Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (14) Ed. Esp. Octubre 2024.  
ISSN: 2737-6249  
Evaluación de la gestión energética de los nodos de telecomunicaciones de la empresa intelce con generación  
renovable, del cantón Palora provincia de Morona Santiago  
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v7i14edespoct.0236  
EVALUACIÓN DE LA GESTIÓN ENERGÉTICA DE LOS NODOS DE  
TELECOMUNICACIONES DE LA EMPRESA INTELCE CON GENERACIÓN  
RENOVABLE, DEL CANTÓN PALORA PROVINCIA DE MORONA  
SANTIAGO  
EVALUATION OF THE ENERGY MANAGEMENT OF THE  
TELECOMMUNICATIONS NODES OF THE COMPANY INTELCE WITH  
RENEWABLE GENERATION, FROM THE PALORA CANTON, MORONA  
SANTIAGO PROVINCE  
1
2
Nieto-Trelles Dilson Jhonathan ; Pazuña-Naranjo William Paul ;  
1
Universidad Técnica de Cotopaxi. Latacunga, Ecuador.  
Correo: dilson.nieto1416@utc.edu.ec. ORCID ID: https://orcid.org/0009-0002-8310-1415  
2
Universidad Técnica de Cotopaxi. Latacunga, Ecuador.  
Correo: william.pazuna2@utc.edu.ec. ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-0159-6734  
Resumen  
Este artículo presenta un análisis detallado de la gestión energética en nodos de  
telecomunicaciones rurales ubicados en las localidades de Pablo Sexto, Macas y Palora,  
Ecuador. El estudio se enfoca en la implementación de fuentes de energía renovable,  
principalmente solar, y en la optimización del consumo energético mediante la red de monitoreo  
ZigBee. A través de simulaciones que incluyen diversas condiciones de carga y generación, se  
evalúa el impacto de integrar energías renovables en el suministro eléctrico de estas áreas. Se  
discuten los resultados obtenidos en términos de eficiencia energética, almacenamiento y  
sostenibilidad, destacando los beneficios del uso de tecnologías limpias y redes inteligentes para  
mejorar la autonomía energética en zonas rurales.  
Palabras clave: Gestión, Nodo, telecomunicaciones, Zigbee.  
Abstract  
This paper presents a detailed analysis of energy management in rural telecommunications  
nodes located in the towns of Pablo Sexto, Macas and Palora, Ecuador. The study focuses on  
the implementation of renewable energy sources, mainly solar, and on the optimization of energy  
consumption through the ZigBee monitoring network. Through simulations that include various  
load and generation conditions, the impact of integrating renewable energies in the electrical  
supply of these areas is evaluated. The results obtained are discussed in terms of energy  
efficiency, storage and sustainability, highlighting the benefits of using clean technologies and  
smart grids to improve energy autonomy in rural areas.  
Keywords: Management, Node, Telecommunications, Zigbee.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 15 de julio de 2024.  
Fecha de aceptación: 05 de septiembre de 2024.  
Fecha de publicación: 07 de octubre de 2024.  
1
52  
Nieto-Trelles et al. (2024)  
1
. Introducción  
específicamente los nodos de redes,  
requiere de energía para mantener  
en funcionamiento estaciones base,  
routers, repetidores y otros equipos  
esenciales. En muchas regiones  
rurales, la red eléctrica tradicional no  
puede satisfacer esta demanda, lo  
que lleva a la necesidad de  
soluciones energéticas alternativas y  
eficientes (Budnitz, 2016). Este  
desafío es particularmente relevante  
en comunidades remotas, donde el  
costo de extender la infraestructura  
eléctrica puede ser prohibitivo y el  
En la última década, la demanda de  
servicios de telecomunicaciones ha  
crecido de manera exponencial,  
impulsada por la creciente necesidad  
de conectividad en diversas áreas  
del mundo, incluyendo regiones  
rurales y de difícil acceso. La  
expansión de la infraestructura de  
telecomunicaciones ha permitido  
mejorar el acceso a información,  
educación,  
y
oportunidades  
económicas en estas áreas. Sin  
embargo, este crecimiento plantea  
importantes desafíos energéticos,  
particularmente en zonas donde la  
infraestructura eléctrica es limitada o  
inexistente. Según el informe del  
Pew Research Center (2020), las  
tecnologías móviles y las redes de  
telecomunicaciones desempeñan un  
papel crucial en la vida moderna,  
pero su operación depende de un  
suministro energético constante y  
fiable. En áreas rurales como las  
comunidades de Pablo Sexto, Macas  
y Palora en Ecuador, la energía  
disponible es a menudo insuficiente,  
lo que limita la continuidad y la  
acceso  
a
fuentes energéticas  
convencionales es limitado (Ashraf  
et al., 2011). Ante esta situación, la  
gestión de la energía se ha  
convertido en una prioridad para  
garantizar la sostenibilidad operativa  
de  
los  
sistemas  
de  
telecomunicaciones.  
La gestión eficiente de la energía en  
redes de telecomunicaciones ha sido  
un tema de interés creciente en los  
últimos años. Los avances en  
tecnologías  
energéticas  
y
la  
optimización de hardware han  
permitido mejorar el consumo  
energético en redes inalámbricas y  
calidad  
del  
servicio  
de  
fijas  
(Ashraf  
et  
al.,  
2011).  
telecomunicaciones.  
