Pensabas que nunca iba a pasar, pero estás viendo cómo pasa. Tu mundo patas arriba a una velocidad inesperada. Los ecologistas nos anunciaban un mundo diferente acorde a sus creencias, pero resulta que al final van a ser los fríos escépticos de la hoja Excel los que lo van a hacer. La guerra en Ucrania ha provocado una crisis energética, y ya veremos si no será también alimentaria, que no solo nos trae precios muy altos de la energía, sino que también podría provocar carestías de gas, petróleo y sus derivados.
Estamos viendo que para resolver esta situación se está proponiendo apurar los recursos del subsuelo europeo, sobre todo el gas de esquisto, y aumentar la capacidad de generación basada en la fisión nuclear. Todas estas medidas podrían servir para aliviar la crisis energética, aunque no parece que a estas alturas esté dispuesto a desentenderse de las emisiones de gases de efecto invernadero y de sustancias contaminantes. Así que es probable que no veamos mucha ruptura hidráulica, seguramente sí veremos más reactores nucleares y, sobre todo, es posible que veamos un fortalecimiento de las políticas de eficiencia energética y generación renovable que la Unión Europea lleva tiempo promoviendo. Y no será por cuestiones ecologistas, sino simplemente para mantener un sistema económico que no nos devuelva al siglo XVIII.
El sol y su hijo, el viento, aumentarán su peso en el sistema eléctrico con más rapidez de la esperada si no se interrumpe el acceso a las materias primas necesarias para fabricar los generadores. El almacenamiento de energía puede que se desarrolle con intensidad y terminemos familiarizándonos con el hidrógeno como lo hicimos en el pasado con el butano. Pero seguramente a lo que más nos cueste acostumbrarnos sea a las nuevas figuras que surgirán en la gestión del sistema energético.
Las comunidades de energía son una de las novedades que ya van tomando forma en España. Aunque todavía no son frecuentes, ya hay varios ejemplos de agrupaciones de personas que se unen para generar y gestionar la energía que consumen. El abaratamiento de los paneles fotovoltaicos favorece su instalación en los tejados domésticos, con lo que se consigue que la generación y el consumo estén cercanos. La gestión de la energía se puede hacer desde la nube gracias a Internet y empresas especializadas pueden ofrecer este servicio a las comunidades. El hidrógeno y las baterías parecen llamados a ser el medio de almacenamiento de energía, aunque dependerá del coste y de la disponibilidad de las materias primas. El Internet de las cosas permitirá gestionar la flexibilidad de la demanda dentro de la comunidad. Parece que empieza a ser posible que un grupo más o menos grande de ciudadanos constituyan su propia compañía de generación de electricidad.
Pero para que estas empresas participativas, este capitalismo a escala humana, sean posibles hay que vencer algunos obstáculos. Y dejando de lado reticencias ante el cambio, el más importante es el coste de poner en marcha una de estas comunidades. Se están haciendo grandes esfuerzos para comprender las motivaciones1 de las personas para ponerlas en marcha2, pero puede que no se esté poniendo el mismo empeño en diseñar los modelos de negocio que harían que fueran económicamente viables.
Se nos pueden ocurrir algunos modelos de negocio para las comunidades de energía. Si la comunidad genera su propia energía y la reparte entre sus miembros, estos se ahorrarán al menos los peajes de transporte que se cobran en la factura convencional. Otro posible negocio sería la venta de los excedentes de energía, pero la normativa vigente impone limitaciones a la distancia a la que puede llegar a estar el comprador. La flexibilidad de la demanda también podría dar lugar a un modelo de negocio basado en proveer a la red de distribución de servicios auxiliares, pero esto no es sencillo. Si se intentara hacer a través de los mercados de balance la normativa impone valores mínimos de potencia que para muchas comunidades será difícil alcanzar. Además, hay que tener en cuenta que no se puede interaccionar con la red sin cumplir toda una serie de complejas normas técnicas. Se hace necesaria la figura de un agregador independiente, que ya se prevé en la normativa en vigor, pero que no se encuentra desarrollada en su totalidad y que tendría que encargarse de intermediar entre la comunidad y la red eléctrica. Estos problemas se podrían solucionar si existieran mercados locales de energía o mercados de flexibilidad, pero en España se encuentran en estado embrionario y todavía llevará un tiempo verlos en funcionamiento.
Pero, a pesar de estas carencias, el actual panorama de crisis energética junto con las directivas que llegan de la Unión Europea impulsarán el desarrollo de comunidades de energía. El problema será encontrar los recursos para hacerlo. Las administraciones y los fríos escépticos de las hojas Excel a los que se les ocurran modelos de negocio innovadores puede que tengan la última palabra.
