Implementación de medidores electrónicos prepago en servicios de primera necesidad para zonas de población vulnerable en San Juan de Pasto

En resumen las especificaciones hardware del sistema propuesto deben cumplir con los siguientes requerimientos:
 

• Equipo de medida (medidor).
• Medidor bicuerpo monofásico.
• Caudalímetro electrónico de engranajes ovales (Flowit SOG)
• Equipo para tarifa y control.
• DSPs (Procesador Digital de Señales) de función fija, basado en un procesador o microprocesador que posee un juego de instrucciones, un hardware y un software optimizados para aplicaciones que requieran operaciones numéricas a muy alta velocidad.
• Circuito Integrado AD7750 de la casa fabricante “Analog Device”, reprogramable, el cual integra convertidores análogo a digital (ADCs) de 16 bits.
• Insumos varios para conexión como terminales, empalmes, switches, líneas de puesta a tierra, puertos de comunicación, entre otros.

Evaluando el hardware existente y tomando en cuenta la configuración mínima necesaria, las empresas necesitan realizar una inversión inicial contemplada en anteriores estudios, en donde los equipos mencionados anteriormente cumplen con las especificaciones técnicas del sistema propuesto.

 
SOFTWARE

En lo concerniente al software se implementara un programa en algún lenguaje de alto nivel que se encargue de darle todas las atribuciones de “medidor inteligente” al dispositivo. Por lo tanto, las empresas necesitan adquirir programas comercialmente propios para el desarrollo específico de las características de funcionamiento, programas serán aplicados específicamente a los Procesadores Digitales de Señales (DSPs).

Para los lenguajes de alto nivel, y aunque un DSP se puede programar en un ensamblador como en C, cada familia de DSP tiene su propio lenguaje ensamblador y sus propias herramientas suministradas por el fabricante, no obstante en los últimos años hay otros fabricantes que están intentando que sus aplicaciones programen también DSP como son Matlab y Labview. En consecuencia no existe una primacía para la escogencia adecuada del lenguaje de alto nivel que se decida utilizar para el desarrollo.

Por otra parte, las empresas cuentan con todas las aplicaciones para la tarificación, lo cual permitirá hacer un seguimiento del funcionamiento de los dispositivos de medición (medidores) instalados en los hogares residenciales, que cumplan con las características mencionadas a lo largo del proyecto.

Como resultado de este estudio de factibilidad técnica se determino que en los actuales momentos, las empresas prestadoras de los servicios de agua y energía eléctrica necesitan realizar una inversión para la puesta en marcha del proyecto, pues aun cuando poseen la infraestructura para la prestación de los servicios ya mencionados, necesitan una plataforma tecnológica nueva para la implementación del sistema prepago de agua y energía eléctrica propuesto.

 
FACTIBILIDAD ECONÓMICA

A continuación se presentan estudio que dio como resultado la factibilidad económica del desarrollo del nuevo sistema de medidores prepago para las empresas de CEDENAR y/o EMPOPASTO de la ciudad de Pasto.

Se determinaron los recursos para desarrollar, implantar y mantener en operación el sistema implantado, haciendo una evaluación donde se puso de manifiesto el equilibrio existente entre los costos del sistema y los beneficios que se derivan de este, lo cual se permitió observar de una manera más precisa las bondades de la utilización del sistema de medidores prepago

 
ANÁLISIS COSTO – BENEFICIO

Este análisis permitió hacer una comparación entre la relación de los costos del sistema actual (utilización de los medidores convencionales), y los costos que tendría el nuevo sistema, conociendo de antemano los beneficios, haciendo uso de una cierta proyección de estos.

Como se menciono anteriormente en el estudio de factibilidad técnica las empresas (CEDENAR y/o EMPOPASTO) contaban con las herramientas necesarias para la puesta en marcha del sistema de medidores prepago, por lo cual el desarrollo del la propuesta no requiere de una inversión inicial muy grande (el proyecto se basa sobre las redes de distribución de cada empresa las cuales ya se encuentran instaladas).