Investigaciones recientes indican  
que el uso de técnicas como el  
La  
infraestructura  
de  
telecomunicaciones,  
1
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ISSN: 2737-6249  
Evaluación de la gestión energética de los nodos de telecomunicaciones de la empresa intelce con generación  
renovable, del cantón Palora provincia de Morona Santiago  
apagado selectivo de componentes,  
la adopción de modos de bajo  
consumo y el uso de fuentes de  
energía renovables son estrategias  
clave para reducir el consumo  
energético en estas infraestructuras  
tanto las condiciones energéticas  
locales como las características  
geográficas de las comunidades.  
Este artículo tiene como objetivo  
analizar las estrategias de gestión de  
energía en los nodos de redes de  
(
Fehske et al., 2009). En el contexto  
de las telecomunicaciones rurales, la  
implementación de soluciones  
telecomunicación  
de  
las  
comunidades de Pablo Sexto, Macas  
y Palora. A través de un análisis de  
basadas en energías renovables,  
como la energía solar y eólica, ha  
demostrado ser una alternativa  
viable para mitigar los desafíos  
energéticos (Auer et al., 2011).  
la demanda energética  
y
la  
evaluación del potencial de las  
energías renovables, se buscará  
proponer un enfoque integral que  
optimice el uso de la energía,  
reduzca los costos operativos y  
asegure la sostenibilidad del servicio  
de telecomunicaciones en estas  
áreas remotas. El modelo propuesto  
también podría ser replicado en otras  
comunidades con características  
similares, contribuyendo así a cerrar  
la brecha digital en zonas rurales y a  
En las comunidades de Pablo Sexto,  
Macas  
y
Palora, la gestión  
energética eficiente de los nodos de  
telecomunicaciones no solo es  
necesaria  
para  
garantizar  
la  
continuidad del servicio, sino que  
también puede ser un catalizador  
para el desarrollo socioeconómico  
local. El acceso constante a la red de  
fomentar  
su  
desarrollo  
socioeconómico (Hudson, 2015).  
telecomunicaciones  
tiene  
el  
potencial de transformar la vida de  
las personas en estas regiones al  
facilitar el acceso a servicios  
educativos, de salud y financieros  
Evaluar la eficiencia del sistema de  
almacenamiento solar en función del  
consumo energético de la red  
ZigBee  
y
de los nodos de  
en las  
(Ten Palomares & Boni Aristizabal,  
telecomunicaciones  
2
016). Sin embargo, para que esto  
localidades de Pablo Sexto, Macas y  
Palora.  
sea posible, es crucial adoptar un  
enfoque sostenible que considere  
1
54  
Nieto-Trelles et al. (2024)  
2
. Materiales y métodos  
energía y recursos no renovables,  
022) mediciones directas in situ.  
Esto incluirá:  
2
Enfoque del estudio  
Este estudio se centrará en la  
evaluación de la gestión energética  
en los nodos de telecomunicaciones  
de la empresa Intelce, con especial  
énfasis en la ciudad de Palora. Sin  
embargo, para proporcionar un  
análisis más integral y confiable, se  
ha decidido ampliar el alcance del  
estudio e incluir las ciudades de  
•
Medición del consumo eléctrico  
en nodos de telecomunicación  
estaciones base, repetidores y  
(
routers).  
•
Monitoreo de la variabilidad del  
consumo energético durante  
diferentes periodos del día,  
incluyendo horas de máxima y  
mínima demanda.  
Macas  
y
Pablo Sexto. Esta  
•
Evaluación  
del  
suministro  
ampliación permitirá un análisis  
comparativo del consumo energético  
y la implementación de tecnologías  
renovables en diferentes contextos  
dentro de la provincia de Morona  
Santiago. La metodología empleará  
un enfoque mixto que combina  
análisis cuantitativo y cualitativo,  
utilizando técnicas descriptivas y  
experimentales para evaluar el  
consumo energético en las redes de  
telecomunicaciones en estas tres  
ciudades.  
energético existente, que puede  
incluir conexiones a la red  
eléctrica o sistemas autónomos  
de generación (por ejemplo,  
generadores diésel).  
Descripción de la Infraestructura  
Energética en Palora  
En cada uno de los nodos de  
telecomunicaciones de las tres  
localidades, la fuente principal de  
energía es la red eléctrica. Sin  
embargo,  
para  
garantizar  
la  
Recolección de datos  
continuidad del servicio en caso de  
fallos en el suministro, se han  
implementado sistemas de respaldo  
Datos energéticos  
Se recopilarán datos del consumo  
energético de los nodos de redes de  
telecomunicaciones a través de  
sistemas digitales como el SISDAT  
energético  
que  
de  
incluyen  
diésel con  
generadores  
capacidades de hasta 7500 W, así  
como sistemas solares fotovoltaicos.  