De todos es sabido que la luna pasa por diferentes fases en función de su posición relativa entre la Tierra y el Sol. Gracias a ello las noches pueden ser un escaparate para ver los cielos estrellados o el entorno perfecto para que los licántropos puedan enfrentarse a los vampiros.
En la ciencia también hay fases, y cambio de fases, en lo relativo al estado en el que se encuentra la materia. Sin embargo, los cambios en este caso tienen que ver con la temperatura y el calor y no con los estados de la luna.
Las transiciones de estado, tienen una ventaja importante y es que se producen a temperatura constante, permitiendo que la materia pueda adquirir y ceder calor sin cambiar de temperatura y por lo tanto reduzcan el impacto sobre el ambiente que las rodea. Son cambios que, a diferencia de la transformación sufrida por David Naughton en «Hombre Americano en Londres» (película que consiguió el Oscar en 1981 al mejor maquillaje), no son visibles, pero sí que se perciben.
La aplicación de materiales de cambio de fase, en particular aquellos que tienen en el interior de las viviendas temperaturas de transición habituales entre los 18ºC-25ºC, pueden ser empleados como recubrimientos en los muros con los que poder conseguir un mayor confort al estabilizar la temperatura radiante interior. No es raro encontrar viviendas que por un mal aislamiento sean como los vampiros térmicos, que nos quitan el calor, disparando la factura energética.
Dentro del proyecto SUDOE-SUDOKET, cuyo objetivo es el desarrollo de tecnologías facilitadoras esenciales (KET) aplicadas a los edificios innovadores, se han estudiado materiales de cambio de fase disueltos en morteros para comprobar su efecto sobre las condiciones en el confort interior, así como el efecto sobre el consumo de climatización.
Los resultados del proyecto han llevado a conclusiones como que se consigue una mayor estabilización de las temperaturas interiores si se mejora la temperatura radiante y, además, una reducción en el consumo de los equipos de climatización, consiguiendo así un ahorro energético, funcionando como si se tratara de un anillo de ajos atados al cuello de nuestro sistema de climatización.
Al igual que nuestro satélite favorito pasa de nueva a llena, los cerramientos de nuestras viviendas evolucionarán a un futuro con un mayor control de la temperatura superficial e incluso con cerramientos adaptativos que cambien de fase en función de las condiciones exteriores.
Agradecimientos
El trabajo se ha realizado dentro del proyecto SUDOKET – Mapeo, consolidación y diseminación de las Key Enabling Technologies (KETs) para el sector de la construcción en el espacio SUDOE, ref: SOE2/P1/E0677 que está cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) a través del programa INTERREG SUDOE.
Las cavernas fueron nuestro primer hogar pero, ¿nos hemos parado a pensar cómo se sentían nuestros antepasados en las frías mañanas de invierno? ¿Y en los calurosos veranos? Quizá nos sorprendamos…
La humanidad ha tenido múltiples y diversos hogares. Desde los tipis de los indios americanos hasta los rascacielos que inundan hoy en día la ciudad de Nueva York. En la actualidad, los edificios representan el 40% de la energía consumida y el 36% de los gases de efecto invernadero. Muchos de ellos, además, datan de los años 70. Definitivamente, necesitamos un cambio si queremos atajar el cambio climático.
En el Paleolítico, las primeras viviendas, en forma de cabañas hechas de pieles de animales y troncos, protegían a nuestros antecesores del frío y viento. Durante el Neolítico, las construcciones de poblados con casas de adobe otorgaban a nuestros antiguos pobladores de condiciones de habitabilidad. Y todo ello sin consumir ni un solo kilovatio hora y empleando los recursos que la naturaleza les ofrecía para obtener ciertas condiciones de confort.
Si miramos la evolución de las edificaciones a lo largo de la historia, ésta nos indica que las casas de adobe dejaron espacio a las viviendas del antiguo Egipto, fabricadas a base de paja y madera. Por su parte, la Antigua Roma introdujo el hormigón y la piedra, así como tecnologías como el arco de medio punto, la arcada, la bóveda y la cúpula. Dando un salto hasta el Renacimiento, esta época supuso una ruptura arquitectónica, incluyendo materiales como el mármol, estuco y azulejos. Hasta la evolución hacia el ladrillo que componen la mayor parte de la edificación existente. Pero, a pesar de la evolución en el empleo de materiales… ¿realmente estamos mejorando nuestras condiciones de confort y la eficiencia energética de los edificios?
