Water Energy, the Light of Forgotten Populations / La Energía del Agua, la Luz de poblaciones olvidadas

Global Engineering Design SAS

7. Affordable and Clean Energy 8. Decent Work and Economic Growth 16. Peace, Justice and Strong Institutions

Overview

Hoy en día los recursos renovables de nuestro planeta están limitados a las condiciones geográficas de cada País, donde cada uno tiene una gran concentración de energía de diferentes formas, entre las más comunes la energía solar, pero limita la cantidad de horas día de producción, es por eso que al analizar bien el ambiente en general, se pueden tener diferentes maneras de generación de energía eléctrica.

En el caso de Colombia la diversidad es extraordinaria para la generación de energía, siendo la más importante con el 80% la generación Hidráulica a través de grandes centrales, ya que los recursos hídricos y la topografía son perfectos para este escenario, pero funciona en sistemas centralizados a través del SIN (Sistema Interconectado Nacional). Actualmente hay una oportunidad para los sitios ubicados ruralmente que cuentan con recursos hídricos y requieren energía eléctrica; es así que desde la proyección y perspectiva de Global Engineering Design ven la oportunidad de trabajar con las "Pico Centrales Eléctricas" (Pequeñas Generadoras de Energía), que son una fuente importante de energía para suplir la necesidad de estas zonas.

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Today the renewable resources of our planet are limited to the geographical conditions of each country, where each has a great concentration of energy in different ways, among the most common solar energy, but limits the number of hours of the production day, that is why by analyzing well the environment in general, you can have different ways of generating electricity.

In the case of Colombia diversity is extraordinary for power generation, the most important being with 80% of the hydraulic generation through large power plants, since water resources and topography are perfect for this scenario, but it works in centralized systems through the SIN (National Interconnected System). There is currently an opportunity for rurally located sites that have water resources and require electricity; so from the projection and perspective of Global Engineering Design, they see the opportunity to work with the "Pico Centrales Eléctricas" (Small Power Generators), which are an important source of energy to meet the need for these areas.

Authors

Oscar Lopez

Oscar Lopez

Danilo Londoño

Danilo Londoño

Arley Rojas

Arley Rojas

Laura Martínez

Laura Martínez

School

Universidad Externado de Colombia

Universidad Externado de Colombia

Professor

Gustavo A Yepes López

Gustavo A Yepes López

Innovation

El estudio inicial realizado en la zona permitía la implementación de paneles solares para la generación de energía, pero solo eran funcionales cierta época y horas del año, lo que interrumpía el suministro continuo de energía y que no se pudiera tener un flujo constante para desarrollar proyectos de piscicultura o agricultura en esta zona. GED realizó los estudios necesarios para buscar fuentes alternas y evidenciaron que el río "El Pato" que es de gran caudal, se encontraba cerca a la población y cuenta con una pequeña cabeza dinámica (lo cual es típico de los Ríos en Colombia), que lo hace más apto para la implementación del hidrotornillo de Generación Eléctrica.

La innovación de este proyecto se basa en este caso en el tornillo de Arquímedes, el cual, es normalmente usado para la extracción de agua, pero el enfoque que le han dado es para la generación eléctrica, basándose en el caudal del río y en su flujo constante de agua, lo que permite ingresar el agua al tornillo, moverlo y por medio de un dinamo generar energía suficiente para iluminar al menos 50 hogares, desarrollar proyectos de agricultura o piscicultura y sin afectar el medio ambiente, ya que no genera represamiento de agua y no genera ningún costo adicional a la población o que estos deban de pagar por la energía producida por el hidrotornillo.

Según Ivan: "Mi enfoque es poder dar energía a una comunidad de excombatientes y campesinos y me atrevo a decir que es el primer hidro tornillo en el país”

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The initial study carried out in the area allowed the implementation of solar panels for power generation, but they were only functional certain times and times of the year, which interrupted the continuous supply of energy and there could not be a constant flow to develop fish farming or agriculture projects in this area. GED conducted the necessary studies to look for alternate sources and showed that the river "El Pato" which is of great flow, was close to the population and has a small dynamic head (which is typical of the Rivers in Colombia), which makes it more suitable for the implementation of the electric generation hydrofoil.

The innovation of this project is based in this case on the Archimedes screw, which is normally used for water extraction, but the approach they have given it is for electricity generation, based on the flow of the river and its constant flow of water, which allows water to enter the screw, move it and by means of a dynamo generate enough energy to illuminate at least 50 homes, develop agriculture or fish farming projects without affecting the environment, as it does not generate water damming and does not generate any additional costs to the population or that they have to pay for the energy produced by the hydrofoil.

