tema de

1. DISEÑO DE UN SISTEMA DE BOMBEO DE AGUA PARA RIEGO
EMPLEANDO ENERGIA SOLAR PARA ESTADIO GUILLERMO
BRICEÑO ROSAMEDINA
Presentado por:
Bach. VILMA
JULIACA – PERÚ
2022
UNIVERSIDAD ANDINA NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y CIENCIAS PURAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA
SANITARIA Y AMBIENTAL

2.  INTERNACIONAL: Bonet, Rodríguez, & Guerrero (2020), en su investigación titulada “Aprovechamiento de la energía utilizada en el riego
por aspersión, planteo el fin de apreciar en la práctica la seguridad alcanzada en el empleo de la energía esgrimida por ello efectuo un
en la UBPC de la Empresa Camagüey. Se monitoreó la usanza de energía eléctrica para el riego en los sistemas de la Unidad Productiva
la temporada de cultivo de frijol 2017; se estimó la producción de la energía que se empleó en el riego en todos los sistemas de riego,
conteniendo las tecnologías de máquinas de pivote y los sistemas de riego de aspersión; y se compararon los rangos que se obtuvieron
estableciendo como referente el resultado más conveniente. Las valoraciones revelaron que, en el período de cultivo, el uso del agua se
debido al incumplimiento de la programación del riego y a la insuficiente uniformidad de la distribución del agua, lo que, combinado con
cuestiones agrotécnicas, se traduce en una menor productividad y la energía utilizada, con una tasa de eficiencia del 76% en el caso de las
aparatos de pivot y del 63% en los sistemas,de riego de aspersión.
 NACIONAL: León & Berrios (2017), realizaron el trabajo de investigación titulado: “Sistema de riego controlado con FEED-FORWARD
utilizando energía solar en la localidad de la Trocha – Jayanca”; con el objetivo de Diseñar un sistema de riego controlado con Feed forward
utilizando Energía solar para el fundo, en el sector la trocha, valle de Motupe, Distrito de Jayanca, Provincia de Lambayeque, Departamento
Lambayeque. En el desarrollo de la presente tesis se optó por usar el método de control feed forward que es el adecuado para situaciones
tengan relación con el medio ambiente, para ello se utiliza el software distribuido en forma gratuita por Schneider electric con el nombre de
zeliosoft v2.0. Una de las ventajas del control feed forward es que puede complementarse con otros sistemas de control, por tal motivo
esta tesis se utiliza un control principal de tipo proporcional y se le agregara el control feed forward, para que este control aplicado a riego
tecnificado sea más eficiente utilizara sensores de humedad(realimentación) y temperatura(feed-forward).REGIONAL: Gutierrez (2018)
un estudio titulado “Evaluación de la calidad de agua del río Coata en la desembocadura del río Torococha utilizando el índice de calidad
agua del consejo canadiense CCME-WQI y el ICA-PE, Puno-2018”, Como resultado obtenido en el P1 muestra 80, en el punto P2 57,
estos valores en relación al ICA-PE se encuentran dentro de la categoría “Excelente” para M1 y M2 con valores respectivos 99 y 90. La
conclusión de la investigación es “el rio Torococha afecta negativamente al rio Coata alterando su ICA-agua”.

3.  LOCAL: Arizaca (2022), en su investigación titulada “Diseño de un sistema de riego por aspersión, alimentado por un sistema fotovoltaico,
en el centro experimental Chuquibambilla”; con el objetivo de proponer la implementación del sistema de riego por aspersión alimentado
energía fotovoltaica para la producción de alfalfa en el centro experimental Chuquibambilla de la Universidad Nacional del Altiplano; por
tuvo como base fundamental la topografía del área en estudio, en donde se calculó oferta y demanda de agua requerida para 1.80 ha de
cultivo de alfalfa, y en función a ello se dimensionó el volumen del reservorio, altura hidrodinámica total, potencia de la bomba, arreglo
fotovoltaico, y calculo hidráulico de la red de distribución, todo ello requerido para estimar el presupuesto y beneficios que conllevará la
ejecución del proyecto. Siendo resultante que la oferta del manantial es de 0.0020m3/s y la demanda de agua requerida para un área de
fue de 24.84 m3 de agua por día, todo ello almacenado en un reservorio de 30m3, para satisfacer las necesidades hídricas del cultivo de
y en base a ello se dimensionó el diseño hidráulico del sistema, en donde la altura hidrodinámica total fue de 37.180m, un caudal de
de 0.00099m3/s, diámetro de impulsión de 1 ½ pulg., cuya potencia optima de la bomba requerida es de 1228.8 Wp, abastecida por 25
de 50 Wp cada una, y de acuerdo al diseño hidráulico, el sistema de riego estará compuesto por un total de 105 aspersores distribuidas
adecuadamente, garantizando la presión con 4.07m.c.a. en el punto más desfavorable, todo ello presupuestado en S/. 96,718.15,
costo energético por el uso de energía eléctrica convencional debido a que empleará energía fotovoltaica, la misma que favorecerá la
producción de forraje y alimentación de los animales en épocas de sequía.