La respuesta a día de hoy es que necesitamos edificios más eficientes y más inteligentes, pero, ¿ qué nos impide cambiar nuestra forma de utilizar los edificios? Platón, en su mito de la caverna, nos indica que es la falta de conocimiento lo que nos oculta la realidad. Extrapolado a la actualidad, la carencia de información útil y valiosa nos limita a la hora de tomar decisiones más objetivas, desde el conocimiento y reduciendo la subjetividad.
Para dar respuesta a la pregunta de cómo mejoramos el conocimiento de los edificios; entra en juego el concepto de edificios inteligentes. Según la Comisión Europea, un edificio inteligente es aquel que está conectado, es capaz de interactuar con los sistemas que le rodea, incluidos los usuarios, y puede gestionarse de manera remota. Es decir, tiene que comportarse de manera interactiva tanto con los sistemas energéticos del edificio como con otros edificios e inclusive los propios usuarios. Además, cambia su comportamiento de reactivo a pro-activo para hacer un uso eficiente y efectivo de sus propios recursos.
Los principales habilitadores de los edificios inteligentes son las nuevas tecnologías. En primer lugar, el IoT (Internet of Things o Internet de las cosas) que, en pocas palabras, se define como la conectividad a través de la Internet de elementos comunes como electrodomésticos, coches, teléfonos móviles, etc. Esta tecnología es la que permite convertir un edificio tradicional en un edificio conectado, capaz de proveer de datos gracias a los sensores IoT. En segundo lugar, la Inteligencia Artificial, que utiliza los datos para extraer el conocimiento; el mismo conocimiento que, siguiendo el mito de Platón, nos guiará hacia la salida de la caverna. La Inteligencia Artificial es una técnica capaz de aprender de los datos, extraer patrones de comportamiento y predecir situaciones futuras. Consiguiendo así, anticiparse a acontecimientos y permitir la actuación del edificio de manera pro-activa. En otras palabras, se está acercando el razonamiento humano a los edificios, pero tomando decisiones en base a información objetiva.
Desde CARTIF, llevamos años trabajando en la línea de investigación para la transformación de los edificios actuales en más inteligentes, más confortables y amigos del medio ambiente. Proyectos como BRESAER son un claro ejemplo de dicha transformación. En este proyecto, se ha desarrollado un sistema de toma de decisiones basado en Inteligencia Artificial. Dicha solución permite que el edificio pueda determinar con una hora de antelación las necesidades energéticas para cumplir con las condiciones de confort y elegir las fuentes disponibles para calefactar o refrigerar el edificio.
Todo esto sin olvidarnos que los edificios son para nosotros y, por tanto, los usuarios debemos ser los protagonistas. Los consumidores deben estar mejor informados del comportamiento del edificio, así como éste debe adaptarse a las preferencias del habitante. Por ejemplo, termostatos inteligentes que aprenden nuestros hábitos para asegurar una temperatura agradable sin necesidad de configurarlo. O incluso, detectar cuándo nos vamos para apagarse y dejar de consumir gas o electricidad, cobrando aún más sentido con los precios actuales. El ejemplo de esta tecnología se enmarca en el proyectoCOMFOStat.
En conclusión, los edificios inteligentes representan la perfecta solución que combina las mejores condiciones de vida actuales con la reducida emisión de gases de la antigüedad. Los datos y la Inteligencia Artificial generan el conocimiento necesario que nos habrá guiado hacia la salida de la caverna. Si aun así no encuentras el camino, nuestra puerta siempre estará abierta para ayudarte.
Sólo hay un bien: el conocimiento. Sólo hay un mal: la ignorancia.
Es ya un hecho que el momento actual y las próximas décadas son y serán claves en la evolución de la sociedad y del estado de la Tierra, determinando si esta es o no capaz de soportar la gran carga que supone la población humana. A día de hoy, los indicadores son más que preocupantes, y continúan empeorando constantemente.
Ante estos cambios, resulta indispensable la creación de políticas orientadas a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), fijando unos objetivos claros desde este momento hasta 2050. En este ámbito, la ruta establecida por el Gobierno de España en la Estrategia de Descarbonización a Largo Plazo (ELP 2050) permitirá reducir un 90% las GEI a 2050 con respecto a 1990, teniendo en cuenta que es de esperar que el 10% restante sea absorbido por los sumideros de carbono.