(Agencia de regulación y control de  
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Evaluación de la gestión energética de los nodos de telecomunicaciones de la empresa intelce con generación  
renovable, del cantón Palora provincia de Morona Santiago  
Estos sistemas de energía renovable  
no solo aseguran la continuidad del  
tales como el Cisco Catalyst 4948E-  
F, el Router Mikrotik CCR1036-8G-  
2S+, y un switch CRS326-24G-  
2S+RM, que permiten gestionar el  
tráfico y garantizar la conectividad  
continua. En términos de respaldo  
energético, el nodo cuenta con un  
generador de 7500 W y un sistema  
de paneles solares, los cuales están  
integrados a través de una UPS  
servicio,  
sino  
que  
también  
contribuyen a la reducción de costos  
operativos y al uso sostenible de los  
recursos energéticos, según (Oviedo  
et al., 2018), la infraestructura es  
importante para tener una fuente de  
datos reales y consisos.  
El Nodo de Palora se caracteriza por  
una configuración robusta, diseñada  
para soportar una alta demanda de  
servicios de telecomunicaciones.  
Como se muestra en la Figura 1, el  
nodo incluye un OLT Huawei  
MA5800 X7 como equipo principal  
para la distribución de servicios de  
banda ancha óptica, conectado a  
una serie de dispositivos de red,  
Xmart  
que  
INV-XBU-SW-2K-120-LCD  
proporciona continuidad  
operativa en caso de fallas en la red  
eléctrica. La figura también resalta la  
instalación de un sistema de  
refrigeración  
con  
un  
aire  
acondicionado RCA 12BTU, que  
mantiene la temperatura de los  
equipos bajo control.  
Figura 1. Nodo Palora  
1
56  
Nieto-Trelles et al. (2024)  
Cada nodo cuenta con sistemas de  
cual es similar en muchos aspectos  
a la del Nodo de Palora. El OLT  
Huawei MA5800 X7 se encuentra  
almacenamiento  
mediante  
energético  
UPS  
baterías  
(Uninterruptible Power Supply), que  
igualmente  
presente  
como  
se encargan de mantener la  
estabilidad del suministro de energía  
y minimizar el impacto de posibles  
fluctuaciones o interrupciones en la  
red (Alvarado Medellin et al., 2019a).  
dispositivo central para la gestión de  
servicios de telecomunicaciones. La  
conectividad está soportada por una  
red de dispositivos Mikrotik y Cisco,  
permitiendo un manejo eficiente del  
tráfico de datos.  
La la  
Figura  
2
representa  
configuración del Nodo de Macas, la  
Figura 2. Nodo Macas  
La  
Figura  
3
describe  
Nodo  
la  
atender una demanda menor de  
usuarios. Este nodo cuenta con  
dispositivos similares de red, aunque  
de menor capacidad, debido a la  
menor cantidad de tráfico que  
gestiona.  
infraestructura  
del  
de  
Huamboya - Pablo Sexto, que  
presenta una configuración algo  
diferente en comparación con los  
nodos de Palora y Macas. En este  
caso, el equipo central es un OLT  
Huawei MA5800 X2, diseñado para  
En cuanto al respaldo energético, el  
nodo también dispone de un  
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Evaluación de la gestión energética de los nodos de telecomunicaciones de la empresa intelce con generación  
renovable, del cantón Palora provincia de Morona Santiago  
generador y un sistema solar  
fotovoltaico, aunque su menor  
consumo permite que el sistema  
solar cubra una mayor proporción de  
la demanda diaria. Al igual que en los  
otros nodos, la infraestructura de  
refrigeración está presente para  
asegurar la estabilidad térmica de los  
equipos (Anusha et al., 2022).  
Figura 3. Nodo Pablo Sexto  
Este nodo también está equipado  
con un sistema de respaldo  
energético compuesto por un  
acondicionado de las mismas  
especificaciones que en Palora.  
Los equipos de telecomunicaciones  
en Pablo Sexto, Macas, y Palora son  
de características similares, aunque  
se han adaptado a las necesidades  
específicas de cada localidad. Los  
dispositivos clave incluyen:  
generador  
y
paneles solares  
conectados a una UPS, similar a  
Palora. No obstante, se observa que  
las condiciones de operación y  
consumo energético pueden variar  
ligeramente debido  
a
factores  
•
OLT Huawei MA5800 X7:  
Encargado de gestionar la  
distribución de señales ópticas  
hacia los usuarios finales.  
ambientales y de demanda local. La  
refrigeración se garantiza mediante  
la  
instalación  
de  
un  
aire  
1
58  
Nieto-Trelles et al. (2024)  
•
Routers y switches Mikrotik y  
Cisco: Dispositivos de borde y  
sensores que recopilan datos en  
tiempo real sobre el consumo de  
energía de diversos equipos, así  
como la generación de energía solar  
en las instalaciones fotovoltaicas . La  
red ZigBee conecta varios nodos que  
están ubicados en tres localidades  
específicas: Pablo Sexto, Macas y  
Palora. Cada uno de estos nodos  
está programado para recolectar  
datos clave sobre la radiación solar  
disponible y el consumo energético  
de los equipos instalados en cada  
sitio. Estos datos son posteriormente  
transmitidos al sistema central de  
core la  
que  
manejan  
conectividad y el tráfico de datos  
entre las redes locales  
externas.  
y
Dispositivos de seguridad como  
firewalls, que garantizan la  
protección de los datos y dispositivos  
conectados en cada uno de los  
nodos.  
