agua
va dirigido, además de que su área utilizada en cosecha son en las UPA de menos de 5
51
hectáreas. De esta forma se establece la participación de producción por departamentos en
este cultivo y el pronóstico de la demanda respectiva.
Imagen 14 Necesidad de agua de distintos cultivos.
Fuente GRUNDFOS SUMINISTRO DE AGUA
En los cultivos de hortalizas frescas, grano seco y legumbres frescas, los departamentos
con mayor participación en la producción fueron Nariño y Tolima con 18,5% y 12,9%
respectivamente. Respecto al área cosechada, los departamentos con mayor participación
fueron Nariño, Tolima y Meta concentrando el 40,3% del área.
Imagen 15 Participación (%) de la producción (Ton.) de hortalizas, grano seco, y legumbres frescas, del área
cosechada (ha.) de hortalizas, verduras y legumbres, según departamento.
52
Fuente: Dane-Cna 2014 Aspysc: Archipiélago De San Andrés, Providencia Y Santa Catalina
6.9 Encuesta de identificación de productos y población objetivo
Para la identificación de los productos a desarrollar y la población objetivo de los mismos,
se desarrollará una encuesta preliminar que permita identificar los productos a desarrollar y la
población que hará viable la introducción de los mismos.
Tipo de Operación Estadística: Encuesta por muestreo no probabilístico, intencional o
de conveniencia:
Universo: El universo está conformado por los habitantes de la poblaciones de Villeta
(Cundinamarca) y Tibasosa (Boyacá).
Unidad Estadística: La unidad básica de observación son las personas de los municipios
de estudio que tienen actividades económicas originadas por el sector agropecuario.
Cálculo de la Muestra: Muestra por cuotas. Determinada a cada entrevistador
aleatoriamente.
6.10 Análisis del resultado de las encuestas
Las preguntas fueron direccionadas a cuantificar el posible uso o compra de nuestro
producto, las preguntas que nos dieron ya un rumbo para nuestro estudio de mercado y ya ir
cuantificando la demanda fueron:
53
¿La región en la que habita cuenta con reservas de agua subterránea?
El 30% de las personas encuestadas cuentan con fuentes de agua subterránea lo cual
permite identificar la condición óptima para utilizar un molino multípala para la extracción de
agua.
5. ¿Sus cultivos cuentan con un sistema de riego?
6 ¿Requiere de un sistema de extracción de agua para utilizarla en el riego de su cultivo?
El 70% de las personas encuestadas no cuentan con un sistema de riego para sus cultivos
lo que evidencia el déficit presentado en esta área. Mientras el 50% requiere de un sistema de
extracción de agua subterránea para utilizarla en riego.
10. ¿De los siguientes ejemplos cual considera como un sistema eficiente de riego?
54
14 ¿De los siguientes ejemplos cual considera como un sistema eficiente de extracción de
agua subterránea?
De acuerdo a las encuestas aplicadas el sistema de riego por goteo es considerado como un
sistema eficiente con un 30% de aprobación. Así mismo los molinos multipalas no son
considerados por los encuestados como sistemas eficientes pero conservan su preferencia por
ser económicos y amigables con el medio ambiente
26. ¿Estaría dispuesto a pagar por un sistema de extracción de agua empleado para riego
por goteo en su cultivo?
55
27. ¿Cuánto estaría dispuesto a pagar por un sistema de extracción de agua empleado para
riego por goteo en su cultivo?
De las 10 personas encuestadas el 90% se encuentran decididos en pagar por un sistema de
extracción de agua empleado para el riego por goteo en sus cultivos, y donde el 70% lo hace
con el fin de mejorar la eficiencia de operación. Mientras el 40% de los encuestados invertiría
hasta 1.000.000, el hay un 50% que está interesado en invertir entre 3.000.000 y 6.000.000 o
más.
32. De los siguientes atributos califique la importancia de estos al adquirir un sistema de
extracción de agua empleado para riego por goteo en su cultivo, de 1 a 5, siendo 1 el menos
importante y 5 el más importante
Es importante para el cliente que una vez se le venda el sistema de extracción de agua para
riego se le brinde asesoría técnica, acompañamiento, instalación y puesta en marcha y
mantenimiento del sistema, no se encuentran tan interesados en que se le brinden ofertas.
Mientras tanto los clientes no se encuentran totalmente satisfechos con los sistemas ofrecidos
0204060 CALIDAD
SEGURIDAD
EFICIENCIA ECONOMÍA
SUFICIENCIA
COMPAÑIA DATOS OPTIMOS
56
por la competencia ya que para los sistemas de riego se tiene un 40% de las persona
encuestadas calificando como regular los sistemas ofrecidos.
7. Diagnóstico Regional
Según los datos recolectados de la Evaluación agropecuarias municipales se estableció la
producción de hortalizas cultivadas durante el periodo 2005 a 2013, notando un ligero
aumento en la producción respecto a su año respectivo.
Grafico 22 Producción Obtenida de hortalizas periodo 2005-2013
FUENTE: Autores. Basada en la Evaluación agropecuarias municipales. Anuario 2013 - BASE Frutas (1992-
2013) y Hortalizas (1996-2013)
De igual manera se realizó la proyección de las áreas cultivadas (hectáreas) de hortalizas
durante el periodo 2005 a 2013.
AÑOAGRICOLA
2005
AÑOAGRICOLA
2006
AÑOAGRICOLA
2007
AÑOAGRICOLA
2008
AÑOAGRICOLA
2009
AÑOAGRICOLA
2010
AÑOAGRICOLA
2011
AÑOAGRICOLA
2012
AÑOAGRICOLA
2013
(Tons) 1.428.963 1.642.747 1.682.801 1.715.366 1.761.081 1.703.117 1.727.934 1.906.489 2.010.102
0
500.000
1.000.000
1.500.000
2.000.000
2.500.000
TON
ELA
DA
S
PRODUCCION OBTENIDA (TONS). PERIODO 2005-2013
57
Grafico 23 Área cosechada de hortalizas periodo 2005-2013
FUENTE: Autores. Basada en la Evaluación agropecuarias municipales. Anuario 2013 - BASE Frutas (1992-
2013) y Hortalizas (1996-2013)
Para nuestro análisis regional y la población objeto de estudio, establecimos la producción
de hortalizas que el departamento de Boyacá aportó al valor nacional en los periodos 2005 a
2013, evidenciando su aporte en los distintos años agropecuarios.
Grafico 24 Producción Obtenida de hortalizas en Boyacá periodo 2005-2013
FUENTE: Autores. Basada en la Evaluación agropecuarias municipales. Anuario 2013 - BASE Frutas (1992-
2013) y Hortalizas (1996-2013)
AÑOAGRICOLA 2005
AÑOAGRICOLA 2006
AÑOAGRICOLA 2007
AÑOAGRICOLA 2008
AÑOAGRICOLA 2009
AÑOAGRICOLA 2010
AÑOAGRICOLA 2011
AÑOAGRICOLA 2012
AÑOAGRICOLA 2013
AREA COSECHADA (Has) 92.067 101.636 103.514 106.063 105.704 100.453 103.698 111.496 116.509
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
TON
ELA
DA
S AREA COSECHADA (HAS)PERIODO 2005-
2013
AÑOAGRICOLA
2005
AÑOAGRICOLA
2006
AÑOAGRICOLA
2007
AÑOAGRICOLA
2008
AÑOAGRICOLA
2009
AÑOAGRICOLA
2010
AÑOAGRICOLA
2011
AÑOAGRICOLA
2012
AÑOAGRICOLA
2013
BOYACÁ 273.255 407.477 353.429 366.363 415.563 442.060 406.921 427.833 441.516
(Tons) 1.428.963 1.642.747 1.682.801 1.715.366 1.761.081 1.703.117 1.727.934 1.906.489 2.010.102
0
500.000
1.000.000
1.500.000
2.000.000
2.500.000
3.000.000
TON
ELA
DA
S
PRODUCCIÓN OBTENIDA BOYACÁ (TONS). PERIODO 2005-2013
58
7.1 Proyección de la demanda hortalizas
Se realiza de acuerdo al método de descomposición de series de tiempo, con períodos
bianuales estacionales. Se cuenta con datos entre los años 2008 – 2013, y se realiza
proyección para los años entre el 2014 y el 2020, arrojando los siguientes resultados.
Grafico 25 Proyección demanda cultivos de hortalizas periodo 2008-2020
FUENTE: Autores. Basada en la Evaluación agropecuarias municipales. Anuario 2013 - BASE Frutas (1992-
2013) y Hortalizas (1996-2013)
7.2 Proyección de la demanda de riego
Se realiza de acuerdo al método de descomposición de series de tiempo, con períodos
bianuales estacionales. Se cuenta con datos entre los años 2008 – 2013, y se realiza
proyección para los años entre el 2014 y el 2020, arrojando los siguientes resultados.
y = 5089,9x + 765620 R² = 0,5998
660000680000700000720000740000760000780000800000820000840000860000
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
DEMANDA CULTIVOS DE HORTALIZAS 2008-2020
Suma de Ventas Valor total Promedio Movil Simple
Promedio Movil ponderado Desestacionalizar la demanda
59
Grafico 26 Proyección De Ventas Nacionales de Riego 2008-2020
FUENTE: Autores. Basada en la Evaluación agropecuarias municipales. Anuario 2013
7.2.1 Participación de ventas de riego en Boyacá
La participación en ventas del proyecto en el mercado, se realiza con base a la capacidad
de producción, esta se visualiza en la gráfica 26.
En la imagen16 se muestra la proyección de ventas por cada periodo de año en los
diferentes escenarios expuestos.
Imagen 16 Proyección de ventas
Fuente: Autores
y = 2E+07x + 6E+08 R² = 0,289
$-
$200.000.000
$400.000.000
$600.000.000
$800.000.000
$1.000.000.000
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
DEMANDA VENTAS NACIONALES DE RIEGO 2008-2020
Suma de Ventas Valor total Promedio Movil Simple
Promedio Movil ponderado Desestacionalizar la demanda
40 59 82 82 82
41 60 84 84 84
43 63 88 88 88
26.5% 42.3% 51.2% 56.0% 48.5%PORCENTAJE MÁXIMO DE CUBRIMIENTO DE LA DEMANDA (%)
PROYECCIÓN DE VENTAS (UND/AÑO)
ESCENARIOS
Pesismista
Realista
Optimista
60
Grafico 26 Participación Ventas Boyacá Riego 2008-2020
Fuente: Autores. Basada en la Evaluación agropecuarias municipales. Anuario 2013
8. Diagnostico Internacional
8.1 Producción mundial de sistemas de riego
A nivel mundial se tiene que los países con mayor incidencia en procesos de riego para el
sector agrícola, son los países que se encuentran en el continente asiático como India, China y
Pakistán. Donde su método de aplicación más común es por medio de gravedad y que es
conocido como riego superficial.
Gráfico 27 Hectáreas regadas a nivel mundial para el año 2003
Fuente. Elaboración propia datos ICID
$-
$100.000.000
$200.000.000
$300.000.000
$400.000.000
$500.000.000
$600.000.000
$700.000.000
$800.000.000
$900.000.000
$1.000.000.000
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Historico de ventas Pronostico de ventas Ventas a cubrir
0
50
100
150
200
250
300
India China Pakistán Asia EstadosUnidos
Otrasregiones
Mundo
Área Regada en el mundo (106 ha)
61
8.2 Sistemas de riego en Guatemala
Actualmente no existe en Guatemala la producción de maquinaria para sistemas de riego,
la oferta que se encuentra en el mercado es totalmente importada. Guatemala se caracteriza
por ser un país con propensión agrícola, siendo el principal sector productivo del país. El
60% de la población habita en el área rural y subsisten de su propia agricultura. En su gran
mayoría dependen de la temporada de lluvias para irrigar sus cultivos.