According to Ivan: "My approach is to be able to give energy to a community of ex-combatants and peasants and I dare say it is the first hydro screw in the country"

Water Energy, the Light of Forgotten Populations / La Energía del Agua, la Luz de poblaciones olvidadas

Inspiration

Debido al contexto social del país en el 2018 haciéndose el acuerdo de paz en Colombia, la necesidad de sacar adelante regiones donde no cuentan con infraestructura eléctrica, accesos y unidades productivas para aquellas personas que han sido víctimas y se incorporaron a la sociedad, se requería de actividades que lograran volver dichas regiones productivas y autosostenibles. “Se observó que el Rio el Pato en Caquetá, es lo suficientemente grande para generar energía de manera significativa, pero de una forma ambientalmente sostenible sin represar o contaminar”.

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Due to the social context of the country in 2018 making the peace agreement in Colombia, the need to move forward regions where they do not have electricity infrastructure, access, and productive units for those who have been victims and joined the society, activities were required that managed to make these productive and self-sustaining regions. "It was observed that the Rio el Pato in Caquetá, is large enough to generate energy in a significant way, but in an environmentally sustainable way without damming or polluting."

Overall impact

El impacto general de la implementación del hidro tornillo se ve en los siguientes ítems:

• Producción de energía limpia gracias al uso del caudal de los ríos

• La región se vuelve auto sostenible en la producción de insumos o proyectos agrícolas

• Generación de energía constante y sin interrupciones

• Aplicación de tecnologías limpias

• No afecta el medio ambiente donde se desarrolla el proyecto

• Activación económica de las poblaciones donde se desarrolla el proyecto.

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The overall impact of the implementation of the hydro screw is seen in the following items:

• Production of clean energy thanks to the use of the flow of rivers.

• The region becomes self-sustaining in the production of inputs or agricultural projects.

• Constant and uninterrupted power generation.

• Application of clean technologies.

• It does not affect the environment where the project Develops.

• Economic activation of the populations where the project is developed.

Business benefit

Este tipo de innovación es rentable, no solo porque genera una utilidad del 20% por implementación del hidrotornillo, sino que, gracias al desarrollo de este tipo de proyectos, permite que la empresa sea reconocida nacional e internacionalmente y que incrementen sus clientes al ver el potencial de los proyectos que desarrolla. Internamente permite el desarrollo del personal al capacitarse y estructurarse en este tipo de proyectos volviéndolos mano de obra especializada (lo que permite mejores y mayores ingresos) y que el desarrollo tecnológico propio de la empresa, permita que los costos de producción sean menores y más eficientes, permitiendo ofrecer estas alternativas más económicas y de acceso para gran parte de la población que las requiera.

El poder desarrollar este tipo de proyectos en diferentes ambientes, puede dar un mejor resultado en el diseño de las estrategias y aplicaciones en modo, tiempo y espacio de los nuevos proyectos y que el retorno de la inversión sea en un tiempo menor, lo que permitiría a la empresa obtener utilidades en el corto plazo y con esto hacer que la rentabilidad de la empresa mejore y pueda llegar a un 40% de utilidad por proyecto.

De acuerdo con Ivan: “La idea para nuestra empresa es a partir del desarrollo de las diferentes técnicas de generación hidrocinética, poder tener beneficio económico, pero al mismo tiempo lograr que esa generación de energía sea lo suficientemente económica para que cualquier persona del campo pueda disfrutarla".

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This type of innovation is profitable, not only because it generates a 20% profit per implementation of the hydro screw, but, thanks to the development of this type of project, allows the company to be recognized nationally and internationally and to increase its clients by seeing the potential of the projects it develops. Internally it allows the development of staff by training and structuring in this type of projects making them specialized labor (which allows better and higher incomes) and that the technological development of the company, allows the production costs to be lower and more efficient, allowing to offer these alternatives more economical and accessible for much of the population that requires them.

Being able to develop such projects in different environments can give a better result in the design of strategies and applications in the mode, time, and space of the new projects and that the return on investment is in a shorter time, which would allow the company to obtain profits in the short term and with this make the profitability of the company improve and can reach a 40% profit per project.

According to Ivan: "The idea for our company is from the development of the different hydrokinetic generation techniques, to be able to have an economic benefit, but at the same time to make that energy generation economical enough for anyone in the field to enjoy it."