Un aspecto crítico en la gestión de  
estos nodos es el control de la  
temperatura de los equipos, ya que  
las condiciones climáticas en las tres  
localidades pueden afectar el  
rendimiento de los mismos. Para  
ello, se han instalado sistemas de  
aire acondicionado que mantienen  
una temperatura óptima dentro de  
los nodos, garantizando así la vida  
útil y el funcionamiento continuo de  
gestión  
de  
energía  
System,  
(Energy  
EMS)  
Management  
mediante el protocolo ZigBee  
Alvarado Medellin et al., 2019b).  
(
Simulación y Recolección de  
Datos  
En la simulación, cada nodo ZigBee  
envía datos sobre el consumo total  
de energía de los equipos  
conectados, que incluye dispositivos  
como routers, cámaras de vigilancia,  
sistemas de aire acondicionado,  
entre otros. A su vez, el sistema  
estima la generación de energía a  
partir de la radiación solar medida y  
los y  
telecomunicaciones (Anusha et al.,  
022).  
dispositivos  
de  
red  
2
Implementación de la red Zigbee  
El sistema implementado utiliza una  
red ZigBee para monitorear y  
gestionar el consumo y la generación  
de energía en diferentes nodos  
distribuidos geográficamente. Cada  
nodo ZigBee está equipado con  
los  
parámetros  
del  
sistema  
fotovoltaico, como la eficiencia de los  
paneles solares y las horas pico de  
1
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ISSN: 2737-6249  
Evaluación de la gestión energética de los nodos de telecomunicaciones de la empresa intelce con generación  
renovable, del cantón Palora provincia de Morona Santiago  
sol. Esta transmisión de datos ocurre  
de manera periódica para asegurar  
que el sistema esté monitoreando en  
tiempo real. El EMS se encarga de  
almacenar los datos de cada nodo  
en un archivo CSV para su posterior  
análisis, lo que permite evaluar de  
manera continua el balance entre el  
consumo y la generación de energía  
en cada sitio. Este enfoque asegura  
una eficiente gestión de los recursos  
energéticos y la optimización del uso  
de energía renovable (Herrera &  
Herrera, 2016).  
Donde:  
•
Radiación solar es la radiación  
disponible en el nodo (en  
kWh/m²/día).  
•
Horas pico  
de  
sol  
(HORAS_SOL_PICOHORAS)  
son las horas efectivas de sol  
pleno en la localidad.  
•
Eficiencia panel  
ηpanel=0.85) es el rendimiento  
de los paneles.  
del  
(
Esto nos proporciona la energía  
diaria generada por los paneles  
solares, en kWh.  
Las fórmulas matemáticas clave son  
esenciales para entender cómo se  
calculan el consumo de energía, la  
•
Cálculo del número de paneles  
solares necesarios:  
cantidad  
de  
paneles  
solares  
Para cubrir la demanda energética  
de un nodo, el número de paneles  
solares requeridos se determina  
mediante la ecuación 2.  
necesarios, la capacidad de baterías  
y otros aspectos relacionados con la  
gestión energética. A continuación,  
se explica las formulas ocupadas  
para esta sección de simulación.  
퐸ꢈ표푛ꢆ푢푚표  
(2)  
푁푝푎푛푒푙푒ꢆ  
=
퐸ꢀ푒푛푒푟푎푑푎  
•
Energía generada por los  
paneles solares  
퐸ꢈ표푛ꢆ푢푚표  
퐸ꢀ푒푛푒푟푎푑푎  
(2)  
푁푝푎푛푒푙푒ꢆ  
=
La energía generada por los paneles  
solares en cada nodo se calcula con  
la ecuación 1.  
Donde:  
퐸ꢈ표푛ꢆ푢푚표  
es la energía diaria  
퐸ꢀ푒푛푒푟푎푑푎 = 푅ꢁꢂ푖ꢁ푐푖óꢃ푆표푙푎푟  
requerida por el nodo.  
∗
∗
퐻ꢄꢅꢁ푠ꢆ표푙 푝ꢇꢈ표  
(1)  
휂푝푎푛푒푙  
1
60  
Nieto-Trelles et al. (2024)  
퐸ꢀ푒푛푒푟푎푑푎 es la energía generada por  
calcular el balance energético en  
cada nodo realizar una  
optimización para maximizar la  
eficiencia de los recursos  
y
un  
panel  
solar  
(calculada  
previamente).  
•
Cálculo del costo del sistema  
disponibles. La optimización se  
realiza mediante un enfoque de  
programación lineal, que asegura  
que la energía generada sea  
suficiente para cubrir el consumo, y  
en caso de déficit, se activa una  
alerta para gestionar el consumo o la  
generación de energía de manera  
adecuada. La simulación de la  
recolección de datos se ejecuta  
durante un periodo de tiempo  
predeterminado, durante el cual los  
nodos envían información sobre el  
consumo en kWh y la generación de  
energía solar. Posteriormente, los  
datos son visualizados en gráficos  
para analizar el comportamiento del  
sistema en cada ubicación. Esto  
incluye una representación temporal  
del consumo y la generación,  
permitiendo identificar patrones y  
evaluar la eficiencia energética de  
los sistemas.  