Los sistemas de riego implementados en el país se clasifican, en el 86% para riego
empresarial realizado para las plantaciones y el 14% restante para cultivos como el melón,
palma africana, caña de azúcar, esparrago, hortalizas, cítricos, banano, plantas ornamentales,
plátano, papaya, aguacate, jardines, invernaderos, fresa, entre otros.
En Guatemala, la mayoría de sus sistemas de riego son aún muy básicos:
Riego artesanal: sistema implementado por la iniciativa de pequeños y medianos
productores existen alrededor de 19.393,32 hectáreas de riego.
Mini-riego: consiste en riego a pequeña escala por medio de la gravedad-aspersión,
existen alrededor de 18.032 hectáreas de riego.
Riego manual: riego por manguera.
Lluvias: dependen del ciclo o temporada de lluvias.
Imagen 17 Importaciones (valor, volumen y precios promedio) del producto últimos 3 (tres) años por país.
Identificar principales competidores y participación de Chile en el mercado.
Fuente. PMP Estudio de Mercado sistema de riego en Guatemala 2013
62
8.3 Riego en chile
Los cultivos industriales en chile cuentan con 798 hectáreas, y 522 que suman
aproximadamente el 65% están bajo riego. Un porcentaje muy alto a comparación de los
resultados mostrados en el último censo agropecuario en Colombia con un déficit de riego del
81%.
Los cultivos de leguminosas y tubérculos cubren un total de 2.866 hectáreas, de las cuales
el 86% sin hectáreas de riego con un aproximado de 2.471 Ha.,
Imagen 18 Superficie de cultivos en chile
Fuente: Censo agropecuario forestal 2010
Principales marcas en el mercado (locales e importadas).
Tabla 3 Marca y origen mercado de riego a nivel mundial
Marca Origen Marca Origen
Lindsay EE.UU. Komet EE.UU.
Perkins Inglaterra Idrofoglia Italia
Lister peller Inglaterra Netafim Israel
Netafin Israel Bermad Israel
Blue river EE.UU. Arkal Israel
63
Nelson EE.UU. John deere water EE.UU.
Siplast Italia Hunter EE.UU.
Irritec&siplast Italia Antelco Australia
Wade rain EE.UU. Senninger EE.UU.
Fuente. PMP Estudio de Mercado sistema de riego en Guatemala 2013
“Empresas como Riegos Modernos, REGASA, AMANCO, INAGRO, POPOYAN,
VISTAVOLCANES, Bombas y riegos se enfocan exclusivamente a sistemas de riego
agroindustrial. Por otro lado, RIMOGUA, AQUACORP E IRRITECH se enfocan al sistema
de riego residencial y agroindustrial. La empresa REDIGENTO trabaja únicamente para
sistemas de riego residencial.” (Oficina Comercial De Chile 2013)
9. Demanda Potencial
La cantidad de hectáreas cosechadas de cultivos de hortalizas en Boyacá muestra un
comportamiento estable durante los últimos 5 años y su participación frente a lo cosechado a
nivel nacional es del 20%, lo cual indica que es un departamento con un alto grado de
importancia para este tipo de cultivos.
Grafico 28 Área cosechada de hortalizas en Boyacá
FUENTE: Autores. Basada en la Evaluación agropecuarias municipales. Anuario 2013 - BASE Frutas (1992-
2013) y Hortalizas (1996-2013)
AÑO AGRICOLA2008
AÑO AGRICOLA2009
AÑO AGRICOLA2010
AÑO AGRICOLA2011
AÑO AGRICOLA2012
AÑO AGRICOLA2013
AREA 16951 16043 20781 18211 18521 18288
0
5000
10000
15000
20000
25000
TON
ELA
DA
S
AREA COSECHADA HORTALIZAS BOYACA (HA)PERIODO 2008-2013
64
9.1 Pronóstico de la demanda cultivo de hortalizas
Se realiza de acuerdo al método de descomposición de series de tiempo, con períodos
bianuales estacionales. Se cuenta con datos entre los años 2008 – 2013, y se realiza
proyección para los años entre el 2014 y el 2020
Grafico 29 Demanda Cultivos de hortalizas en Boyacá 2008-2020
FUENTE: Autores. Basada en la Evaluación agropecuarias municipales. Anuario 2013 - BASE Frutas (1992-
2013) y Hortalizas (1996-2013)
De acuerdo al último censo agropecuario las áreas cultivas menores a 5 Ha cuentan con
una participación 2.4% del área total dispersa censada.
Gráfico 30 Participación (%) del área de las de UPA según tamaño (ha.) Total Nacional
Fuente: DANE-CNA 2014
y = 439,14x + 16596 R² = 0,324
0
5000
10000
15000
20000
25000
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
DEMANDA CULTIVOS DE HORTALIZAS BOYACA 2008-2020 (Ha)
area cosechada Promedio Movil Simple
Promedio Movil ponderado Desestacionalizar la demanda
65
9.2 Proyección de la demanda de riego
Grafico 31 Total de ventas de sistemas de riego en Boyacá
Fuente: DANE-CNA 2014
Fuente: Elaboración propia autores a partir de la Encuesta Anual Manufacturera – EAM 2008-2013
Se realiza de acuerdo al método de descomposición de series de tiempo, con períodos
bianuales estacionales. Se cuenta con datos entre los años 2008 – 2013, y se realiza
proyección para los años entre el 2014 y el 2020.
Grafico 32 Proyección Ventas Nacionales de Riego 2008-2020
Fuente: Elaboración propia autores a partir de la Encuesta Anual Manufacturera – EAM 2008-2013
$-
$100.000.000
$200.000.000
$300.000.000
$400.000.000
$500.000.000
$600.000.000
$700.000.000
$800.000.000
$900.000.000
2008 2009 2010 2011 2012 2013
Suma de Ventas Valor total
Suma de Ventas Valor total
y = 2E+07x + 6E+08 R² = 0,289
$-
$200.000.000
$400.000.000
$600.000.000
$800.000.000
$1.000.000.000
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
DEMANDA VENTAS NACIONALES DE RIEGO 2008-2020
Suma de Ventas Valor total Promedio Movil Simple
Promedio Movil ponderado Desestacionalizar la demanda
66
9.3 Participación de mercado de riego en Boyacá
Con respecto a la información suministrada por el censo agropecuario, como se muestra en
la Imagen 16 la participación de la zona de Boyacá con un 2,1% y 5%, para establecer que
valores de ventas y unidades aporta esta región, establecemos un promedio entre estos
valores. De esta manera para el departamento de Boyacá se cuenta con una participación de
riego en el 3,55% del área utilizada por unidades productoras agropecuarias, obteniendo lo
siguientes resultados. De acuerdo a esta participación de tamaño de cultivos a nivel nacional
Tabla 4 Demanda de área de cultivos de hortaliza en Boyacá
Año Pronostico Área
cosechada
Área cosechada
menor a 5 Ha
Área cosechada
menor a 5 ha sin riego
2015 19423.2 466.16 449.60
2016 21249.2 509.98 491.87
2017 20271.5 486.52 469.24
2018 22157.4 531.78 512.89
2019 21119.8 506.88 488.88
2020 23065.6 553.58 533.92
FUENTE: Autores.
9.3.1 Pronostico ventas de sistema de riego
De acuerdo a las actuales necesidades que se presentan en el sector agrícola por falta de
implementación de sistemas de riego, donde a nivel nacional se presenta un déficit del 82%.
Y con base a la encuesta realizada se obtiene que el 50% de las personas encuestadas están
interesadas en invertir entre 3.000.000 y 6.000.000 o más.
67
Tabla 5 Ventas Históricas de sistemas de riego periodo 2008-2013
Producto UM Ventas Registradas
2008 2009 2010 2011 2012 2013
Total equipos
de riego
vendidos
Un 103 117 155 131 149 114
Demanda Un 52 59 78 66 75 57
FUENTE: Autores.
10. Calculo Pronóstico
Se realiza de acuerdo al método de descomposición de series de tiempo, con períodos
bianuales estacionales. Se cuenta con datos entre los años 2008 – 2013, y se realiza
proyección para los años entre el 2014 y el 2020.
Gráfico33 Pronostico de ventas del mercado de sistemas de riego 2016-2020
FUENTE: Autores.
y = 4,6023x + 112,06 R² = 0,2274
-
50,00
100,00
150,00
200,00
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
PARTICIPACION VENTAS BOYACÁ RIEGO 2008-2020
Suma de Ventas Cantidad Promedio Movil Simple
Promedio Movil ponderado Desestacionalizar la demanda
Estacionalizar Pronostico Lineal (Desestacionalizar la demanda)
68
10.1 Pronostico de ventas 2016-2020
Tabla 6 Pronostico de ventas de sistemas de riego periodo 2016-2020 de acuerdo a capacidad de producción
2016 2017 2018 2019 2020
Pronostico
de ventas (un)
41 60 84 84 84
Cobertura
(m2)
20.500 30.000 42.000 42.000 42.000
Cobertura
(Ha)
2.05 3 4.2 4.2 4.2
FUENTE: Autores.
En esta tabla podemos establecer las unidades pronosticadas de sistemas riego que nos
permiten concluir:
1. El número de unidades de riego pronosticadas son las mismas para el sistema de
extracción de agua subterránea en conjunto.
2. Estos valores se apoyaron en el déficit de riego que arrojo la encuesta y los datos del
censo agropecuario 2014
3. Se establece que las hectáreas que se van a cubrir con estos sistemas de riego se acercan
a las áreas cosechadas menores de 5 hectáreas pronosticadas en numeral 10.3
4. El aumento de los sistemas de riego ayudaran en masificar la tecnología implementada
en este proyecto.
69
Gráfico33 Pronostico participación ventas sistemas de riego en Boyacá 2016-2020
FUENTE: Autores.
11. Localización De La Oficina
Teniendo en cuenta que el departamento de Boyacá es nuestra región de estudio base para
ubicar estratégicamente la oficina se postularon 6 municipios importantes en el sector
industrial de esta zona del país.
Combita
Sogamoso
Tunja
Duitama
Garagoa
Chiquinquirá
Estos municipios se evaluaran bajo los criterios de Disponibilidad mano de obra, la
cercanía al mercado, la cobertura de servicios públicos, aspectos sociales como la violencia,
las vías de acceso y el costo de la bodega
-
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
160,00
180,00
200,00
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Historico de ventas Pronostico de ventas
70
11.1 Cercanía al mercado
Para este parámetro se tendrá en cuenta la distancia que existe entre cada municipio y la
región de nuestro interés que son los cultivos de hortalizas en el departamento de Boyacá.
Tabla 7 Distancia al mercado
Puntaje Distancia (en KM)
5 De 0 a 50
4 De 50 a 70
3 De 70 a 90
2 De 90 a 110
1 Más de 110
Fuente: Elaboración Propia de los autores a través de datos de Google maps
11.2 Disponibilidad mano de obra
La disponibilidad de mano de obra se evalúa de acuerdo las estadísticas del DANE
verificando las personas que cuenten con las condiciones físicas y mentales óptimas para la
ejecución de una labor.