4.  ACTUALMENTE LAS ÁREAS VERDES DEL ESTADIO GUILLERMO BRICEÑO ROSAMEDINA DE LA CIUDAD DE
JULIACA, NO ES AJENA A ESTA SITUACIÓN DEBIDO A QUE SE EVIDENCIA EL MAL USO DEL RECURSO HÍDRICO
PARA EL RIEGO DE SUS ÁREAS VERDES; DERIVÁNDOSE DE MANERA DIRECTA POR MANGUERAS DESDE UN
POZO ARTESANAL; AHONDANDO ESTE HECHO, ESTE SISTEMA ES INEFICIENTE E INSUFICIENTE PARA EL
ABASTECIMIENTO DE AGUA HACIA LAS ÁREAS VERDES; DEBIDO A QUE EXISTE ÁREAS SIN POSIBILIDADES DE
RIEGO; POR ESTE MOTIVO SE OSTENTAN PROBLEMAS COMO SON: LA EROSIÓN, LA SATURACIÓN DE LOS
SUELOS, POR LAS MALAS PRÁCTICAS DE RIEGO; ASÍ TAMBIÉN TODO ELLO REPERCUTIENDO EN LA
PRODUCCIÓN DEL CULTIVO DE REI GRASS, CONLLEVANDO A SU PERDIDA.
 POR ELLO CON EL PRESENTE ESTUDIO BUSCA DISEÑAR UN SISTEMA DE BOMBEO ALIMENTADO CON
ENERGÍA FOTOVOLTAICA (SOLAR); PARA QUE POSTERIORMENTE LOS ENCARGADOS LA PUEDAN
IMPLEMENTAR PARA DISPONER EL AGUA SEGÚN LOS REQUERIMIENTOS HÍDRICOS DEL ÁREA; MEDIANTE LA
UTILIZACIÓN DE TECNOLOGÍAS SOSTENIBLES SIENDO EL CASO DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA.

5. PROBLEMA
GENERAL
•¿Es posible realizar el diseño de un sistema de bombeo
de agua para riego empleando energía solar en el
estadio Guillermo Briceño Rosamedina?
Problema
específico 1
•¿Como realizar el cálculo hidráulico del sistema de
bombeo de agua para riego empleando energía solar en
el estadio Guillermo Briceño Rosamedina?
Problema
específico 2
•¿Como realizar el cálculo de los módulos solares para el
funcionamiento de la bomba de agua para riego del
estadio Guillermo Briceño Rosamedina?

6. Objetivo Específico 2
Realizar el cálculo de los módulos solares para el funcionamiento de la bomba de agua para riego
del estadio Guillermo Briceño Rosamedina
Objetivo Específico 1
Realizar el cálculo hidráulico del sistema de bombeo de agua para riego empleando energía solar
en el estadio Guillermo Briceño Rosamedina
OBJETIVO GENERAL
Realizar el diseño de un sistema de bombeo de agua para riego empleando energía solar en el
estadio Guillermo Briceño Rosamedina

7. DISEÑO
TIPO
POBLACIÓN
MUESTRA
El diseño de investigación para el presente trabajo de
investigación es de carácter NO EXPERIMENTAL, ya que se
manipulará deliberadamente la variable independiente (Hernandez
& Fernandez, 2014).
El tipo de investigación para el presente trabajo de investigación es
de DESCRIPTIVO – EXPLICATIVO con enfoque cuantitativo por los
análisis realizados con orden numérico (Hernandez & Fernandez,
2014).
La población de la presente investigación es toda la superficie de
área a regar del estadio Guillermo Briceño Rosamedina de la
ciudad de Juliaca.
se ha escogido que la muestra sea la misma que la población;
siendo toda la superficie de área a regar del estadio Guillermo
Briceño Rosamedina de la ciudad de Juliaca