Dentro de todos los objetivos definidos para lograr la mencionada descarbonización, la movilidad juega un papel clave, por lo que se hace totalmente imprescindible aunar fuerzas e impulsar cambios en lo que a movilidad se refiere. A pesar de depender, a día de hoy y en gran medida, de los combustibles fósiles, la movilidad sostenible pasa por fomentar la utilización de vehículos eléctricos y transportes y combustibles alternativos, así como por intentar reconducir en cierto modo las costumbres de los ciudadanos en lo relativo a los desplazamientos.
El número de desplazamientos en un día medio laborable superaron los 123 millones en 2007, según la encuesta de movilidad de las personas residentes en España 2006-07 de Movilia. Aproximadamente un 83% de la población realiza al menos un desplazamiento en día laborable y, de estos, más de un 16% (20,3 millones) correspondieron a viajes de ida al trabajo, teniendo que añadir en este caso también el viaje de vuelta. Así pues, y tomando como base el estudio Movilia mencionado anteriormente (estos datos, por tanto, no tienen en cuenta los efectos de las crisis económicas posteriores a la realización del estudio, ni por supuesto de la pandemia), el número de desplazamientos in itinere nacionales en un día medio laborable era en 2006-07 de unos 37 millones sobre el total de 123 millones (casi una tercera parte), realizándose aproximadamente un 63% de los mismos en vehículo privado, como indica el proyecto E-Cosmos.
A tenor de los datos anteriores, puede deducirse que la movilidad de los trabajadores/as tiene, en España, un peso muy elevado sobre el conjunto de la movilidad colectiva, según datos del Observatorio del Transporte y la Logística en España, lo cual tiene como consecuencia un elevado impacto ambiental, social y económico derivados en gran medida de los desplazamientos realizados en medios de transporte ineficientes y contaminantes, como es el automóvil privado.
Por otra parte, desplazarse en automóvil privado para ir y volver del trabajo (o durante la jornada laboral) es un factor de riesgo para la salud, dado que los accidentes de tráfico se han convertido en la primera causa de muerte por accidente laboral en España. De hecho, en España, los accidentes laborales de tráfico (in itinere + durante la jornada laboral) constituyeron un 11,6% del total de accidentes de trabajo con baja, según el Ministerio de Trabajo, Migraciones y Seguridad Social, Gobierno de España. El tiempo de descanso que se pierde para evitar los atascos diarios, habituales en las grandes ciudades, soportar el estrés que conlleva la conducción en horas punta o conducir con la preocupación de llegar tarde al trabajo o no poder estacionar el vehículo incrementan el riesgo de accidente al volante.
Para solucionar toda esta problemática se hace enormemente necesario establecer una muy buena colaboración entre las empresas, las entidades públicas y los proveedores de servicios de movilidad. La constitución de vías de colaboración entre todas estas entidades hará posible la generación de planes de movilidad sostenible para el personal reales y efectivos, que tengan en cuenta las necesidades de sus plantillas y que además deriven en actuaciones reales y provechosas que hagan posible una drástica reducción de los desplazamientos en vehículo privado.
Dada la enorme necesidad que en este momento existe respecto a la consecución de una movilidad cada vez más sostenible, desde el centro tecnológico CARTIF colaboramos con diversas entidades con un objetivo común: desarrollar planes de movilidad sostenible. En este ámbito, trabajamos muy activamente con varias empresas con el principal objetivo de lograr hacer más sostenibles los desplazamientos in itinere de sus empleados, trabajando para ello conjuntamente con todos los agentes implicados.
Es responsabilidad de todos intentar dar el salto y contribuir activamente a la descarbonización del planeta, así que… luchemos todos juntos para intentar que las nuevas generaciones puedan desarrollarse en las mismas (o incluso mejores) condiciones que lo hicimos nosotros desde el punto de vista medioambiental.
CARTIF posee el conocimiento para acompañar a las entidades que lo deseen en el camino a la descarbonización del planeta, no solo en lo relativo a planes de movilidad sostenible, sino también en relación a otras muchas medidas que pueden tomarse al respecto. Es ahora o nunca…
El cambio climático es una realidad cada vez más visible en nuestro planeta y que afecta a millones de personas en todo el mundo. Estos cambios en el clima, son claramente reconocibles por el aumento de las temperaturas, la disminución de los recursos hídricos, el aumento del nivel del mar o eventos de precipitación cada vez más irregulares y torrenciales. Las consecuencias, efectos e impactos ocasionados por estos cambios en la climatología son cada día más frecuentes y relevantes, causando daños materiales de gran magnitud y provocando desplazamientos de la población al hacer inhabitables las áreas en las que vivían, siendo ejemplos muy claros las sequías extremas, las inundaciones o la desertificación. En nuestro día a día, podemos ver como se manifiestan estos cambios en el clima. Un claro ejemplo es el invierno que acaba de comenzar con temperaturas medias más suaves de lo normal y temperaturas máximas inusualmente elevadas para la época del año.