Tabla 8 Disponibilidad Mano de obra
Puntaje Cantidad (población)
1 Entre 0 y 5000
2 Entre 5000 y 9000
3 Entre 9000 y 13000
4 Entre 13000 y 16000
5 Más de 16000
Fuente: Elaboración Propia de los autores a través de datos DANE
11.3 Servicio Públicos
El análisis de los servicios públicos va enfocado a la cobertura que posea cada municipio
en electricidad, acueducto y alcantarillado.
71
Tabla 9 Cobertura Servicios públicos
Puntaje Cobertura servicios
públicos (%)
1 Entre 0 y 96
2 Entre 96 y 97
3 Entre 97 y 98
4 Entre 98 y 99
5 Más de 100
Fuente: Elaboración Propia de los autores a través de datos DANE
11.4 Aspectos sociales
Los aspectos sociales a revisar es específicamente la violencia en estos municipios vara
verificar la seguridad con la que se cuenta lo cual impacta directamente a conservar un
ambiente adecuado de trabajo.
Tabla 10.Tasa de homicidios
Puntuación Rango(Tasa
homicidios)
5 Entre 0 y 3
4 Entre 3 y 6
3 Entre 6 y 9
2 Entre 9 y 12
1 Más de 12
Fuente: Elaboración Propia de los autores a través de datos DANE
11.5 Costo de la bodega
Con base a estadísticas catastrales entre los años 2000-2012 del informe de gestión
catastral del IGAC, se toman rangos promedio de avaluó el terreno para cada municipio.
72
Tabla 11 Rangos costo de la bodega
Puntuación Rango(promedio
avaluó millones)
5 Entre 0 y 20
4 Entre 20 y 40
3 Entre 40 y 60
2 Entre 60 y 80
1 Más de 80
Fuente: Elaboración Propia de los autores a través de datos gestión catastral del IGAC
11.6 Selección del municipio
Con base a los rangos de los criterios anteriores se desarrolló una matriz de ponderación
de factores en donde el variable del costo de la bodega fue la que mayor peso obtuvo con el
23,9 % mientras la que menor peso fue la disponibilidad de la violencia con el 4,9 %
Tabla 12 Matriz puntaje para localización oficina
DIS
PO
NIB
ILID
AD
MA
NO
DE
OB
RA
VIO
LE
NC
IA
CO
BE
RT
UR
A
EL
EC
TR
ICA
CO
BE
RT
UR
A
AC
UE
DU
CT
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AL
CA
NT
AR
ILL
AD
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CO
ST
O B
OD
EG
A
CE
RC
AN
IA D
EL
ME
RC
AD
O
Po
nd
era
ció
n
COMBITA 3 3 3 4 3 3 5 3.4
SOGAMOSO 4 3 4 3 3 4 5 3.7
TUNJA 5 4 4 4 4 4 5 4.3
DUITAMA 5 5 3 5 4 5 5 4.6
GARAGOA 3 2 4 3 2 3 5 3.1
CHIQUINQUIRA 4 4 4 4 3 4 5 4.0
Fuente: Elaboración Propia
73
De acuerdo a los resultados mostrados por la matriz se visualiza que el municipio con
mayor puntuación es Duitama para la instalación de la oficina seguido de Tunja y
Chiquinquirá.
Imagen 18 ubicación geográfica Duitama
Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Duitama
12. Estudio Técnico
12.1 Descripción Del Proceso De Ingeniería
El proceso de ingeniería empieza con la fase de diseño y culmina en la etapa de
fabricación y montaje, la secuencia del proceso es la siguiente:
12.1.1 Toma de medidas en campo:
Para el diseño del sistema de riego se requiere conocer el lugar donde va a ser instalado y
tomar medidas así como también fotografías para realizar el plano arquitectónico sobre el
cual se va a montar o diagramar el sistema.
12.1.2 Determinación de variables de entrada:
Para un cultivo de hortalizas promedio en Boyacá se requiere de una capacidad de bombeo
de 150GPH a una presión de entre 10PSI y 25PSI para pozos desde 7.5m a 15m de
profundidad, se cuenta con una velocidad de viento promedio de 20km/h y el tamaño del
área a cubrir es de 500𝑚2 con capacidad de irrigar hasta 1000 puntos en un cultivo. Estos
74
datos limitan parámetros específicos iniciales del diseño, así como la capacidad máxima del
sistema.
12.1.3 Parametrización:
A partir de la velocidad del viento y un área de contacto con las aspas, se determina el
diámetro del rotor y se establecen funciones paramétricas para el área de contacto de las
aspas con el viento, según su forma (curvatura del aspa), además se determina el número de
aspas mínimo en base al torque de arranque necesario cuando la velocidad del viento se
encuentre en su valor más bajo (6km/h), esto con el fin de optimizar el diseño en términos de
funcionamiento.
12.1.4 Diseño Conceptual:
Se establecen todas las variables optimas del diseño montadas sobre el plano
arquitectónico; Presión de funcionamiento del sistema, caudal, capacidad del tanque de
almacenamiento, tipo de bomba, altura de la torre, y capacidad del molino.
12.1.5 Diseño Detallado:
Se realizan todos los planos de fabricación de las piezas del molino junto con el
mecanismo de transmisión, veleta y barra, así como también el trazado de tuberías.
12.1.6 Fabricación:
Se realizan todas las remisiones para mandar a fabricar las partes del molino, además de
las órdenes de compra de piezas estandarizadas.
12.1.7 Ensamble:
75
Realizamos el ensamble de partes del molino en el sitio de instalación.
12.1.8 Montaje:
Se hace la planificación del montaje de acuerdo a las características del lugar de
instalación, se revisa que contemos con todas las partes a instalar y se verifican sus medidas
respecto al plano de diseño, se selecciona la herramienta, se da inicio al montaje, se hace la
prueba de funcionamiento, se capacita y se le hace entrega a satisfacción al cliente.
12.2 Consideraciones Técnicas
Para el diseño conceptual del molino de viento se analizó el impacto del rediseño del rotor
(aspas) con el propósito principal de:
Reducir la cantidad de material usado en los rotores tradiciones, número de aspa y tamaño.
Aumentar la eficiencia del mismo logrando un diseño que permitan una mayor potencia
energética aprovechable de una corriente de aire.
12.2.1 Parámetros De Diseño Rotor (Aspas)
Para establecer la nueva configuración la literatura acerca de los diseños aerodinámicos
para aspas están enfocadas en su mayoría a los rotores aerodinámicos o molinos generadores
de energía, y se contempla que las aspas de molinos multípara solo es función del ángulo de
ataque del viento y el área impactada por el mismo, su alta solidez y grandes velocidades de
rotación.
En la Figura 19 se observa la relación entre la solidez del rotor y su relación de
velocidades en la punta. Los rotores hacia la izquierda con mayor solidez de la figura son los
apropiados para su uso en una aplicación de bombeo.
76
Figura 19 Comparación de la solidez de diferentes rotores eólicos teniendo en cuenta la relación de velocidades
en la punta. Adaptado de Ackermann
Fuente Ackermann, Thomas. Wind Energy- Part 8 for Renewable Energy Technology Course MJ2411 in KTH
2010. Royal Institute of Technolgy-KTH, Estocolmo, Suecia. 2010
Basados en investigaciones realizadas en el diseño de rotores para molinos de bombeo se
concluye que los estudios de evaluación deben centrarse en aspectos tales como:
Coeficiente de potencia del rotor
Relación de velocidades en la punta: Estableciendo un rango de trabajo en los molinos
multipala tradicionales de 1 a 2, permitiendo a través de diseños nuevos de aspas llegar a 3
Solidez del rotor (área de la pala/área barrida) y Ángulo de paso. De acuerdo a estos
parámetros de configuración, se ha propuesto para este diseño un nuevo modelo de aspa que
con estudios de simulación real podría arrojar su verdadera efectividad, tema que no se trata
en este proyecto debido a su alcance. Se muestra en el ANEXO 1.
77
Figura 20 Coeficientes de potencia y momento par en función de la relación de velocidades en la punta.
Adaptado de Hau
. Fuente David Armando Castañeda Vergara Diseño y Construcción de un Sistema eólico para Bombeo basado
en un Rotor Bioinspirado
12.2.2 Parámetros De Diseño Molino
El sistema de extracción de agua subterránea empleando energía eólica (molino) está
compuesto tradicionalmente por los siguientes elementos:
Torre: Estructura auto portante construida con perfiles de ángulo de acero estructural A-
36 protegidos con pintura. La torre se construye con alturas de seis, nueve, doce y quince
metros de altura. La altura debe ser acorde a los obstáculos, a la cantidad de viento del sitio
de ubicación del molino, a las necesidades y a la disponibilidad de agua.
Desarrollo: Para este diseño se ha establecido que la torre es la parte fundamental en el
molino ya que es en ella donde se soporta los elementos mecánicos indispensables para
cumplir su función y el medio para alcanzar la altura necesaria para atrapar las corrientes de
aire.
78
Es por ello que se diseñó una estructura usando el mismo material A36, reduciendo su área
principal y configurando nuevos soportes que sean más fáciles de fabricar y construir. Se
muestra en ANEXO 2
Figura 21 Diseño torre nuevo sistema
Fuente. Autores
Almacenamiento: En los molinos tradicionales el sistema de almacenamiento de agua se
realizaba en un tanque externo comunicado por tubería PVC conectada a la salida de agua de
la bomba enviando el líquido a la ubicación indicada.
Desarrollo: En este diseño se ha establecido que al estar comunicado el molino a un
sistema de riego por goteo la disponibilidad de agua para el cultivo de hortalizas sembrado
debe estar disponible de manera oportuna, que pueda ser fácilmente manipulable y aproveche
el movimiento del rotor que se comunica a través de un sistema biela-manivela para impulsar
el agua que es almacenada en dos tanques que se encuentran inmersos en la torre cada uno
conectado entre si y alimentado por un sistema de tuberías y componentes necesarios para el
flujo del líquido en los mismos.
79
El sistema de expulsión es un pistón accionado por una manivela que está unida a la
tubería guía que asciende y desciende por el movimiento de la biela-manivela del rotor.
A continuación se detalla la configuración del sistema de almacenamiento.
Figura 22 Diseño extracción y almacenamiento de agua
Fuente. Autores
80
Figura 23 Diseño mecanismo de expulsión
Fuente. Autores
Rotor: En los molinos tradicionales el sistema del rotor está compuesto por
aproximadamente 2 palas unidas a través de una guía o alma hechas en lámina galvanizada y
reforzadas en una estructura robusta
Desarrollo: En este diseño se consideró que basado en estudios de rotores es posible
lograra una mayor eficiencia usando perfiles nuevos que sea adaptables a molinos de succión,
en este caso se consideró el uso de 4 aspas que en conjunto forma un diámetro de 2.5 metros,
conectadas a un eje principal que alberga el conjunto de biela-manivela responsable del
movimiento ascendente y descendente necesario para la succión del agua y en este diseño
para el funcionamiento del sistema de expulsión de agua al riego.
Figura 24 Diseño del rotor
Fuente. Autores
81
12.3 Conjunto Final: Sistema De Extracción De Agua Acoplado Riego Por Goteo
El riego por goteo que usa la gravedad es el sistema de irrigación más simple y económico
del mercado, tiene la ventaja que su instalación y elementos son fácilmente manejables, su
funcionamiento consiste en elevar un tanque de almacenamiento a una distancia del suelo de
1.5m y contado a una serie de tuberías puede cubrir un área de 500 m2.
Figura 25. Sistema de riego por goteo usando la gravedad
Fuente NDJ DripKit
Para nuestro diseño se ha unido el sistema de extracción de agua o molino de viento a un
sistema de riego por goteo involucrando el efecto de expulsión del agua para lograr la
distribución de la misma en todas las ramas derivadas del riego, permitiendo un flujo
constante de extracción del líquido y una expulsión acorde al ritmo del molino.