El costo total del sistema se estima  
mediante la siguiente ecuación 3.  
퐶ꢆꢇꢆ푡푒푚푎 = 퐸ꢀ푒푛푒푟푎푑푎푡표푡푎푙 ∗ 퐶푝푎푛푒푙푒ꢆ  
(3)  
+
∗
퐸ꢈ표푛ꢆ푢푚표푡표푡푎푙  
퐶푏푎푡푒푟ꢇ푎ꢆ  
∗
+
퐷푎푢푡표푛표푚ꢇ푎  
퐶ꢇ푛푣푒푟ꢆ표푟  
Donde:  
•
•
•
Cpaneles es el costo de los  
paneles solares (por kWh).  
Cbaterías es el costo de las  
baterías por kWh.  
Cinversor  
inversor.  
es el costo del  
Estas  
ecuaciones  
permiten  
dimensionar el sistema fotovoltaico,  
evaluar los costos, y asegurar que  
los nodos de telecomunicaciones  
puedan operar de manera autónoma  
usando energía solar.  
Optimización y Análisis de Datos  
Implementación de Mecanismos  
de Fallo Seguro  
El EMS también implementa una  
serie de algoritmos que permiten  
analizar los datos recolectados y  
optimizar el balance de energía.  
Utilizando los datos de consumo y  
generación, el sistema puede  
Gracias a la topología en malla de  
ZigBee, si alguno de los nodos falla  
o pierde comunicación con el  
sistema central, los datos pueden ser  
1
61  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (14) Ed. Esp. Octubre 2024.  
ISSN: 2737-6249  
Evaluación de la gestión energética de los nodos de telecomunicaciones de la empresa intelce con generación  
renovable, del cantón Palora provincia de Morona Santiago  
redirigidos a través de otros nodos  
de la red, asegurando la integridad  
energético, ZigBee fue la opción  
idónea frente tecnologías  
a
de  
la  
comunicación.  
Esta  
alternativas como WiFi o Bluetooth,  
que requieren mayores recursos  
característica es crucial para  
garantizar la recolección continua de  
datos, incluso en escenarios con  
fallos puntuales en la red. El sistema  
fue evaluado utilizando datos  
simulados de consumo y generación  
en tres localidades con diferentes  
niveles de radiación solar. El análisis  
de estos datos permitió identificar  
oportunidades para mejorar la  
eficiencia del sistema, tanto en  
términos de consumo de energía  
como en la generación a partir de  
fuentes renovables. Además, la  
optimización energética aplicada a  
los nodos ayudó a garantizar que el  
balance energético fuera positivo o,  
en su defecto, a identificar alertas  
energéticos  
y
no permiten la  
escalabilidad necesaria para una red  
con múltiples nodos distribuidos  
geográficamente. Cada nodo final  
está programado para recopilar  
datos del sistema de energía, como  
el consumo total en kWh, y transmitir  
estos datos al coordinador en  
intervalos definidos (Marín García et  
al., 2018). El uso de topología de  
malla asegura que los datos pueden  
ser redirigidos a través de diferentes  
caminos en caso de que un nodo  
enrutador falle, garantizando la  
continuidad de la comunicación y  
minimizando  
la  
pérdida  
de  
información. El sistema de gestión  
de energía, mediante la red ZigBee,  
recolecta y procesa los datos en  
tiempo real, lo que permite la  
visualización y análisis de las  
tempranas prevenir  
sobrecargas o falta de generación  
Ramya et al., 2011).  
para  
(
Configuración y Funcionamiento  
tendencias  
de  
consumo  
y
El protocolo ZigBee fue configurado  
para operar en la banda de 2.4 GHz,  
lo que ofrece un balance adecuado  
entre alcance y tasa de transmisión  
de datos. Dada la naturaleza del  
proyecto, donde se requiere una red  
generación en cada nodo. Además,  
se implementó un módulo de  
predicción basado en regresión  
lineal, que utiliza los datos históricos  
recolectados para estimar  
generación futura de energía.  
la  
confiable  
y
de bajo consumo  
1
62  
Nieto-Trelles et al. (2024)  
Para lograr sustentar los datos que  
se obtiene, las ecuaciones que se  
ocupan en el análisis del consumo  
energético y la capacidad de  
para cada localidad), 휂푝푎푛푒푙 es la  
eficiencia del panel solar. El  
resultado es el número de paneles  
necesarios para cubrir la demanda.8  
generación  
fotovoltaico.  
de  
un sistema  
tienes una  
•
Cálculo de la capacidad de las  
baterías  
Aquí  
explicación concisa y técnica de las  
principales fórmulas:  
Para garantizar un suministro  
constante de energía, la capacidad  
de almacenamiento en baterías se  
calcula con la ecuación 6.  