8.  RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN DISPONIBLE
El cálculo hidráulico del sistema de bombeo de agua, para el área en estudio
presentara los siguientes componentes hidráulicos: Diámetro de tubería de
impulsión y succión, potencia de la bomba, altura hidrodinámica total, pérdidas
de carga de tubería de impulsión y succión, componentes de la red de
distribución calculadas según el siguiente procedimiento:
En el sentido de cumplir con los objetivos planteados en el presente trabajo de
investigación: se recabará toda la información requerida, de tesis, libros,
artículos científicos, páginas web, entre otros, para el correcto desarrollo del
estudio.
 CÁLCULO HIDRÁULICO DEL SISTEMA DE BOMBEO DE AGUA PARA RIEGO EMPLEANDO
ENERGÍA SOLAR EN EL ESTADIO GUILLERMO BRICEÑO ROSAMEDINA

9. a) Cálculo del diámetro de la tubería de impulsión.
El dimensionamiento del diámetro de la tubería de impulsión se realizará mediante la siguiente
expresión:
𝑫 = 𝟏. 𝟑 ∗ 𝑿
𝟏
𝟒 ∗ 𝑸𝒃 (Ec. 1)
Donde:
𝑫 : Diámetro de tubería (pulgadas)
𝑿 : Horas de bombeo de agua
𝑸𝒃 : Caudal de bombeo
b) Cálculo del caudal de bombeo
𝑸𝒃 =
𝑽𝒕𝒂
𝑻
(Ec. 2)
Donde:
𝑽𝒕𝒂 : Volumen del tanque
𝑻 : Tiempo (horas)
1. Cálculo del diámetro de la tubería de succión.
El diámetro de la succión siempre será mayor al diámetro de impulsión, es por ello que se asumirá
un diámetro superior al diámetro de impulsión.

10. c) Cálculo de la potencia de la bomba
La expresión para el cálculo de la potencia de la bomba se efectuará de la siguiente manera:
𝑷𝒃 =
𝑸𝒃+𝑯𝑫𝑻
𝟕𝟓∗ɳ
(Ec. 3)
Donde:
𝑷𝒃 : Potencia de la bomba
𝑸𝒃 : Caudal de bombeo
𝑯𝑫𝑻 : Altura hidrodinámica total
ɳ : Eficiencia de la bomba (%)
d) Cálculo de la altura hidrodinámica total
La altura Hidrodinámica total se desarrollará mediante la siguiente expresión.
𝑯𝑫𝑻 = 𝑯𝒔 + 𝑯𝒊 + Ʃ𝒉𝒇𝒔 + Ʃ𝒉𝒇𝒊 +
𝑽
𝟐𝒈
𝟐
+ 𝑷𝒔 (Ec. 4)
Donde:
𝑯𝑫𝑻 : Altura hidrodinámica total
𝑯𝒔 : Altura de la tubería de succión
𝑯𝒊 : Altura de la tubería de impulsión
Ʃ𝒉𝒇𝒔 : Perdida de carga de la tubería de succión
Ʃ𝒉𝒇𝒊 : Perdida de carga de la tubería de impulsión
𝑽 : Velocidad del flujo de agua (m/s)
𝒈 : Gravedad de la tierra (9.8m)
𝑷𝒔 : Presión de salida de agua

11. e) Cálculo de las pérdidas de carga de tubería de impulsión y succión.
Para el cálculo de las pérdidas de carga de tubería de impulsión y succión se empleará la fórmula de Hazen
William, especificándola a continuación.
𝒉𝒇𝒔𝒊 =
𝟏𝟎.𝟔𝟕𝟗∗𝑳
𝑪𝟏.𝟖𝟓𝟐∗𝑫𝟒.𝟖𝟕 ∗ 𝑸𝟏.𝟖𝟓𝟐
(Ec. 5)
Donde:
𝒉𝒇𝒔𝒊 : Perdida de carga para tubería de impulsión y sección.
𝑳 : Longitud de tubería
𝑪 : Coeficiente de rugosidad (PVC = 150)
𝑫 : Diámetro de tubería
𝑸 : Caudal requerido
Asimismo, se añadirá las pérdidas de carga por accesorio en el punto de Longitud de tubería, empleando la
fórmula de Darcy-Weisbach, descrita a continuación (Waller & Yitayew, 2015).
𝒉𝒇𝒂 = 𝑲
𝑽𝟐
𝟐𝒈
(Ec. 6)
Donde:
𝒉𝒇𝒂 : Perdida de carga por accesorios
𝑲 : Constante de accesorio (Presente en las especificaciones del material)
𝑽 : Velocidad del flujo de agua (m/s)
𝒈 : Gravedad de la tierra (9.8m)