Figura 26 Montaje final molino - riego
Fuente Autores
82
Figura 27 Detalle unión Molino y Sistema Riego
Fuente Autores
12.4 Composición Sistema De Riego
El sistema de riego por goteo está compuesto por tuberías de 1”, uniones codo, T principal
y goteros. La función principal del sistema es proveer de agua al cultivo sembrado
permitiendo el paso de agua en cantidades pequeñas pero constante en un punto localizado
permitiendo el aprovechamiento del recurso hídrico en el desarrollo de la plantación evitando
desperdicios o uso excesivo de agua en la actividad de siembra.
Este diseño está considerado para un área de 500 m2 a 800 m2 de utilidad.
Elementos: se detallan en los anexos 3 Codos roscados - T de distribución - Goteros o
uniones - Tubería de 1”
12.5 Diagrama De Diseño De Producto
El siguiente diagrama muestra las relacion de variables que influyen en el diseño del
sistema de extracion identificando las ecuaciones y condiciones que se necesitan cumplir para
el funciomaiento en las condiciones que se plantea, indica ademas que relacion tiene cada
parte del sistema y cual es su relacion de comportamiento.
83
En el diagrama de proceso se identifican los pasos necesarios para la fabricacion del
sistema completo, involucrando la relacion de supervición y los distintos subprocesos que
componen la cadena completa desde el diseño hasta el montaje o instalación del mismo.
12.5.1 Relacion de variables
Para determinar la relacion de las variables que se desprenden del diseño del molino con la
modificacion del sistema de expulsion por pistón, el cual es el componente de union entre el
molino y el sistema de riego, se analizó la relacion de los componentes mecánicas del mismo,
logrando establecer que variables son las que influyen en el funcionamiento del sistema como
tal.
Se ha diseñado el diagrama del producto basado en los pasos de diseño de modelos
mecanicos tomado del libro “Diseño en ingeniería mecánica” de Shigley. Octava edición.
Llamado fases del proceso de diseño en el cual se detalla cinco pasos que se deben considerar
y la relación entre ellos, este se muestra en la Figura 33.
Para empezar, la fuente principal de energía es la potencia del viento que llega al rotor
compuesto por las palas del mismo, denominada “Enería útil del viento”, la velocidad a la
cual esta impacte las palas permite generar de acuerdo al dimensionamiento del mismo el par
de arranque necesario para activar el molino.
Las variables que se tiene en cuenta en el ambito del entorno físico en el cual se desarrolla
la actividad del sistema de extracción de agua debe contar con los siguientes parámetros:
Figura 28 Variables entorno
Fuente Autores
VELO. VIENTO 1.8 A 6 m/s
CANTIDAD DE AGUA 100 A 1000 L/día
ALTURA FUNCIONAMIENTO Mayor a 6m y menor a 12 m
CLIMA Condiciones variadas
VARIABLES ENTORNO
84
La potencia útil de energía aprovechable de una corriente de aire es cerca del 59%
(conocido como el límite de Betz) del total entregado por una corriente de aire, para molinos
de arrastre este valor puede llegar a ser del 30% del este límite, aunque lo que se busca con el
mejoramiento del rotos es aumentar este valor de acuerdo al diseño de nuevos modelos de
palas que puedan entregar más potencia al sistema de biela - manivela.
La potencia nominal de estas maquinas está expresada por la siguiente formula:
𝑵 = 𝟎, 𝟏𝟓𝑫𝟐𝒗𝟑
Donde:
N es la potencia en W
D es el diámetro exterior del rotor en m.
v es la velocidad del viento en (m/seg)
Otras fórmulas que se emplean en el diseño de rotores de molinos de succión son la fuerza
de arrastre y el par motor la relacion entre ellas contribuye a generar la fuerza necesaria para
que el rotor empiece a girar y produzca la velocidad angulas necesario para mover el sistema
de biela – manivela.
“Si el rotor está en reposo, la velocidad periférica tangencial u de la pala es cero, y se tiene la
fuerza máxima que actúa sobre la pala, cuando ésta esté perpendicular a la dirección del
viento. Si se multiplica esta fuerza de arrastre máxima por el radio, tomado a partir del eje de
giro, se obtiene el par motor de arranque que precisa la pala para comenzar a girar. El par
neto (resultante) tiene en cuenta la máquina completa y será menor, porque el viento está
actuando a la vez sobre otras palas que se presentan a su acción, lo que retrasa y frena la
rotación.” (Diez, Fernández Pedro)
Estas variables se consideran de diseño como se muestra en la figura 29, destacando que estas
tres hacen parte principal para el modelamiento del rotor, y sus componentes de fuerza
85
necesaria para entrar en funcionamiento, en el diagrama de diseño de producto de muestra su
relación con las demás.
Figura 29 Variables Diseño
Fuente Autores
Dentro del funcionamiento del sistema de succión del molino, se ha establecido que se
incluirá un mecanismo de impulsión de agua proveniente de los tanques de almacenamiento
de la torre y que son llenados por la bomba de succión del molino y que funciona como un
impulsor compuesto por un pistón y una manivela unida al eje de succión creando una
transformación de movimiento lineal vertical en lineal horizontal.
En la gráfica 30 se detalla las variables que intervienen en este sistema.
Figura 30 Diagrama Relacion de variables molino
Fuente Autores
POTENCIA NOMINAL N = 0,15 D2v3
VARIABLES DISEÑO
FUERZA DE ARRASTRE
PAR MOTOR
86
Se puede establecer que la relación de las variables que intervienen en el sistema de
succión comienza con la velocidad del viento (Vv) la cual como ya se ha mencionado es la
energía principal para entrar en funcionamiento el rotor del molino, el par motor y la fuerza
de arranque depende de esta variable que origina en el eje del rotor una velocidad angular
(Wv), esta velocidad es transmitida al mecanismo de biela – manivela el cual posee una
distancia (Dc) de funcionamiento que puede variar entre 5 y 9 cm, la velocidad angular y la
distancia de la biela están en relación con la velocidad lineal (Vl) del eje el cual es quien
transmite el movimiento de vaivén a la bomba lo que permite generar la succión de la misma,
en el eje encontramos el mecanismo de expulsión de agua conformado por un pistón y una
manivela unidos a él, el recorrido del pistón están en relación con la distancia de
desplazamiento de la biela lo cual logra mover el mecanismo de forma horizontal
desplazando el agua que está almacenada en él. Las variables de presión (Pr) y de velocidad
(Vr) del mecanismo se relacionan con la velocidad que logra transmitir el eje producto de la
velocidad angular y la distancia de desplazamiento.
Al igual que con el molino, el sistema de riego posee variables que se relacion entre ellas
considerando el diseño como un conjunto entre el molino y este, para comenzar se consideran
unas varibles del entorno prevista para el funcionamiento en las condiciones que se deseean
según la necesidad a cubrir, estas se muestran en la figura 31.
Figura 31 Variables Entorno riego
Fuente Autores
UBICACIÓN LATITUD, LONGITUD Y ELEVACION
CANTIDAD DE AGUA 100 A 1000 L/día
POZO DE SUMINISTRO AGUA SUBTERRANEA
CLIMA Condiciones variadas
VARIABLES ENTORNO
87
Las variables de diseño están enfocadas principalmente en la red de tuberias del sistema de
riego por goteo, ya que en ellas hay perdidas del fluido y el dimenionamienro de las mismas
dependen de la presión, caudal en base a dimensiones encontradas en el mercado. Estás se
muestran en la figura 32. Para el control de perdidas en las tuberías se emplea la siquiente
formula.
𝛁𝒑 = 𝒇 ∗𝑳
𝑫∗𝑽𝟐
𝟐𝒈
Dónde: Δp es el valor de la pérdida de carga expresada en metros de columna
de agua (m.c.a.) que se produce en un tramo recto de tubería de longitud L.
L es la longitud del tramo considerado de tubería (m)
D es el diámetro interior de la tubería (m)
v es la velocidad del agua en el interior de la tubería (m/s)
g es la aceleración de la gravedad (9,81 m/s2)
f es él es el factor de fricción de Darcy-Weisbach.
La variable de bombeo está en relacion con la altura a la cual se encuentra el agua y las
perdidas que se presentan en toda la red de tuberías, enunciada anteriormente.
Figura 32 Variables Diseño riego
Fuente Autores
EMISORES O GOTEROS
VARIABLES DISEÑO
q = k·hx
RED DE TUBERIAS Q = v·A
Perdidas en tuberías rectas
BOMBEO
FILTROS S > 1,2·Qe/Qt
88
Figura 33 Diagrama Diseño de Producto Molino de Succion Riego por Goteo
Fuente Autores
89
12.6 Diagrama del proceso
Figura 34 Diagrama Diseño de Producto Molino de Succion Riego por Goteo
Fuente Autores
90
Este diagrama presenta la eficiencia que se desea se presente en cada etapa de
fabricación cumpliendo con parámetros de calidad, manejo de recursos, desperdicios y
mano de obra especializada.
Figura 35. Eficiencia proceso
Fuente. Autores
12.7 Casas De La Calidad
La metodología de las casas de la calidad nos permitieron establecer los parámetros
que se busca en los sistemas de succión o molinos y los sistemas de riego, se
contemplaron distintas variables que permiten tener un panorama más amplio sobre las
características individuales para lograr una proyección de las necesidades que se buscan
y satisfacerlas con el diseño presentado.
12.7.1. Casa De La Calidad: Molino De Succión
Se estableció las tres partes importantes de funcionamiento del molino de succión
siendo evaluadas e identificando que la parte más importante en el desarrollo es la
succión de la bomba la cual se relaciona con la altura optima del molino, ya que su
relación permite el dimensionamiento del rotor, aspas y diseño de la bomba especifica.
91
12.7.2 Casa De La Calidad: Molino De Succión
Figura 36 casa de la calidad molino multipala de succión
Fuente. Autores
12.7.3 Casa De La Calidad: Sistema De Riego Por Goteo
De igual forma se estableció las condiciones de calidad demandadas en un sistema
de riego por goteo, concluyendo que la principal característica que se busca en este tipo
de riego es la capacidad de ahorro de agua.