•
Cálculo de energía necesaria  
diaria para cada nodo  
La ecuación 4 para calcular la  
energía que necesita un nodo de  
telecomunicaciones es:  
퐶푏푎푡푒푟ꢇ푎  
퐸푛푒ꢈ푒ꢆ푎푟ꢇ푎 ∗ 퐷푎푢푡표푛표푚ꢇ푎  
휂푏푎푡푒푟ꢇ푎 ∗ 퐷푂퐷  
(6)  
=
Donde 퐷푎푢푡표푛표푚ꢇ푎 son los días de  
autonomía, 휂푏푎푡푒푟ꢇ푎 es la eficiencia  
de las baterías, y DOD es la  
profundidad de descarga (depth of  
discharge). El resultado es la  
capacidad en kWh que deben tener  
las baterías para garantizar la  
autonomía deseada.  
푃
ꢈ표푛ꢆ푢푚표  
=
∗ ꢉ  
퐸푛푒ꢈ푒ꢆ푎푟ꢇ푎  
1000  
(4)  
Donde 푃ꢈ표푛ꢆ푢푚표 es la potencia total  
consumida por los equipos del nodo  
(
en W), y t es el tiempo de uso (en  
horas, normalmente 24 horas). El  
resultado es la energía diaria en  
kWh.  
•
Cálculo de la huella de carbono  
•
Cálculo del número de paneles  
solares necesarios  
Para evaluar el impacto ambiental  
del consumo de energía, se utiliza la  
siguiente ecuación 7:  
Para determinar la cantidad de  
paneles solares requeridos para  
cubrir la demanda energética de un  
nodo es, la ecuación 5 se relaciona  
퐶푒푛푒푟ꢀꢇ푎 = 퐸푛푒ꢈ푒ꢆ푎푟ꢇ푎 ∗ 퐶푘푊ℎ  
(7)  
Donde CkWh es el costo por cada  
kWh consumido. Esto permite  
calcular el costo diario del suministro  
energético.  
퐸푛푒ꢈ푒ꢆ푎푟ꢇ푎  
푁푝푎푛푒푙푒ꢆ  
=
퐻ꢊ푃 ∗ 휂푝푎푛푒푙  
(5)  
Donde HSPHSPHSP son las horas  
de sol pico disponibles (ajustadas  
1
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Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (14) Ed. Esp. Octubre 2024.  
ISSN: 2737-6249  
Evaluación de la gestión energética de los nodos de telecomunicaciones de la empresa intelce con generación  
renovable, del cantón Palora provincia de Morona Santiago  
•
Cálculo de la huella de carbono  
evaluadas, lo que puede afectar la  
exactitud de las mediciones de  
Para evaluar el impacto ambiental  
del consumo de energía, se utiliza la  
ecuación 8  
fuentes  
renovables,  
de  
y
la  
dependencia  
los  
datos  
proporcionados por las operadoras  
de telecomunicaciones, que podrían  
estar sujetos a restricciones de  
퐶푒푛푒푟ꢀꢇ푎 = 퐸푛푒ꢈ푒ꢆ푎푟ꢇ푎 ∗ 퐶푘푊ℎ  
(8)  
Donde HCkWh es la huella de  
carbono asociada a cada kWh  
consumido (en kg de CO2).  
confidencialidad.  
Entre  
las  
limitaciones más relevantes de este  
estudio destaca la variabilidad  
meteorológica,  
que  
impacta  
Estas fórmulas permiten realizar el  
directamente en la cantidad de  
energía solar disponible para los  
sistemas fotovoltaicos. Cambios  
abruptos en la radiación solar,  
análisis  
técnico  
del  
dimensionamiento energético de  
cada nodo de telecomunicaciones,  
así como la estimación de costos y  
del impacto ambiental de su  
operación con energías renovables.  
debidos  
a
factores como la  
nubosidad o la temporada del año,  
pueden reducir significativamente la  
eficiencia del sistema. Asimismo, la  
precisión de los sensores y la  
Validación de resultados  
limitaciones  
y
Se realizarán validaciones cruzadas  
de los datos obtenidos con estudios  
disponibilidad  
de  
datos  
meteorológicos en tiempo real son  
elementos que requieren una mejora  
constante. Futuras investigaciones  
previos  
y
reportes  
técnicos  
proporcionados por las empresas  
operadoras de telecomunicaciones  
podrían  
beneficiarse  
de  
una  
en  
la  
región.  
También  
se  
integración más estrecha con redes  
meteorológicas avanzadas o el uso  
de predicción climática a través de  
inteligencia artificial para prever  
fluctuaciones energéticas.  
compararán los resultados con  
estudios similares realizados en  
otras zonas rurales con condiciones  
energéticas  
comparables.  