12. Cálculo de los componentes de la red de distribución
El dimensionamiento y cálculo de los componentes de la red de distribución dependen
principalmente del Caudal, Presión y velocidad requerido por cada aspersor para su
funcionamiento, para garantizar el flujo de agua en el punto más crítico para ello se empleará
el software Microsoft Excel y AutoCAD para el cálculo hidráulico.
Cálculo de la velocidad
Para el cálculo de diámetro de tubería se efectuará mediante la siguiente formula:
𝐕 =
𝟒∗𝐐
𝛑∗𝐃
(Ec. 7)
Donde:
𝑽 : Velocidad del flujo
𝑸 : Caudal
𝑫 : Diámetro de tubería
Cálculo de la Presión.
La presión que se tiene que garantizar en cada aspersor debe ser en torno a los 10 – 20 m.c.a.,
para un radio de alcance de 6 a 10 metros y una variación de Caudal de 1000 a 1500 l/h

13.  CÁLCULO DE LOS MÓDULOS SOLARES PARA EL FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA DE
AGUA PARA RIEGO DEL ESTADIO GUILLERMO BRICEÑO ROSAMEDINA
Se calculará los módulos solares (cantidad de paneles), según la cantidad de Watio pico (Wp)
que requiere la bomba para funcionar y (wp) que posee el panel, según la siguiente expresión:
𝑪𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝒑𝒂𝒏𝒆𝒍𝒆𝒔 =
𝑾𝒑 𝒃𝒐𝒎𝒃𝒂
𝑾𝒑 𝑷𝒂𝒏𝒆𝒍 𝑺𝒐𝒍𝒂𝒓
(Ec. 8)
Donde:
𝑾𝒑 𝒃𝒐𝒎𝒃𝒂 : Cantidad de Watio pico requerido por la bomba
𝑾𝒑 𝑷𝒂𝒏𝒆𝒍 𝑺𝒐𝒍𝒂𝒓 : Cantidad de Watio pico establecido en el panel

14. Nº DESCRIPCIÓN
UNIDAD
DE
MEDIDA
CANTIDAD COSTO
UNITARIO
(S/.)
COSTO
TOTAL
(S/.)
1 Planificación Unidad 1 S/. 500.00 S/. 500.00
2 Visita a campo Global 2 S/. 30.00 S/. 30.00
3 Ejecución del proyecto de
investigación
Unidad 1 S/.2000.00 S/. 2000.00
6 Equipos cámara,
recipientes y otros.
Unidad 1 S/.
1000.00
S/. 1000.00
7 Material de escritorio, Unidad 1 S/.500.00 S/. 500.00
8 Elaboración del borrador Unidad 1 S/. 800.00 S/. 800.00
9 Presentación final del
borrador
Unidad 3 S/. 150.00 S/. 450.00
10 Turniting Unidad 2 S/. 100.00 S/. 200.00
11 otros Unidad 1 S/.
1000.00
S/. 1000.00
TOTAL S/. 6650.00
El presente trabajo de
investigación será
financiado en su
totalidad por el tesista

15. ACTIVIDADES A DESARROLLAR
2022
MES 1 MES 2 MES 3 MES 4
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Búsqueda de información X
Planteamiento del problema X
Redacción del marco teórico X X
Elaboración y aplicación de instrumentos X X
Formulación de la hipótesis, diseño
investigación
X X
Redacción y presentación del proyecto de
tesis
X X
Aprobación del proyecto de tesis X
Ejecución del proyecto de investigación X X X X X
Sistematización de datos X
Elaboración del borrador X X
Correcciones por parte del asesor X
Borrador final X
Presentación por mesa de partes X