1 2 3 4 5
RESISTENCIA 5 3 1 5 3 1 1 1 1 1 1 5 1 3 1 3 3 1 0 3 1 1 5 3 3 3 0 59
ESTABILIDAD 5 5 3 5 5 5 5 1 5 3 5 5 1 0 0 3 3 0 0 3 1 1 5 0 5 3 3 80
ALTURA OPT. 1 3 5 1 3 5 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 5 5 5 5 5 3 3 5 3 64
ADAPTABILIDAD 1 3 5 5 3 3 3 1 3 1 3 1 1 3 1 1 1 0 1 1 1 5 5 1 1 1 3 58
ESPACIALIDAD 1 3 5 1 5 1 1 1 1 1 1 1 1 3 0 3 3 1 5 3 3 3 5 3 0 3 3 61
RESISTENCIA AMB. 5 5 5 5 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 28
ECONOMIA 5 5 5 5 3 3 1 1 1 1 1 1 1 3 0 3 3 0 1 1 1 5 1 1 1 1 1 55
MANIOBRABILIDAD 5 5 5 1 5 3 1 1 1 1 1 1 1 3 0 1 1 0 5 3 3 3 5 1 1 1 5 63
FACIL MONTAJE 5 5 5 5 5 3 1 1 1 1 1 1 1 3 0 3 3 0 5 5 3 3 5 1 1 1 5 73
FACIL DESMONTAJE 5 5 5 5 5 3 1 1 1 1 1 1 1 3 0 3 3 0 5 5 3 3 5 1 1 1 5 73
RUIDO 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 3 5 3 5 5 5 5 5 3 5 5 5 5 67
SUCCION IDEAL 0 0 5 0 0 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 115
MANTENIM IENTO 3 5 5 5 1 0 0 0 0 0 0 0 0 5 3 5 5 0 5 5 5 5 5 5 3 3 5 78
RESISTENCIA 1 3 5 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 3 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 78
LIM PIEZA 0 3 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 3 5 5 1 5 5 5 5 5 0 0 0 5 55
EFECTIV IDAD 0 0 0 0 0 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 110
MONTAJE FACIL 5 5 5 5 3 3 3 3 3 3 5 3 3 5 5 5 5 3 5 5 5 5 5 5 3 3 5 113
DESMONTAJEFACIL 5 5 5 5 3 3 3 3 3 3 5 3 3 5 5 5 5 3 5 5 5 5 5 5 3 3 5 113
DURABILIDAD 0 0 5 5 5 3 3 3 3 3 3 5 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 43
TAMAÑO 0 0 5 0 0 5 5 5 5 5 5 5 5 1 1 1 1 5 5 5 1 1 5 5 5 5 1 87
RESISTENCIA 0 0 3 0 0 5 5 5 5 5 5 5 5 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 3 3 0 53
NUMERO 0 0 3 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 5 0 5 1 5 5 5 0 0 5 5 5 5 0 57
ARRASTRE 0 0 5 0 0 5 5 5 5 5 5 5 5 5 0 5 5 5 5 5 0 0 5 5 5 5 0 95
ACOPLAMIENTO 0 0 0 0 0 3 3 3 3 3 5 5 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 30
SEGURIDAD 3 0 5 3 3 5 5 5 5 5 5 5 5 3 0 3 3 3 3 3 0 0 1 1 1 1 0 76
ESTETICA 0 0 5 0 0 5 5 5 5 5 5 5 5 1 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 5 5 0 66
RUIDO 0 0 3 0 0 5 5 5 5 5 5 5 5 5 0 5 5 0 5 5 0 0 1 1 5 3 0 78
ESPECIF ICACIONES 55 63 109 62 57 80 68 62 68 64 74 74 64 82 35 80 74 48 90 92 62 70 104 71 75 76 69
PR
OF
UN
DID
AD
TO
RR
EB
OM
BA
AS
PA
S
AN
GU
LOS
SO
PO
RTE
MO
DU
LOS
ALT
UR
A
BA
SES
FIJ
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PES
O
LAR
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AN
CHO
TRA
NS
2
FOR
MA
PEST
AÑ
A
ACO
PLA
MIN
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MA
TER
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CO
LUM
NA
EJE
DIA
MET
RO
TRANSMISION BOMBAASPASTORRE
MO
DU
LOS
TAN
QU
E
ALT
UR
A
PA
SO
FUER
ZA
SUC
CIO
N
ROD
AM
IEN
TO
TRA
NS
1
TRA
NS
2
PA
SO
EJE
CASA DE LA CALIDAD: MOLINO DE SUCCIÓN
92
Figura 36 Casa De La Calidad: Riego Por Goteo
Fuente. Autores
13. Presupuestos
13.1 Pre operativo
La ejecución del proyecto requiere un centro de operaciones en el cual se lleven a
cabo tanto los procesos de diseño e ingeniería como los procesos comerciales y de
gestión administrativa, en este sentido se hace una estimación del presupuesto necesario
para la adquisición de equipos de oficina, muebles, herramientas y una camioneta, entre
otros elementos que son parte vital para el cumplimiento y éxito al arrancar la ejecución
de cada proyecto; se estima una inversión inicial de $ 46’926.799 COP, en la siguiente
tabla se resumen estos costos por categorías:
Nu
mer
o d
e p
ieza
s
Dia
met
ro d
e la
tu
ber
ia
Cau
dal
de
trab
ajo
Pre
sio
n d
e tr
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o
Lon
gitu
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nea
s d
e ri
ego
Filt
rad
o
Equ
ipo
de
bo
mb
eo
Val
vula
s
Go
tero
s
1 2 3 4
5
Facil de ensamblar 5 5 0 0 5 3 3 3 3 27
Facil de controlar 5 3 3 3 1 3 3 3 3 27
Cobertura de riego 1 3 3 3 5 0 5 0 0 20
Disponibilidad para distintos cultivos 3 1 1 1 3 1 5 1 1 17
Ahorrador de agua 3 3 5 5 1 3 5 1 5 31
Que sea seguro 0 3 5 5 0 1 5 3 1 23
Estetica agradable 5 5 0 0 5 3 3 3 3 27
Sistema silencioso 1 3 5 5 1 3 5 1 1 25
Facil de mantener 5 3 0 1 5 5 3 3 5 30
Bajo impacto Ambiental 3 0 0 0 1 5 5 0 5 19
Especificaciones 31 29 22 23 27 27 42 18 27
3
5
1
3
5
5
0
0
3
33
5
3
3
5
0
51 5
13
50
1
3
35
3
1
1 53
5 5 5 0
26
22
23
31
22
18
28
25
93
Tabla13 Costos Pre operativos
PREOPERATIVO (INVERSIÓN INICIAL PERIODO 0)
ITEM $
Equipos de Computo 5,500,000
Equipos de oficina 3,000,000
Licencia Autocad 5,040,000
Mobiliario de oficina 1,640,000
Papelería 500,000
Equipos y herramientas de medición
1,217,000
Herramientas de montaje 3,000,000
Camioneta estacas 15,000,000
Capital de trabajo 12,029,799
TOTAL PREOPERATIVO 46,926,799
Fuente. Autores
13.2 Presupuesto de recursos humanos
La estructura básica del personal requerido para la puesta en marcha y ejecución del
proyecto se divide en tres categorías: personal administrativo, personal operativo y
servicios generales, en la tabla 14 se establecen los cargos que componen cada
categoría, así como la cantidad proyectada que se requiere de cada tipo de cargo a lo
largo de los 5 años de ejecución del proyecto en base a las ventas proyectadas. Es
importante resaltar que la capacidad de producción/servicio del proyecto se puede
aumentar o disminuir en gran medida en términos del personal operativo, por lo cual se
proyecta aumentar este recurso a partir del año 2, manteniendo constante el resto.
Tabla 14. Cantidad personal
Fuente. Autores
Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5
1 1 1 1 1
1 1 1 2
1 1 3 3 3
2 2 4 4 41 1 1 1 1
PERSONAL PLANTA AÑO A AÑO
Operarios
PERSONAL ADMINISTRATIVO
Gerente de proyectos
Ing. de diseño y producción
Gestor de compras
SERVICIOS GENERALES Aseo y mto
PERSONAL OPERATIVO
94
A partir de la estructura básica de recurso humano, y teniendo en cuenta el mercado
laboral actual, se determinan los costos que se generan por el cubrimiento de la nómina
para el primer año de ejecución del proyecto; para los años siguientes se proyecta un
incremento del costo de la nómina del 6% con respecto al año anterior, esto teniendo en
cuenta que el IPC promedio para Colombia del año 2006 al año 2016 es 5.53% según la
serie histórica publicada por el banco de la república.
Los costos por aportes a la nómina se determinan en base a la siguiente tabla:
Tabla 15 Costos por salud y pensión, parafiscales y apropiaciones. El porcentaje se toma en base al
salario básico devengado.
Factores para cálculo de aportes de nómina
Tipo de empleado Factor
Personal administrativo 0.518
Personal operativo 0.583 Fuente. Autores
De la tabla 15 se obtiene un factor de aplicación para determinar los aportes pagados
por el empleador de 0.518 para el personal administrativo y un factor de 0.583 para el
personal operativo, teniendo en cuenta que la ARP para el personal administrativo,
Empleador Trabajador
8,5% 4,0%
12,0% 4,0%
1,0%
0,52%
6,96%
3,0%
2,0%
4,0%
8,3%
1,0%
8,3%
4,16%
Apropiaciones
Intereses sobre cesantías
Prima de servicios
Vacaciones
ARP Clase V
Caja compensación
Cesantías
Salud & Pensión
ParafiscalesFondo de solidariadad
ICBF
SENA
Salud (12,5%)
Pensión (16%)
ARP Clase I
Aportes de la nómina
95
según la clasificación de riesgos, es clase I (riesgo mínimo) y para el personal operativo
es clase V (Riesgo máximo).
Tabla 16 Costos Nómina Mensual (Año 1)
RECURSOS HUMANOS (Nómina mensual-año 1)
CANT CARGO Salario (mens $) Aportes $ Total RH $
1 Director de proyectos 3,500,000.00 1,814,470 5,314,470
1 Ing. de diseño y producción
2,000,000.00 1,036,840 3,036,840
1 Gestor de compras 1,200,000.00 622,104 1,822,104
2 Operarios 750,000.00 437,100 2,374,200
1 Servicios generales 700,000.00 362,894 1,062,894
TOTAL NOMINA MENSUAL AÑO 1 13,610,508 Fuente. Autores
Tabla 17 Costos Nómina Anual (Año 1 al 5)
Fuente. Autores
13.3 Presupuesto de Gastos de producción y Gastos generales
El presupuesto necesario para la compra de materias primas y para cubrir los costos
indirectos de fabricación CIF se relaciona en la tabla 19 (gastos de producción anual),
así mismo el presupuesto para solventar las operaciones administrativas y de venta
durante la ejecución del proyecto, se relaciona año a año en la tabla 21 (gastos
generales anuales). Para el incremento anual en los gastos tanto de producción como
generales se tiene en cuenta el IPC promedio para Colombia de los últimos 10 años, el
cual se aproxima a 6%.
CANT AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5
1 63,773,640 67,600,058 71,656,062 75,955,426 80,512,751
1 0 38,628,605 40,946,321 43,403,100 92,014,573
1 21,865,248 23,177,163 73,703,378 78,125,581 82,813,115
2 28,490,400 30,199,824 64,023,627 67,865,044 71,936,947
1 12,754,728 13,520,012 14,331,212 15,191,085 16,102,550
126,884,016$ 173,125,662$ 264,660,600$ 280,540,236$ 343,379,937$
CARGO
RECURSOS HUMANOS (Nómina anual)
Director de proyectos
Ing. de diseño y producción
Gestor de compras
Operarios
Servicios generales
RECURSOS HUMANOS (Nómina
TOTAL NOMINA MENSUAL AÑO 1
96
Tabla 18 Gastos de producción mensual.