Las  
principales limitaciones del estudio  
incluyen  
la  
variabilidad  
las zonas  
meteorológica  
en  
1
64  
Nieto-Trelles et al. (2024)  
3
. Resultados y discusión  
respectivamente,  
con  
una  
generación promedio de 17.21 kWh  
y 17.59 kWh. La gráfica de consumo  
vs generación de energía (ver Figura  
Durante de  
recolección de datos energéticos, se  
realizó una simulación de  
segundos en tres nodos: Pablo  
Sexto, Macas Palora. La  
el  
experimento  
3
4
) muestra claramente que en los  
tres nodos, la generación de energía  
es significativamente mayor que el  
consumo, lo cual refleja un balance  
energético positivo. Este fenómeno  
puede atribuirse a las condiciones  
óptimas de radiación solar y la  
eficiencia de los paneles solares  
instalados en cada nodo. En  
promedio, el balance de energía  
calculado fue de 13.75 kWh, lo que  
indica un excedente considerable de  
energía generada en comparación  
con el consumo, contribuyendo a  
una autonomía energética favorable  
en cada nodo.  
y
recolección de datos permitió medir  
el consumo de energía (kWh) y la  
generación de energía fotovoltaica  
(kWh) en cada nodo, y los resultados  
fueron consistentes a lo largo del  
tiempo de simulación. En Pablo  
Sexto, el consumo promedio  
registrado fue de 0.45 kWh, mientras  
que la generación de energía  
fotovoltaica alcanzó los 16.07 kWh.  
Por otro lado, en los nodos de Macas  
y Palora, los consumos registrados  
fueron de 4.57 kWh y 4.59 kWh  
Figura 4. Consumo vs Generación de Energía  
Además, se llevó a cabo una  
optimización energética para cada  
nodo utilizando un modelo de  
programación lineal, cuyo objetivo  
era maximizar el balance entre la  
generación y el consumo de energía.  
1
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ISSN: 2737-6249  
Evaluación de la gestión energética de los nodos de telecomunicaciones de la empresa intelce con generación  
renovable, del cantón Palora provincia de Morona Santiago  
Los resultados de la optimización  
mostraron balances ajustados para  
los nodos: 15.62 kWh en Pablo  
Sexto, 12.64 kWh en Macas, y 13.00  
kWh en Palora, lo que confirma la  
a las simulaciones realizadas, los  
nodos Pablo Sexto, Macas y Palora  
requieren diferentes cantidades de  
energía debido a la variabilidad en su  
consumo de equipos. El nodo Macas  
presenta el mayor consumo con  
4.569 kWh diarios, seguido de  
Palora con 4.593 kWh, mientras que  
Pablo Sexto demanda una cantidad  
significativamente menor de 0.448  
kWh. A partir de estos consumos, y  
capacidad  
del  
sistema  
para  
gestionar eficientemente la energía  
generada. Es importante destacar  
que, a pesar de las fluctuaciones  
mínimas en el consumo de energía,  
la generación se mantuvo constante  
debido a la estabilidad de la  
radiación solar en las localidades  
simuladas. Este tipo de análisis es  
crucial para la planificación y  
considerando  
un  
sistema  
fotovoltaico con una eficiencia del  
85%, se estimó la cantidad de  
paneles solares necesarios para  
cada nodo. Para Macas, se requiere  
un promedio de 12 paneles, mientras  
que para Palora se necesitan 10  
paneles, lo que refleja una  
optimización en la distribución de  
energía generada en relación con la  
demanda, para poder observar este  
resultado, la figura 5 se refleja el  
Sistema de generación de energía  
de Pablo sexto.  
optimización  
energéticos  
de  
sistemas  
que  
distribuidos  
dependen de fuentes renovables,  
como  
los  
sistemas  
Los  
solares  
cálculos  
energía  
fotovoltaicos.  
realizados  
sobre  
la  
necesaria para mantener los nodos  
de telecomunicaciones operativos  
revelan importantes conclusiones  
sobre el balance energético. En base  
Figura 5. Nodo Pablo sexto  
1
66  
Nieto-Trelles et al. (2024)  
En términos de almacenamiento  
energético, se calculó que para  
garantizar la autonomía de los nodos  
por al menos 2 días, las baterías  
deben tener una capacidad mínima  
de 13.75 kWh. Este balance  
optimizado asegura que incluso en  
condiciones de baja radiación solar,  
el sistema mantenga una tasa de  
disponibilidad de energía del 95%.  
Adicionalmente,  
se  
generaron  
simulaciones del costo de energía  
basado en un valor de 0.15 USD por  
kWh, resultando en un gasto  
estimado de 0.067 USD para el nodo  
Pablo Sexto, 0.69 USD para Macas  
y 0.69 USD para Palora. Para el  
nodo Palora, la figura 6 nos resume  
sus datos.  
Figura 6. Nodo Palora  
Estos valores destacan el ahorro  
potencial del uso de energía solar  
frente a la compra de energía de la  
red eléctrica. Para los resultados  
expresados del nodo Macas, la  
figura 7 nos revela el reporte que ha  
generado nuestra comunicación.  
Figura 7. Nodo Macas  
La huella de carbono también fue un  
aspecto considerado, con un  
promedio de 2.28 kg de CO2 evitado  
por día en cada nodo al utilizar  
1
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renovable, del cantón Palora provincia de Morona Santiago  
energía solar. Este valor, junto con  
los cálculos de costos, proporciona  
una justificación clara para el uso de  
sistemas fotovoltaicos en estas  
localidades remotas.  
tiempo, lo que indica una correcta  
alineación de los paneles solares  
con las condiciones climáticas y de  
radiación de la zona. Este  
comportamiento sugiere que el  
sistema fotovoltaico instalado en  
este nodo es capaz de satisfacer la  
demanda energética de manera  
efectiva, sin provocar un déficit de  
energía, lo que puede derivar en una  
mayor durabilidad del sistema de  
almacenamiento (baterías).  