Social and environmental benefit

Mediante el proceso de paz celebrado en Colombia en el 2016, 27 de las zonas más remotas del país empezaron a ser pobladas por los exguerrilleros y campesinos afectados por la violencia. Ellos inician el proceso de retomar una vida social y comienzan a regresar a estas tierras, con las necesidades de vivienda, desarrollo y energía. Esta zona se encuentra en medio de las montañas en la entrada a la selva del Coreguaje, la población más cercana es San Vicente del Caguán ubicada a 120km, el rio en el cual se basa el estudio es el Pato, una reserva hídrica muy importante, de gran caudal y velocidad. Debido a que está en medio de las montañas, el recurso de energía solar para cubrir la necesidad de la población es muy variable en el año, por lo tanto, el flujo natural de este rio entrega una variable importante de protección natural, porque permite controlar el ingreso de agua, manejo de sedimentos y piedras.

"A nivel mundial es una técnica que se ha estado aplicando desde hace muchos años en la parte de generación, la diferencia es que nosotros estamos transformando una técnica que normalmente se hace para sacar agua se está utilizando para hacer la generación eléctrica. El beneficio real es que no hacemos afectación en la zona de forma de represa, el agua que entra es la igual al agua que sale, entonces no hay una afectación hídrica ni hay una afectación ambiental, la otra ventaja que se tiene es que podemos llegar a cualquier zona del país en formas de fabricación que son modulables y ensamblables".

Este proyecto busca generar la mayor cantidad de energía con el recurso disponible sin afectar el medio ambiente, por lo tanto, se toma el canal natural que está al lado del rio Pato.

Con el proyecto se demuestra que la zona vive un proceso de innovación al aprovechar las energías limpias para generar energía que permita la sostenibilidad y aprovechamiento de la comunidad, demostrando que la región es autosostenible y que viven en un momento de paz entre comunidades que anteriormente vivían en conflicto.

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Through the peace process held in Colombia in 2016, 27 of the most remote areas of the country began to be populated by ex-guerrilla and peasants affected by violence. They begin the process of returning to social life and began to return to these lands, with the needs of housing, development, and energy. This area is located in the middle of the mountains at the entrance to the Coreguaje jungle, the nearest town is San Vicente del Caguán located 120km away, the river on which the study is based is the Duck, a very important water reserve, of great flow and speed. Because it is in the middle of the mountains, the solar energy resource to meet the need of the population is very variable in the year, therefore, the natural flow of this river delivers an important variable of natural protection, because it allows controlling the ingress of water, sediment and stone management.

"This technique has been applied throughout the world for many years for power generation. The difference is that we are adapting a technique that is normally used to extract water, to generate power. The real benefit is that the area will not be detrimentally affected by building a dam. The water that enters the hydro-screw is the same that exits and as a result, there is no negative impact on the surrounding environment. The other advantage that this modular technology provides, is that it is highly mobile and can be installed quickly in areas of the country that have rivers with suitable conditions (flow rates)."

This project seeks to generate the most energy with the available resource without affecting the environment, therefore, it takes the natural channel that is next to the Duck River.

The project demonstrates that the area is undergoing a process of innovation by harnessing clean energy to generate energy that enables the sustainability and use of the community, demonstrating that the region is self-sustaining and living in a moment of peace between communities that previously lived in conflict.

Interview

Ivan Joya Olivares, Ingeniero

Photo of interviewee

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Global Engineering Design SAS

Global Engineering Design SAS

Neiva, Huila, CO

Business Website: http://www.gedesign.co

Year Founded: 2015

Number of Employees: 11 to 50

Global Engineering Design es una empresa Colombiana, que cuenta con equipo de profesionales multidisciplinarios dedicados al desarrollo de proyectos y productos de tecnología de punta, enfocándose en la creación de equipos, maquinaria y herramientas que puedan funcionar por medio de la energía solar o de algún otro medio como generación hidrocinética, generación solar (Fotovoltaica - Térmica), telecomunicaciones, desarrollo I+D e industrial, que busca mejorar la calidad de vida y su impacto positivo frente al medio ambiente, para el aprovechamiento de los recursos naturales y que se puedan implementar en el desarrollo de proyectos autosostenibles.

“Transformamos ideas en productos de calidad, inspirando a personas, empresas y comunidades para que protejan el ambiente para las próximas generaciones”.

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Global Engineering Design is a Colombian company, which has a team of multidisciplinary professionals dedicated to the development of state-of-the-art projects and products, focusing on the creation of equipment, machinery, and tools that can work through solar energy or some other means such as hydrokinetic generation, solar generation (Photovoltaic - Thermal), telecommunications, R&D development and industrial, which seeks to improve the quality of life and its positive impact on the environment, for the use of natural resources and that can be implemented in the development of self-sustaining projects.

"We transform ideas into quality products, inspiring individuals, businesses, and communities to protect the environment for generations to come."