El proyecto “La gestión de desastres y la resiliencia en los sistemas eléctricos de potencia” dirigido por Rodrigo Moreno, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la U. de Chile, y en el cual participa –entre otros- Fernando Ordoñez, director del Departamento de Ingeniería Industrial, obtuvo el financiamiento que se realizará en el marco del Fondo Newton-Picarte derivado de la asociación Conicyt y Research Councils UK (RCUK).
“Éste es un fondo competitivo y fundamentalmente destinado a desarrollar investigación de punta mediante la colaboración de instituciones chilenas y británicas”, afirma el profesor Moreno, añadiendo que el hecho “viene a reforzar la fructífera relación entre nuestra Escuela y las mejores instituciones del Reino Unido, lo que evidentemente es muy beneficioso para toda nuestra comunidad universitaria”.
El proyecto, cuyo desarrollo será entre 2016-2017, impone “el desafío de fundir el conocimiento técnico del área de planificación y operación de sistemas eléctricos de potencia, con conceptos desarrollados en la ingeniería civil con el fin de entender el impacto de desastres naturales como terremotos en la infraestructura eléctrica y su potencial propagación al resto del sistema, incluyendo el impacto e interacción con el consumidor final”, puntualiza el director de la iniciativa. La idea, agrega “es cuantificar los riesgos a los cuales está expuesto el sistema eléctrico en términos de desastres naturales y plantear nuevos modelos de optimización que permitan mejorar su diseño y planificación para que éste sea más resiliente a futuro”. El proyecto es multidisciplinario y, por lo mismo, explica que el equipo de investigación está conformado por ingenieros eléctricos, civiles, matemáticos, industriales y economistas de tres casas de estudio.
Fundamentos del proyecto
La infraestructura eléctrica es clave para sostener el bienestar humano y económico, ya que entrega energía a los sectores industriales, comerciales y financieros, servicios críticos (salud, control de tráfico, suministro de agua), redes de comunicación, y por ende a casi todas las actividades en una sociedad moderna. Asimismo, hay evidencia empírica que demuestra el efecto adverso que presentan los apagones prolongados de electricidad sobre las actividades económicas y la estabilidad y seguridad social. Por lo tanto, un marco para la gestión de desastres y resiliencia del sector eléctrico es necesario, más allá de los estándares actuales de seguridad de suministro que simplemente consideran la ocurrencia de fallas “promedio“. De hecho, un nuevo marco de resiliencia debiese considerar la gestión de la red bajo la ocurrencia de grandes amenazas naturales como terremotos y tsunamis que pueden causar apagones importantes. Más aun, este nuevo marco de resiliencia debiera evaluar cuáles son las medidas más apropiadas para la gestión de desastres naturales y para mitigar sus consecuencias en el sector eléctrico.
Desarrollar e implementar un nuevo marco de gestión de desastres y resiliencia será crucial para aumentar las oportunidades de Chile y de otros países en vías de desarrollo y que están localizados alrededor del Cinturón de Fuego del Pacífico, ya que éstos se encuentran particularmente expuestos a riesgos de terremotos y tsunamis. En este contexto, se propone realizar un análisis holístico del riesgo asociado al impacto de amenazas naturales sobre las redes eléctricas, junto con una identificación de medidas de mitigación y adaptación que permitan manejar los desastres naturales y sus efectos en la red eléctrica. Este análisis holístico de riesgo y gestión de desastres naturales y resiliencia de redes, se realizará (en una primera instancia) en base a modelos de simulación estocástica que permitan evaluar riesgos asociados a eventos de alto impacto y baja probabilidad como lo son los terremotos y tsunamis. Luego, se desarrollarán modelos de optimización que servirán para identificar un portafolio óptimo de medidas preventivas y correctivas que puedan optimizar tanto la mitigación de los impactos como las estrategias de adaptación. En particular, aparte del clásico refuerzo de infraestructura eléctrica, se evaluarán medidas operacionales de gestión de desastres, por ejemplo a través de sistemas distribuidos de energía, e.g., basados en comunidades y microgrids, que pueden proveer resiliencia al sistema sin la necesidad de realizar inversiones significativas en nueva infraestructura y refuerzos. De hecho, la resiliencia puede ser proporcionada mediante ciudadanos y comunidades a través de sus planes de preparación y respuesta ante apagones de energía (en lugar de invertir en refuerzos de infraestructura y contar con una red más robusta).
Esta preparación podría, por ejemplo, ser liderara por las compañías eléctricas y dirigidas tanto a individuos como comunidades para que estos puedan compartir las responsabilidades asociadas a la respuesta, a través de encargados oficiales, grupos comunitarios, ciudadanos individuales, y las empresas eléctricas. El objetivo es que los hogares tengan estrategias de respuestas que sean complementarias a las medidas de resiliencia preparadas para (y por) la comunidad. Es así como el concepto de responsabilidad compartida se está convirtiendo en una cultura de respuesta en el Reino Unido (con el reciente reconocimiento de los voluntarios espontáneos como una fuente de apoyo no entrenado).
En países en vías de desarrollo, donde la capacidad de respuesta de los encargados oficiales puede ser insuficiente frente a la magnitud del desastre, la confianza en la preparación de la comunidad y el surgimiento espontáneo de voluntarios son muy críticos para disminuir los efectos de un evento y hacer más efectivo el regreso a la normalidad. Así, además de las aristas técnicas del proyecto, el marco desarrollado también incluirá explícitamente la resiliencia de la comunidad como una forma de disminuir el impacto de apagones y gestionar los desastres naturales. A través del análisis de varios casos de estudio en Chile, que estarán basados tanto en datos de experiencias pasadas como en simulaciones matemáticas, se propondrá un marco general de gestión de desastres y resiliencia de la red eléctrica y de las comunidades que pueda ser aplicable a otros países en vías de desarrollo. Así, se utilizarán los resultados de esta investigación para diseñar estándares de manejo de desastres en redes y de resiliencia de comunidades bajo circunstancias de desastres naturales y apagones. Estos estándares incluirán indicadores socio-económicos e ingenieriles que servirán para medir el nivel de resiliencia de la red y medir el nivel de preparación que presenta la red para soportar eventos naturales catastróficos. Estos indicadores también servirán para cuantificar el impacto de tales eventos una vez que hayan ocurrido y afectado el suministro, mejorando la calidad del análisis post-mortem de la red.