Fuente. Autores
Tabla 19 Gastos de producción anual
GASTOS DE PRODUCCIÓN ANUAL
AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5
96,056,640 149,004,934 221,123,322 234,390,721 248,454,164
27,248,805 42,268,878 62,727,015 66,490,636 70,480,074
123,305,445 191,273,812 283,850,337 300,881,357 318,934,238 Fuente. Autores
Tabla 20 Gastos generales mensuales
GASTOS GENERALES (mensuales-año 1)
ITEM COSTO
Licencia de software
Arriendos (oficina) 700,000.00
Servicios 220,000.00
Mto general de equipos 50,000.00
Papelería 50,000.00
Combustible 120,000.00
MP aseo 30,000.00
Impuestos (30% a la renta)
Honorarios contador (3 SMMLV) 2,000,000.00
Costos de capital 375,000.00
TOTAL GASTOS GENERALES $3,545,000 Fuente. Autores
Tabla 21 Gastos generales anuales
Fuente. Autores
GASTOS DE PRODUCCIÓN (mensual-año1)
2,658,420
TOTAL GASTO PRODUCCIÓN MENSUAL 12,029,799
ITEM
Fabricación CIF
Materias primas (compras MP)
COSTO
9,371,379
AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5
5,342,400 5,662,944 6,002,721 6,362,884
8,400,000 8,904,000 9,438,240 10,004,534 10,604,806
2,640,000 2,798,400 2,966,304 3,144,282 3,332,939
600,000 636,000 674,160 714,610 757,486
0 530,000 561,800 595,508 631,238
1,440,000 1,526,400 1,617,984 1,715,063 1,817,967
360,000 381,600 404,496 428,766 454,492
1,446,156 10,815,440 17,364,880 18,857,019 6,725,001
2,000,000 2,000,000 2,000,000 2,000,000 2,000,000
4,500,000 3,772,668 2,827,138 1,597,947 0
$21,386,156 $36,706,909 $43,517,946 $45,060,450 $32,686,814
GASTOS GENERALES ANUALES
TOTAL GASTOS GENERALES
Honorarios contador (3 SMMLV)
Costos de capital
2,000,000.00
$3,545,000
375,000.00
700,000.00
220,000.00
50,000.00
ITEM COSTO
Impuestos (30% a la renta)
Combustible
Arriendos (oficina)
Servicios
Mto general de equipos
Papelería 50,000.00
MP aseo
120,000.00
30,000.00
GASTOS GENERALES (mensuales-año 1)
Licencia de software
97
Los gastos generales del primer año en licencia de software, papelería e impuestos
son cero, los dos primeros años porque su costo se asume dentro del presupuesto pre
operativo y el impuesto a la renta porque el proyecto presenta una rentabilidad negativa
el primer año.
13.4 Presupuesto total anual
En base a los requerimientos de presupuestos derivados de los costos en recursos
humanos, costos de producción totales y los costos de operación (administrativos y
comerciales), y teniendo en cuenta un incremento del 6% anual en cada componente del
presupuesto, se determina el presupuesto total proyectado desde el año 1, cuyo
presupuesto total es de $ 271’575.617 COP, hasta el año 5 donde el monto del
presupuesto alcanza un valor de $ 695’000.989 COP. (Ver tabla 22)
Tabla 22 Total presupuesto anual
Fuente. Autores
13.5 Ingresos Y Egresos
Los ingresos del proyecto se derivan de la venta e instalación de los sistemas de
extracción de agua subterránea y los egresos se derivan del costo total del diseño y
fabricación de los mismos, incluyendo el costo de capital derivado del préstamo para
completar el presupuesto inicial. Según el estudio de mercados realizado las ventas
proyectadas para el primer año de operación, en base a la demanda en el departamento
de Boyacá, serán de alrededor 162 sistemas de extracción suponiendo que abarcamos
toda la demanda potencial, más sin embargo, teniendo en cuenta las capacidades de
126,884,016 173,125,662 264,660,600 280,540,236 343,379,937
123,305,445 191,273,812 283,850,337 300,881,357 318,934,238
21,386,156 36,706,909 43,517,946 45,060,450 32,686,814
271,575,617$ 401,106,382$ 592,028,883$ 626,482,043$ 695,000,989$
GASTOS GENERALES (OPERACIÓN) / AÑO
TOTAL PRESUPUESTO ANUAL $
RECURSOS HUMANOS/AÑO
COSTO PRODUCCIÓN /AÑO
PRESUPUESTO ANUAL
TIPO DE PRESUPUESTO AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5
98
producción/servicio iniciales, vamos a tomar un porcentaje inicial de 30% de este total,
lo cual nos da como proyección de ventas 41 sistemas de riego en promedio el primer
año; con el fin de cubrir un mayor porcentaje de la demanda se irá incrementando el
número de sistemas a vender desde el año dos al quinto, aumentando la fuerza laboral
operativa, esto en base a las capacidades de diseño, producción e instalación.
Tabla 23 Demanda y proyección de ventas
Fuente. Autores
Para el primer año el costo total de producir una unidad es de $ 4.194.550, si se tiene
en cuenta una utilidad del 29%, entonces el precio de venta será de $ 6.698.780 durante
el primer año, teniendo en cuenta los costos indirectos asociados con la administración,
imprevistos e utilidades (AIU) derivados de la instalación del sistema. Para los
siguientes años, año 2 hasta el año 5, se tendrá en cuenta un incremento en el costo de
producción de 6% basándonos en el IPC promedio para Colombia en el lapso de tiempo
de los últimos 10 años, lo cual afecta en la misma proporción al precio de venta. Las
ventas proyectadas junto con el costo y precio asociado para los cinco años se
relacionan en las siguientes tablas:
Tabla 24 Gestión de costos (costos unitarios de fabricación)
Fuente. Autores
1 2 3 4 5
162 149 172 157 182
40 59 82 82 82
41 60 84 84 84
43 63 88 88 88
26.5% 42.3% 51.2% 56.0% 48.5%
AÑO
PORCENTAJE MÁXIMO DE CUBRIMIENTO DE LA DEMANDA (%)
PROYECCIÓN DE VENTAS (UND/AÑO)
ESCENARIOS
Pesismista
Realista
Optimista
CALCULO DE CAPACIDADES DE PRODUCCIÓN Y CUBRIMIENTO DE LA DEMANDA
PRONÓSTICO DE VENTAS TOTALES (UND/AÑO)
Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5
2,342,845 2,483,416 2,632,420 2,790,366 2,957,788
664,605 704,481 746,750 791,555 839,049
1,187,100 1,258,326 1,333,826 1,413,855 1,498,686
4,194,550 4,446,223 4,712,996 4,995,776 5,295,523
COSTOS UNITARIOS DE FABRICACIÓN
MATERIALES
C.I.F
MANO DE
COSTO TOTAL DE PRODUCIR
99
Tabla 25 Forma para el cálculo de costos indirectos asociados a la administración
CALCULO DE AIU INSTALACIÓN
AÑO 1
Subtotal $5,410,969
Administración 15% 811,645
Imprevistos 3% 162,329
Utilidades 5% 270,548
Total costo directo $6,655,492
IVA 16% 43,288
Valor total con IVA $6,698,780.0 Fuente. Autores
El precio total de venta para cada sistema se determina en base al costo de
producción, sumado a los costos indirectos de la administración de la instalación
(montaje) o AIU. (Ver tabla 25)
Tabla 26 Proyección de costos, utilidad y ventas totales
Fuente. Autores
14. Evaluación financiera
El proyecto tiene un horizonte de 5 años a lo largo de los cuales se proyecta un
incremento de ventas basado tanto en la demanda como en las capacidades de
producción/servicio de la estructura organizacional de recurso humano presupuestado
para desarrollar el proyecto, esta estructura se planea para mantener constante el
personal administrativo, mientras se incrementa el personal operativo como medida para
potencializar la fuerza de trabajo y poder satisfacer una mayor parte de la demanda.
También tenemos en cuenta en el modelo de flujo de caja un préstamo por $ 15’000.000
COSTO
UNITARIOUTILIDAD %
SUBTOTAL
PRECIO UNAIU
TOTAL PRECIO
UND
0
1 41 4,194,550 29.0% 5,410,969 1,287,811 6,698,780 $274,649,981
2 60 4,446,223 29.0% 5,735,627 1,365,079 7,100,707 $426,042,410
3 84 4,712,996 29.0% 6,079,765 1,446,984 7,526,749 $632,246,937
4 84 4,995,776 29.0% 6,444,551 1,533,803 7,978,354 $670,181,753
5 84 5,295,523 29.0% 6,831,224 1,625,831 8,457,055 $710,392,658
6.0%
INSTALACIÓN
TOTAL VENTAS
INCREMENTO COSTOS ANUAL
VENTAS
UNIDADES
VENDIDASPERIODO
PRODUCCIÓN Y VENTA
100
(treinta millones de pesos) a pagar en los cuatro primeros años de ejecución del
proyecto, y el cual se suma al capital inicial para los gastos de fabricación y compras
necesarias para que el proyecto arranque con la venta del primer sistema de riego. A
continuación se relacionan todos los ítems que constituyen el flujo de caja del proyecto:
15. Flujo de Caja
Tabla 27 Flujo de caja con préstamo de $15.000.000
Fuente. Autores
La viabilidad económica y financiera del proyecto se hace teniendo en cuenta una
TIO del 20%, sabiendo que esta es una tasa atractiva para el inversionista promedio y
que la inversión inicial no presume un riesgo de capital alto. De este modo se obtienen
los flujos de caja netos año a año que se presentaron en la Tabla 6 los cuales traídos a
presente representan un VPN de $ 40.836.069, resultando una TIR de 56%, la cual
confirma que el proyecto es una oportunidad de inversión muy atractiva y viable en
términos económicos.