A continuación se presenta un resumen de los costos del sistema propuesto y una lista de los costos que conlleva instalar este sistema, y los costos de operación. Luego de un análisis de valor se determinan los beneficios que no necesariamente para el nuevo sistema son monetarios o cuantificables.

En resumen del análisis de costo-beneficios se definieron a través de una comparación de costos implícitos, tanto del sistema actual como del propuesto y su relación con los beneficios expresados en forma tangible.

 
COSTOS DEL SISTEMA ACTUAL

• Costos generales

Los costos generales se encuentran representados o enmarcados por todos aquellos gastos en accesorios y el material de oficina de uso diario, necesarios para realizar los procesos tales como bolígrafos, papel de facturas, cintas de impresora, marcadores, lápices, borradores, dispositivos para la toma de lecturas etc.

 




Costos de materiales y oficinas


 
• Costo personal

En este tipo de gastos se incluyen los generados por el recurso humano, bajo cuya responsabilidad directa esta la toma de lectura en los hogares, el procesamiento de estos datos, la generación de la factura, la entrega de la factura en los hogares, personal encargado de realizar las suspensiones y reconexión del servicio y personal encargado de dar manejo a los reclamos presentados por los diferentes usuarios.



Costos salario personal

 
COSTO DEL SISTEMA PROPUESTO

A continuación se presentan los costos con los cuales se incurrirá en la implementación, operación y funcionamiento de los medidores prepago en los hogares de la ciudad de Pasto.

• Costos generales

Muchos de los costos que actualmente se generan, con este sistema propuesto no serán necesarios, ya que no se elaborara facturas como tal, por esto se ahorrara el papel utilizado en este proceso, así como también disminuirán en gran medida los costos de materiales de oficina, y también los costos representados por impresión de facturas.

 




Costos generales sistema propuesto


 
• Costos de hardware y software

Debido a que las empresas (CEDENAR y/o EMPOPASTO) cuentan con los recursos técnicos necesarios, para el desarrollo e implementación del nuevo sistema, no es necesaria una inversión grande, la mayor está representada por los medidores prepago, y el circuito de soporte adicional para el funcionamiento. El cual es aproximadamente de $120.000, para cada hogar, haciendo una depreciación de este valor a un año resulta de $10.000 mensuales.

• Costos de personal

En este aspecto es donde más se ve reflejado los beneficios de este proyecto en comparación con el sistema de facturación actual, ya que no habrá la necesidad de personal para la toma de datos y procesamiento de estos hasta la obtención de la factura y la entrega de las mismas en los hogares. El personal en este caso son los responsables de la instalación, operación y funcionamiento del sistema de medidores prepago. Es muy importante tener en cuenta que la instalación de los medidores en los hogares se la realiza en un tiempo menor a 3 meses por tal motivo la contratación del personal va ha ser por poco tiempo, y los recursos cancelados a los empleados se los deprecia en un tiempo de 20 años, el cual es aproximadamente la vida útil de proyecto. De esta manera se obtiene los siguientes datos mensuales y anuales.

 

 

 
ANÁLISIS COSTO BENEFICIO DEL SISTEMA PROPUESTO Y SISTEMA ACTUAL

En la tabla que se muestra a continuación se puede observar los costos totales tanto del sistema propuesto, como del actual a lo largo de la vida útil (20 años). Se analizan los datos para el primer año.

Para la variación mensual de los costos totales de los sistemas actuales y propuestos se tomo como porcentaje de inflación, un estimado de 2% mensual, y aplicando el análisis del valor presente a lo largo del primer año de funcionamiento del nuevo sistema de medidores prepago es posible comparar los costos beneficios actuales con los que se espera en el futuro.

Los costos con el sistema propuesto se han minimizado en gran proporción, y los beneficios del nuevo sistema de medidores prepago están orientados a mejorar el control de la prestación del servicio de energía eléctrica y agua potable según sea el caso de la empresa. Se debe tener en cuenta que dichas empresas no tienen que hacer inversiones grandes para el desarrollo del proyecto, por lo tanto se presentaran beneficios sustanciales para cada una de ellas.