A parte, la imagen 8 de los  
resultados obtenidos para NODO 1  
revela una relación estrecha entre el  
consumo energético y la generación  
solar. Muestra cómo la generación  
se mantiene estable a lo largo del  
Figura 8. Comparación entre consumo y diferencia entre generación y consumo del nodo 1  
Adicionalmente, el diseño del  
sistema se ha optimizado la relación  
entre la eficiencia del panel solar y el  
consumo de los equipos de  
telecomunicaciones. Esto también  
En NODO 2, la gráfica 9 muestra una  
tendencia similar a NODO 1, con un  
consumo diario ligeramente menor  
pero también estable. Sin embargo,  
se aprecian algunas fluctuaciones  
menores en la generación, que  
podrían estar relacionadas con  
variaciones en la radiación solar o  
condiciones climáticas. A pesar de  
estas variaciones, el sistema sigue  
respondiendo de manera eficiente,  
cubriendo la demanda diaria de  
refleja  
un  
adecuado  
de las  
dimensionamiento  
capacidades de almacenamiento,  
reduciendo la huella de carbono del  
nodo al depender mayormente de la  
energía solar generada localmente.  
1
68  
Nieto-Trelles et al. (2024)  
energía sin necesidad de recurrir a  
fluctuación en la generación. La  
gestión eficiente de los recursos  
energéticos en este nodo también  
asegura que los costos operativos se  
mantengan bajos y que la huella de  
carbono sea controlada.  
fuentes  
externas.  
resalta  
Este  
la  
comportamiento  
importancia de contar con una  
autonomía adecuada, así como con  
baterías de alta eficiencia, para  
mitigar los efectos de cualquier  
Figura 9. Comparación y generación de energía, diferencia para el Nodo 2  
A nivel técnico, ambos nodos  
muestran un equilibrio óptimo entre  
consumo y generación, lo que refleja  
un diseño robusto del sistema  
fotovoltaico implementado en ambos  
sitios. No obstante, las ligeras  
diferencias observadas en las  
gráficas pueden ser indicativas de la  
necesidad de ajustes específicos en  
cada ubicación, como el ángulo de  
los paneles o la capacidad de las  
baterías, para maximizar la eficiencia  
global del sistema.  
4. Conclusiones  
Los resultados  
obtenidos  
demuestran que la integración de  
energía solar en los nodos de  
telecomunicaciones rurales de Pablo  
Sexto, Macas y Palora es una  
solución viable y eficiente para  
mejorar la autonomía energética de  
estos sistemas. Con un balance  
energético positivo de hasta 13.75  
kWh en las mejores condiciones, y  
una cobertura del 85% de la  
demanda diaria mediante energía  
solar, estos sistemas permiten  
reducir  
considerablemente  
la  
dependencia de la red eléctrica  
convencional. Sin embargo, los  
escenarios de alta demanda revelan  
1
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Evaluación de la gestión energética de los nodos de telecomunicaciones de la empresa intelce con generación  
renovable, del cantón Palora provincia de Morona Santiago  
la necesidad de ampliar la capacidad  
de almacenamiento para asegurar  
una autonomía total. Futuras  
mejoras, como el uso de inteligencia  
artificial para el monitoreo predictivo  
y el incremento en la capacidad de  
las baterías, podrían consolidar la  
operación autónoma y sostenible de  
estos nodos en entornos rurales. La  
red ZigBee utilizada para el  
monitoreo energético en tiempo real  
contribuyó significativamente a la  
con  
alta  
demanda  
nocturna,  
mediante el uso de baterías de  
estado sólido de mayor densidad  
energética.  
Además,  
la  
incorporación de inteligencia artificial  
en el sistema de gestión energética  
permitiría una predicción más  
precisa  
de  
las  
necesidades  
energéticas diarias, optimizando el  
uso de las fuentes renovables. El uso  
de algoritmos de aprendizaje  
automático podría mejorar la toma  
de decisiones en tiempo real,  
adaptando el consumo energético de  
optimización  
del  
sistema,  
permitiendo una reducción del  
consumo energético del 10% al  
ajustar dinámicamente la generación  
solar y el uso de las baterías. Los  
manera  
proactiva  
según  
las  
de  
condiciones  
demanda.  
climáticas  
y
resultados  
sugieren  
que,  
en  
combinación con un sistema de  
gestión energética basado en  
monitoreo continuo, es posible  
extender la vida útil de los sistemas  
de almacenamiento en hasta un  
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energía  
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5%, reduciendo la frecuencia de  
ciclos de carga profunda. Para  
maximizar la eficiencia de los  
sistemas energéticos instalados en  
los nodos, es crucial considerar  
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Escarcia, S. P., Ramírez  
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system for monitoring and  
futuras  
mejoras  
en  
el  
control sensor  
networks operating under  
wireless  
almacenamiento y en las técnicas de  
optimización. Una solución viable  
sería aumentar la capacidad de las  
baterías, especialmente en áreas  
ZigBee  
protocol.  
comunication  
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