0 1 2 3 4 5
INGRESOS
0 274,649,981 426,042,410 632,246,937 670,181,753 710,392,658
SOCIOS 0
15,000,000
15,000,000$ 274,649,981$ 426,042,410$ 632,246,937$ 670,181,753$ 710,392,658$
EGRESOS
0 96,056,640 149,004,934 221,123,322 234,390,721 248,454,164
0 0 0 0 0 0
0 27,248,805 42,268,878 62,727,015 66,490,636 70,480,074
$0 151,344,537$ 234,768,598$ 348,396,600$ 369,300,396$ 391,458,420$
0 126,884,016 173,125,662 264,660,600 280,540,236 343,379,937
0 8,400,000 8,904,000 9,438,240 10,004,534 10,604,806
0 2,640,000 2,798,400 2,966,304 3,144,282 3,332,939
0 2,400,000 8,416,400 8,921,384 9,456,667 10,024,067
(-) 0 1,700,000 1,700,000 1,700,000 1,700,000 1,700,000
$0 9,320,521$ 39,824,137$ 60,710,072$ 64,454,676$ 22,416,670$
(-) 0 4,500,000 3,772,668 2,827,138 1,597,947
$04,820,521$ 36,051,468$ 57,882,934$ 62,856,729$ 22,416,670$
(-) 0 1,446,156 10,815,440 17,364,880 18,857,019 6,725,001
$0 3,374,364$ 25,236,028$ 40,518,054$ 43,999,710$ 15,691,669$
(+) 0 1,700,000 1,700,000 1,700,000 1,700,000 1,700,000
(-) 0 2,424,438 3,151,770 4,097,301 5,326,491
(-) -46,926,799 0 0 0 0 0
(+) 0 12,029,799
(+) 0 1,700,000
31,926,799-$ 2,649,926$ 23,784,258$ 38,120,753$ 40,373,219$ 31,121,468$
UTILIDAD BRUTA
TOTAL INGRESOS
FLUJO DE CAJAAÑO
(+)
VENTAS
PRÉSTAMO
(-) COSTO
DE VENTAS
COSTO MATERIALES DIRECTOS
COSTO M.O.D
COSTOS INDIRECTOS DE FABRICACIÓN
DEPRECIACIÓN
AMORTIZACIÓN
INVERSIÓN INICIAL
RECUPERACIÓN DEL CAPITAL DE TRABAJO
VALOR DE SALVAMENTO
FLUJO DE CAJA NETO
FLUJO DE CAJA DESPUES DE IMPUESTOS
(-) GASTOS
OPERACION
ALES
NÓMINA
ARRIENDO
SERVICIOS PÚBLICOS
GENERALES (SOFTW+MTO+COMB+ASEO+PAPELERÍA)
DEPRECIACIÓN
UTILIDAD OPERATIVA
GASTOS DE INTERESES
FLUJO DE CAJA ANTES DE IMPUESTOS
IMPUESTO A LA RENTA (30%)
101
Tabla 28 Amortización
Fuente. Autores
Tabla 29 VPN y TIR con préstamo
AÑO FLUJO DE CAJA VP
0 -31,926,799 -31,926,799
1 2,649,926 2,208,272
2 23,784,258 16,516,846
3 38,120,753 22,060,621
4 40,373,219 19,470,110
5 31,121,468 12,507,020
VPN $40,836,069
TIR 56%
TIO 20%
Fuente. Autores
Tabla 30. Flujo de caja sin préstamo
Fuente. Autores
PERIODO SALDO INTERES PAGO AMORTIZACION TASA
0 15,000,000$ -$ -$ -$ 0
1 12,575,562$ 4,500,000$ 6,924,438$ 2,424,438$ 30%
2 9,423,792$ 3,772,668$ 6,924,438$ 3,151,770$ 30%
3 5,326,491$ 2,827,138$ 6,924,438$ 4,097,301$ 30%
4 -$ 1,597,947$ 6,924,438$ 5,326,491$ 30%
TABLA DE AMORTIZACION
0 1 2 3 4 5
INGRESOS
0 274,649,981 426,042,410 632,246,937 670,181,753 710,392,658
SOCIOS 0
0
-$ 274,649,981$ 426,042,410$ 632,246,937$ 670,181,753$ 710,392,658$
EGRESOS
0 96,056,640 149,004,934 221,123,322 234,390,721 248,454,164
0 0 0 0 0 0
0 27,248,805 42,268,878 62,727,015 66,490,636 70,480,074
$0 151,344,537$ 234,768,598$ 348,396,600$ 369,300,396$ 391,458,420$
0 126,884,016 173,125,662 264,660,600 280,540,236 343,379,937
0 8,400,000 8,904,000 9,438,240 10,004,534 10,604,806
0 2,640,000 2,798,400 2,966,304 3,144,282 3,332,939
0 2,400,000 8,416,400 8,921,384 9,456,667 10,024,067
(-) 0 1,700,000 1,700,000 1,700,000 1,700,000 1,700,000
$0 9,320,521$ 39,824,137$ 60,710,072$ 64,454,676$ 22,416,670$
(-) 0 0 0 0 0 0
$09,320,521$ 39,824,137$ 60,710,072$ 64,454,676$ 22,416,670$
(-) 0 2,796,156 11,947,241 18,213,022 19,336,403 6,725,001
$0 6,524,364$ 27,876,896$ 42,497,050$ 45,118,273$ 15,691,669$
(+) 0 1,700,000 1,700,000 1,700,000 1,700,000 1,700,000
(-) 0 0 0 0 0 0
(-) -46,926,799 0 0 0 0 0
(+) 0 12,029,799
(+) 0 1,700,000
46,926,799-$ 8,224,364$ 29,576,896$ 44,197,050$ 46,818,273$ 31,121,468$
FLUJO DE CAJAAÑO
(+)
VENTAS
PRÉSTAMO
TOTAL INGRESOS
COSTOS INDIRECTOS DE FABRICACIÓN
UTILIDAD BRUTA
(-) GASTOS
OPERACION
ALES
NÓMINA
ARRIENDO
SERVICIOS PÚBLICOS
(-) COSTO
DE VENTAS
COSTO MATERIALES DIRECTOS
COSTO M.O.D
GENERALES (SOFTW+MTO+COMB+ASEO+PAPELERÍA)
DEPRECIACIÓN
UTILIDAD OPERATIVA
FLUJO DE CAJA NETO
FLUJO DE CAJA ANTES DE IMPUESTOS
IMPUESTO A LA RENTA (30%)
FLUJO DE CAJA DESPUES DE IMPUESTOS
DEPRECIACIÓN
GASTOS DE INTERESES
AMORTIZACIÓN
INVERSIÓN INICIAL
RECUPERACIÓN DEL CAPITAL DE TRABAJO
VALOR DE SALVAMENTO
102
Tabla 31. VPN y TIR sin préstamo
AÑO FLUJO DE CAJA VP
0 -46,926,799 -46,926,799
1 8,224,364 6,853,637
2 29,576,896 20,539,511
3 44,197,050 25,576,997
4 46,818,273 22,578,257
5 31,121,468 12,507,020
VPN $41,128,622
TIR 48%
TIO 20%
Fuente. Autores
15.1 Análisis de Sensibilidad
Para evaluar la sensibilidad del proyecto se tomaron tres el realista, el negativo y el
positivo con la variación de los siguientes parámetros
Tabla 32. Criterios escenarios
Escenario Parámetro Variación
Pesimista Aumento de la demanda -5%
Optimista Reducción de la demanda +5%
Fuente. Autores
Tabla 33. Evaluación escenarios
Con Préstamo Sin Préstamo
TIR VPN TIR VPN
Pesimista 31% $ 11,232,840 29% $ 12,212,070
Realista 56% $ 40,836,069 48% $ 41,128,622
Optimista 77% $ 69,752,621 64% $ 70,045,174
Fuente. Autores
103
16. Impacto Ambiental
16.1 Descripción De La Actividad
Las actividades de ubicación del sistema de extracción agua serán desarrolladas en
las distintas áreas a cultivar que estén ubicadas en sitios geográficos dispuestos a
actividades agropecuarias entre 500 y 800 metros cuadrados y que además tengan
acuíferos en la misma área o cercano a ellas de donde se puede extraer el agua necesaria
para ser distribuida por el sistema de riego por goteo en cultivos de hortalizas.
Las adecuaciones que se deban realizar en el terreno van desde la excavación de los
pozos en los acuíferos respectivos, la adecuación del terreno para el anclaje del molino
extractor y el aseguramiento de la bomba, la adecuación de las distintas zanjas para el
cultivo de las distintas hortalizas.
16.2 Breve Descripción Del Medio Físico Natural
El proyecto está enfocado en el departamento de Boyacá, e encuentra ubicado en el
centro nororiental del país, siendo Tunja su capital. Su territorio ocupa una superficie de
23.189 km².
Según los datos registrados en cenco agropecuario del año 2015 Boyacá usa más del
80% de sus área agrícola en los cultivos, además concentra el 13,8% del número de
UPA (Unidades productoras Agropecuarias) del país, siendo el mayor departamento del
país en aglomeración de UPAs. Boyacá aporta a la producción al porcentaje de áreas
cosechadas en un 3,3%
En el territorio de Boyacá se presenta una diversidad de accidentes geográficos que
forman las regiones fisionómicas del valle del río Magdalena, la cordillera Oriental,
el Altiplano Cundiboyacense y el piedemonte de los llanos orientales. Gracias a ello, en
el departamento se presentan todos los pisos térmicos con temperaturas desde los 35 °C
en Puerto Boyacá, hasta temperatura bajo cero grados, en la Sierra Nevada de
104
Güican y El Cocuy, las cuales presentan alturas de hasta 5.490 m y en el Páramo de
Pisba con alturas de hasta 4.000 m.
16.3 Estimación Del Impacto Ambiental
Como ya se ha mencionado las UPA destinadas a este proyecto son áreas agrícolas
destinadas a la siembra de cultivos de hortalizas que ya hayan sido usadas anteriormente
o en donde la disponibilidad de agua subterránea permita la siembra y asegure la
productividad.
16.4 Construcción
16.4.1 Acondicionamiento De Tierras
-Apertura de zanjas de cultivos.
-Eliminación de vegetación existente (limpieza)
-Remoción de material diverso (rocas, madera, residuos no contaminantes)
-Nivelación del terreno en los casos que exista desniveles importantes que no
permitan la estabilidad del molino o el nivel requerido en las tuberías de riego,
considerando la remoción de tierra, emparejamiento o adecuación del nivel del terreno.
16.4.2 Riego
-Apertura de zanjas líneas de goteo
-Residuos plásticos provenientes de los componentes del sistema de riego
16.4.3 Pozo Agua Subterránea
-Apertura de pozo sobre el acuífero identificado en el caso que no se cuente con
acceso al mismo
-Eliminación de vegetación superficial en el área del acuífero
105
-Siembra de soportes en cemento para la adecuación de la estructura principal del
molino.
16.5 Funcionamiento
16.5.1 Cultivo
-Uso de herbicidas, pesticidas, abonos y demás elementos químicos usados en el
cultivo de hortalizas.
-Remoción de tierra para adecuación o ampliación de nuevos sistemas de riego en el
área.
-Movimiento constante de personas o vehículos que interfieran en la continuidad del
ecosistema circundante a área de riego.
16.5.2 Acuífero
-Contaminación por uso de herbicidas, pesticidas, abonos y demás elementos
químicos usados en el cultivo de hortalizas.
-Sobre explotación de los acuíferos poniendo en riesgo la recarga y normal
funcionamiento del mismo
-Movimiento constante de personas o vehículos que interfieran en la continuidad del
ecosistema circundante a área de riego.
16.6 Efectos Directos E Indirectos Provenientes De Las Actividades Propias Del
Proyecto
Para evitar daños y efectos colaterales que conlleven riesgos o daños directos al
ecosistema en el cual se involucra el sistema de extracción de agua subterránea, se
establecerá un manual de “buenas practicas” que en conjunto permitan una relación
estable entre el medio y el producto.
106
Medio físico.
16.6.1 Atmosfera
Durante las actividades de montaje y funcionamiento del sistema de extracción de
agua, se recomienda como primera medida en la protección de la atmosfera circundante
del ecosistema NO emplear métodos de erradicación de vegetación por medio de
quemas, las cuales emiten gases del medio circundante.
Impidiendo estas actividades se puede establecer que los impactos por otras
operaciones propias de funcionamiento del sistema de extracción de agua subterránea
no representan alteraciones de orden significativos a la atmosfera de la región.
16.6.2 Suelo
Las actividades de nivelación en los casos en los cuales los terrenos no cuenten con
niveles óptimos que permitan la instalación de los distintos componentes del sistema de
extracción de agua subterránea, conllevaran a la modificación de los suelos generando
un impacto mínimo en el ecosistema ya que se recomienda no realizar erradicación
masivas de vegetación para lograr el área de siembra o la remoción de cantidades no
convenientes de tierra en los procesos de nivelación.
El uso sostenible del suelo debe estar acompañado de buenas prácticas en su
conservación ya que se incluirá actividades de siembra en áreas donde posiblemente no
se han establecido antes o en lugares donde ya existen, los impactos deben ser mínimos
logrando que los cultivadores tengan una relación de sostenibilidad con el ecosistema
circundante.
Las actividades no convertirán el área en otra diferente ya que el suelo será el mismo
solo que su uso se verá condicionado a las actividades de cultivo que en él se realicen.
107
16.6.3 Acuífero
Unas de las actividades más importantes en el desarrollo de este proyecto es la
extracción de agua subterránea de los acuíferos por medios artificiales, en estos casos es
necesario construir una captación, es decir una instalación que permita poner a
disposición del usuario el agua contenida en los acuíferos. Los acuíferos se pueden
entender como las rocas que tienen agua y que a su vez permiten su movimiento, bajo la
acción de las fuerzas de gravedad, de tal manera que puede explotarse en cantidades
apreciables.