 
Beneficios tangibles

Los beneficios tangibles aportados por el sistema propuesto están dados por los siguientes aspectos.

• Reducción de costos en papelería.
• Reducción en mantenimiento.
• Ahorro de suministros.
• Ahorro en procesamiento de datos.
• Ahorro en toma de lectura.
• Reducción de costos en generación y entrega de facturas en los hogares.

 
Beneficios intangibles

Entre los beneficios intangibles del sistema de medidores prepago se pueden incluir.

• Mayor comodidad para la empresa y los usuarios al momento de la prestación del servicio.
• Mejor control de la cantidad de recursos que realmente necesitan los usuarios.
• La empresa no realizara cortes y reconexión del servicio, evitando disgustos con los usuarios.
• Le permite a las empresas tener un mejor control y seguimiento acerca de la utilización de los servicios.
• Mejor capacidad de búsqueda y actualización de información, reduciendo la fuerza de trabajo en el proceso de control de los recursos.

 
RELACIÓN COSTO BENEFICIO

El análisis costo beneficio presenta grandes ventajas para las empresas, ya que estas presentan los recursos técnicos necesarios (hardware y software) para el desarrollo e implementación del nuevo sistema, por lo cual no hay que hacer grandes inversiones tecnológicas.

Una de las ventajas del sistema es que los usuarios podrán planificar que cantidad de recurso (energía eléctrica y agua potable), es la suficiente para el uso diario, con esto se ven beneficiados los usuarios en cuanto al aspecto económico se refiere.

Por otra parte el nuevo sistema de prestación del servicio de energía eléctrica y agua potable debe contribuir a aumentar la capacidad, el control, la comunicación, disminuir los costos y obtener una ventaja competitiva. Esto recaerá en la disminución de actividades redundantes, proporcionando agilidad en el desempeño de las actividades a un gran numero de las áreas involucradas en la prestación del servicio.

 
Diseños finales

Finalmente se presentan los diseños definitivos para la implementación de medidores electrónicos en San Juan de Pasto ilustrando así un esquema básico de los dispositivos, con toda su electrónica pertinente y el protocolo necesario para la instalación de los mismos.

 
Características de los Equipos.
 

Medidor Monofásico Monocuerpo

• Tensión 220V/230V CA (-20%/+15%) 110V/115V AC (-20%/+15%)
• Corriente 0.1A / 60A
• Frecuencia 45Hz / 65Hz
• Fases Monofásico
• Precisión Clase 2
• Sobretensión Resiste 400V CA durante 48 horas
• Protección Descargas Excede Normas IEC 1036 y SABS 1524
• Consumo Propio Menor a 1.5W
• Indicadores Frontales LCD y LED con íconos amigables I
• Interfaz Óptica De acuerdo con la norma IEC 1107 y FLAG
• Dimensiones 197mm x 137mm x 72mm
• Peso 1.2Kg
• Protección Agua/Polvo IP51

 




Medidor Monofásico Bicuerpo


 
• Tensión 220V/230V CA -20%/+15%) 110V/115V AC (-20%/+15%)
• Corriente 0.1A / 60A
• Frecuencia 45Hz / 65Hz
• Precisión Clase 2
• Sobretensión Resiste 400V CA durante 48 horas
• Protección Descargas Excede Normas IEC 1036 y SABS 1524
• Consumo Propio Menor a 2W
• Indicadores Frontales LCD y LED con íconos amigables
• Interfaz Óptica De acuerdo con la norma IEC 1107 y FLAG
• Dimensiones CIU: 147mm x 121mm x 30mm EMU: 197mm x 137mm x 72mm
• Peso CIU: 0.3kg / EMU: 1,2Kg
• Protección Agua y Polvo IP54
• Enlace Comunicaciones 130 metros (máx. recomendado) cable bipolar de señal no polarizado.

Módulo de Control

 
Autor:
Jorge Edison Mora Arroyo
Guillermo Daniel Ortega Galeano
Carlos Arturo Guzmán Villota
Profesr: Ing. Ricardo Cerón salas.
Universidad de Nariño
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ing. Electrónica