Metodología para el monitoreo de microrredes por medio de indicadores de resilencia

Abstract

Las microrredes son una alternativa viable para suministrar electricidad a comunidades, con la particularidad de facilitar la integración de fuentes de energía renovables. Esta solución requiere de la cuantificación de su sustentabilidad, con el objetivo de establecer si el sistema perdurará en el tiempo, manteniendo sus funcionalidades. Sin embargo, el concepto de sustentabilidad es difícil de definir y llevar a la práctica, principalmente por las dificultades en su cuantificación. En esta tesis se propone una metodología de monitoreo de microrredes basada en la resiliencia, por ser un atributo de la sustentabilidad, como una forma de hacerla práctica y cuantificable. La resiliencia es un concepto tomado de la ciencia de materiales, definido como la capacidad del material de soportar fuerzas externas que lo deforman, sin producir alteraciones permanentes. En este sentido, al considerar la respuesta de los distintos elementos que constituyen la microrred ante estímulos externos, y sus interacciones, será factible cuantificar si el sistema es capaz de soportar las consecuencias de estos estímulos y recuperarse. Consecuentemente, una microrred resiliente es aquella que tiene la capacidad de regresar a su estado original, cuando es sometida a perturbaciones de tipo social, ambiental, técnica y/o económica, entendiendo estado original como las condiciones de operación previas a la perturbación. La metodología inicia con el análisis de la microrred como sistema socio-técnico, luego se pasa a la selección de indicadores, y finalmente se establecen los índices de resiliencia. Los indicadores seleccionados se agrupan en las siguientes cinco categorías: administración ambiental con dieciocho indicadores, avance tecnológico con dieciséis indicadores, desarrollo social con veintitrés indicadores, desarrollo económico con once indicadores y desarrollo de la gestión diecisiete indicadores. Se definen tres índices de resiliencia, los que construyen a través de una ponderación lineal de los indicadores de desempeño, reflejando su contribución en las tres facetas de resiliencia: evitar, soportar y recuperar. La propuesta es validada en el Sistema ESUSCON, en Huatacondo, para demostrar su aplicabilidad y utilidad en el seguimiento de microrredes. El análisis se realiza para el periodo comprendido entre enero de 2011 y setiembre de 2013, basado en la información disponible, lo que permitió evaluar doce indicadores de desempeño, los que a su vez permiten una estimación mensual de los tres índices de resiliencia. En el ámbito de la investigación futura se sugiere analizar la relación entre resiliencia y vulnerabilidad, que aporte al análisis de la dinámica del sistema en estudio, junto con desarrollar temas de modelación de sistemas socio-técnicos.