Es recomendable la construcción de los pozos según las disposiciones generales que
estudian la protección de los acuíferos que se destinan a usos agrícolas, entre ellas
tenemos: Las perforación mecánica vertical, se deben hacer por lo regular en forma
cilíndrica (diámetro 2 a 16 pulgadas) revestidos de tubería metálica o PVC. Se realizan
mediante hincados de tubería o perforación con taladros y se dotan de sistemas de
extracción.
Se recomienda establecer una serie de buenas prácticas a lo que se refiere al manejo
de acuíferos logrando así una incidencia ene l ecosistema mínimo y que permita
asegurar el movimiento, preservación y cuidado de las aguas subterráneas.
Buenas prácticas en el cuidado de los acuíferos:
-Disponga adecuadamente las sustancias químicas y residuos peligrosos y evite la
presencia de estos en cercanías de la boca del punto de captación.
-Limite la cantidad de fertilizantes utilizados en las plantaciones y utilice sólo las
dosis indicadas.
-Realice anualmente análisis fisicoquímicos del agua extraída y realice monitoreo
que no haya descensos significativos en el nivel estático del pozo (nivel del agua en el
pozo sin bombear).
108
Medio Biótico
16.6.4 Vegetación Natural
Se considera un impacto negativo en la vegetación ya que se aumentara la
disponibilidad de agua en el área permitiendo un crecimiento contante de las mismas.
La vegetación que deba ser removida del área de cultivo o en el área del molino no
debe ser arrasada en su totalidad ya que lo que se busca es despojara un área específica
de esta, sin impactar de forma directa y negativa en el ciclo natural del ecosistema, solo
impactar el área en especifica de cultivo.
Por esto se considera que no existirá amenaza de erradicación de especies vegetales.
16.6.5 Fauna Terrestres
Se estima que la incidencia en la fauna terrestre es mínima ya que las áreas
destinadas a cultivos no están expuestas a grandes depredadores o especies en peligro de
extinción, se considera que el impacto será a especies animales de granja que se
encuentren en el área de cultivo y que tengan que ser reubicadas, grupos de insectos,
pequeñas aves y roedores.
Medio Social
Se considera un impacto positivo en las zonas UPA donde se implementen estos
sistemas de extracción ya que valoriza y potencializa económicamente el área de cultivo
permitiendo el intercambio de recursos físicos y monetarios que logran aumentar la
disponibilidad de sus propietarios.
El impacto en las zonas vecinas se considera positivo ya que valoriza el terreno e
incentiva a las demás UPAs potenciales en tecnificar sus cultivos logrando una red
sostenible y económicamente viable en la región.
109
17. Estrategia de marketing
El desarrollo de la estrategia de marketing o comercialización del sistema de
extracción de agua está enfocada en 4 aspectos relacionados: PRODUCTO, PRECIO,
DISTRIBUCIÓN y COMUNICACIÓN.
Figura 37 Aspectos de estrategia de comercialización
Fuente. Autores
17.1 Producto
El desarrollo del sistema de extracción de agua subterránea empleando energía eólica
está estructurando desde su diseño como un producto que posee nuevas características
de uso respecto a los productos ofrecidos por la competencia. La inclusión de un
sistema de bombeo auxiliar en función del movimiento de descenso y acenso que
produce el mecanismo de biela manivela permite una mayor descarga de agua
almacenada en los tanques que posee la estructura del molino empleando de formas más
eficiente el componente mecánico que posee el molino.
La principal estrategia de comercialización del producto hacia el mercado es
informar y demostrar de manera amplia las distintas ventajas que tiene el sistema de
extracción de agua diseñado pensando en las necesidades del sector agrícola además de
estar de la mano con la condición de ofrecer productos más accesibles, con menos
110
componentes, fácil manejo y mantenimiento y estableciendo nuevas alternativas de
energía.
Características a comunicar:
. Reducción de componentes en el diseño y fabricación del sistema
. Unión de un molino de succión a un sistema de riego por goteo
. Uso de materiales potencialmente reciclables.
. Diseño de un sistema de auto bombeo derivado del mecanismo biela manivela.
. Diseño de nuevos prototipos de aspas basado en nuevos perfiles y materiales.
17.2 Precio
El manejo de precio está basando en los componentes de fabricación de acuerdo al
diseño establecido para cumplir las necesidades del sector, de esta manera el precio
entra a competir con el de la competencia directa que en este momento está activa en el
mercado.
Características a comunicar: Precio en igual de condiciones identificando que son
dos sistemas que en el mercado actual se venden por separado.
. Establecer que el precio al mercado proviene de un producto de características
nuevas.
. El precio correspondiente del sistema contempla las nuevas ideas desarrolladas para
suplir las necesidades del sector y ofrecer una alternativa más óptima y efectiva.
. La accesibilidad de pagos a los clientes que estén interesados en adquirir el
producto y que vean el costo beneficio de forma rentable.
. Ofrecer servicios adicionales como primer mantenimiento sin costo, capacitación en
el manejo del sistema y el reemplazo de componentes sin generar costos adicionales al
precio establecido.
111
17.3 Distribución
El tema de la distribución del sistema de extracción de agua se realizara
principalmente a través de:
Uso de intermediarios, personas o empresas dedicadas al agro que nos permitan
ofrecer el producto en sus establecimientos como puntos de información en el mismo
donde los clientes habituales de estos establecimientos puedan conocer en detalle el
producto.
. Diseñar y poner en funcionamiento en el menor tiempo posible una página web
donde se inserten toda la información referente al sistema, y los servicios derivados de
este que se ofrecen al público, números de contactos y solución de preguntas habituales.
. Ofrecer el sistema y demás servicios derivados por medio de llamadas telefónicas a
potenciales clientes, vivitas directas y envíos de correos eléctricos.
. Uso del lugar de trabajo como vitrina de ventas directa.
17.4 Comunicación
La principal estrategia en la comunicación del producto es motivar al comprador a
conocer del mismo motivando su compra a través de:
. Diseño de una imagen corporativa definida que evoque el mensaje de productos
medioambientales dedicados al agro: EOMOLINOS
. Participar en ferias y eventos dedicados a los temas del agro.
. Distribución de publicidad impresa con información clara del producto,
información de contacto.
. Utilizar los medios sociales de información como periódicos, redes sociales y
emisoras regionales. Alquilar espacios publicitarios en letreros o paneles ubicados en la
vía pública
112
18. Aspectos Legales
18.1 Tramite Ambiental
En primera instancia se requiere de una concesión de agua subterránea la cual se
tramita por medio de la Dirección Regional de la CAR correspondiente, o accediendo a
la página web de la Corporación www.car.gov.co, y se debe radicar la solicitud
(Formulario Único Nacional de Concesión de aguas y anexos) ante la Dirección
Regional correspondiente o en la sede central de la CAR. De este modo se puede
adquirir el derecho a usar o aprovechar las aguas subterráneas para riego.
De igual manera se debe poseer una Licencia Ambiental que llevará implícitos todos
los permisos, autorizaciones y/o concesiones para el uso, aprovechamiento y/o
afectación de los recursos naturales renovables, que sean necesarios por el tiempo de
vida útil del proyecto. Dichas normas implícitas son las siguientes.
Normativa: • Ley 99 de 1993 por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente,
se reordena el Sector Público encargado de la gestión y conservación del medio
ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema Nacional
Ambiental, SINA, y se dictan otras disposiciones.
• Ley 373 de 1997 por la cual se establece el programa para el uso eficiente y ahorro
del agua. Decreto Ley 2811 de 1974 21 Corporación Autónoma Regional de
Cundinamarca Por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales
Renovables y de Protección al Medio Ambiente.
• Decreto 1541 de 1986 se reglamenta las concesiones de aguas superficiales y
subterráneas
113
19. Anexos
Anexo 1. Detalle aspa
114
Anexo 2. Detalle torre
115
Anexo 3. Detalles elementos riego
116
117
Anexo 4. Vista molino
118
Anexo 5. Detalle sistema de riego
119
20. Conclusiones
El estudio de mercado se basó en los datos obtenidos por el Censo
Agropecuario del año 2014, donde sus resultados se dieron a conocer en el
año 2015, estos sirvieron de base fundamental y en soporte con las encuestas
realizadas para obtener un panorama de los sistemas de riego, logrando tener
una fuente confiable de información, pero que no permitió establecer de
forma clara el uso de los molinos de viento en el agro colombiano y los datos
del proyecto se basaron en los sistemas de riego que fueron publicados.
El diseño del sistema se elaboró por medio del programa SOLIDWORK, por
medio del cual se estableció la composición básica del mismo, cantidad de
materiales, dimensiones y la forma por la cual se uniría un molino de succión
con un sistema de riego por goteo, con el objetivo de comprobar la viabilidad
en la unión de estos dos sistemas.
Basado en el diseño virtual se conoció los precios reales de cada componente
que permitió generar una tabla de costos directos e indirectos de fabricación
del mismo, logrando una aproximación más certera al mercado actual.
La viabilidad técnica del sistema de extracción de agua subterránea usando
energía eólica se comprobó como posible ya que el modelamiento permite
tener una aproximación del funcionamiento y composición del mismo,
aunque se necesita un análisis matemático y soportado por simulaciones de
laboratorio que permitan comprobar las ideas planteadas en el mismo.
120
El proyecto está fundamentado en el uso de las aguas subterráneas, es por ello
que su implementación está regida por las disposiciones legales colombianas
que reglamentan el uso de este recurso, además de los cuidados que se
presentan al utilizar los acuíferos como fuente primaria, es por ello que deja
de ser factible si no se adecuan las agua subterráneas para el riego de
cultivos.
El proyecto presento una TIR del 56% con la financiación del 32% de la
inversión inicial, con base a la TIO de 20%, se convierte en un proyecto
atractivo ya que supera el retorno de la inversión.
21. Recomendaciones
Se recomienda realizar un estudio de mercado más completo que abarque el
uso de los molinos de succión en el campo colombiano, para aumentar la
confiabilidad en la aceptación del proyecto.
Se recomienda complementar el estudio técnico de manera más confiable,
realizando pruebas de factibilidad por medio de modelamientos reales a
escalas para comprobar el funcionamiento del mismo en condiciones reales,
ya que no es parte del objetivo de este trabajo de grado.
22. Glosario De Términos
Aguas Subterráneas: Constituyen parte del ciclo hidrológico y son aguas que por
percolación se mantienen en movimiento a través de estratos geológicos capaces de
contenerlas y de permitir su circulación.
121
Captación: Recoger convenientemente las aguas de uno o más manantiales.
Drenaje: Eliminación de las aguas sobrantes del suelo ya sean lluvias o de cualquier
otra naturaleza
.
Energías Renovables: Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene
de Fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía
que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.
Fuentes de abastecimiento: Constituyen el elemento primordial en el diseño de un
distrito de riego y previo a cualquier paso debe definirse su tipo, cantidad, calidad y
ubicación. De acuerdo a la forma de aprovechamiento se encuentran aguas superficiales
y aguas subterráneas.
Gotero: Mecanismo destinado a proporcionar un líquido de forma controlada, como
el agua para el riego o los herbicidas químicos.
Irrigación: Labor que permite mantener siempre el nivel de humedad del suelo.
Riego: El riego consiste en aportar agua al suelo para que los vegetales tengan el
suministro de agua que necesitan favoreciendo así su crecimiento.
Viento: El viento es el flujo de gases a gran escala. En la Tierra, el viento es el
movimiento en masa del aire en la atmósfera en movimiento horizontal.
122
23. Bibliografía
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relación beneficiosa más sostenible. 2013
-Global water partnership, tecnologías para el uso sostenible del agua: una
contribución a la seguridad alimentaria y la adaptación al cambio climático. 2013
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124