En este contexto de cambio climático, el termómetro sigue batiendo récords de aumento y se estima que en España las temperaturas medias están aumentando en torno a 0,3ºC por década, lo cual nos da una idea del elevado ritmo de calentamiento al que se está viendo sometido nuestro país y en general el planeta. Además, hay que tener en cuenta que, aunque logremos reducir las emisiones causantes del cambio climático tratando de evitar las consecuencias que este ocasiona, las tendencias de cambio reflejadas en las variables climáticas se mantendrán en las próximas décadas debido a la inercia del sistema climático. Ante una perspectiva tan negativa, es necesario hacernos la siguiente pregunta: ¿ cómo podemos contribuir a mitigar y reducir los impactos del cambio climático o adaptarnos a ellos generando territorios más resilientes?
Para ayudarnos en esta lucha, tienen una importancia vital las estrategias de mitigación y adaptación. Las estrategias de mitigación persiguen reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera, que son, en última instancia, el alimento del cambio climático antropogénico. Por su parte, las estrategias de adaptación, persiguen limitar los riesgos derivados del cambio del clima, reduciendo nuestras vulnerabilidades. Ambas estrategias son complementarias de tal modo que, si no tenemos en cuenta la mitigación, la capacidad de adaptación se puede ver fácilmente desbordada y desarrollar una adaptación que no sea baja en emisiones carece de sentido.
Pero y ¿ qué podemos hacer como ciudadanos? Nosotros podemos contribuir con pequeñas medidas como el reciclaje, el uso del transporte público o la bicicleta, el comercio de proximidad que minimiza el transporte, los productos ecológicos y sostenibles…, todas ellas ayudan a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, la adaptación requiere de grandes respuestas que generalmente deben ser promovidas por las administraciones u organismos que se encarguen de la gestión del territorio. Por lo tanto, no debemos pasar por alto que la lucha frente al cambio climático debe ser un esfuerzo de todos (ciudadanos, administraciones, empresas, etc.) integrando el mayor número posible de agentes y cubriendo un enfoque multisectorial y sistémico que no pierda de vista la perspectiva social del problema.
Bajo esta perspectiva de cambio climático y para promover su adaptación, la Unión Europea ha lanzado la Misión de Adaptación al Cambio Climático que pretende fomentar y apoyar la transición hacia la resiliencia en Europa a nivel de los individuos, las ciudades y las regiones, tanto en los sectores privados como públicos como economía, energía, sociedad, etc. Su objetivo principal es apoyar, al menos, a 150 regiones y comunidades europeas hacia la resiliencia climática en 2030. Para ello, la misión ayudará a las regiones y comunidades a entender mejor, prepararse y gestionar sus riesgos climáticos, buscar oportunidades, así como facilitar la implementación de soluciones innovadoras y resilientes proporcionando información sobre las distintas fuentes adicionales de inversión.
De forma complementaria y para dar respuesta a las necesidades de adaptación generadas por los cambios en el clima, es necesario dotar a las entidades de un marco común que garantice una homogeneidad de criterios en la concepción del cambio climático. En este sentido, la acción pública frente al cambio climático en España, se coordina y organiza a través del Plan Nacional de Adaptación al Cambio Climático (PNACC), que establece el marco de referencia y coordinación nacional para las iniciativas y actividades de evaluación de impactos, vulnerabilidad y adaptación. Tiene como principal objetivo evitar o reducir los daños presentes y futuros derivados y construir una economía y una sociedad más resilientes.
Este plan cubre las necesidad a nivel nacional estableciendo las bases para el desarrollo de estrategias más detalladas a nivel regional o municipal que ayuden a los territorios en la consecución de sus objetivos mediante la implementación de líneas prioritarias de acción frente a los impactos ocasionados por el cambio climático. Como punto de partida de toda estrategia de adaptación, se requiere conocer en detalle cómo serán las variables climáticas (temperatura, precipitación, viento, etc.) actuales y futuras de cara a poder evaluar la vulnerabilidad de nuestro territorio y promover medidas que consigan hacerlo más resiliente frente a los impactos climáticos. Como punto de partida, el visor de escenarios climáticos de AdapteCCa desarrollado por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (MAPAMA) en coordinación con la Oficina Española de Cambio Climático (OECC) y la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) junto con el Atlas Interactivo del IPCC nos aportan datos relevantes para comprender el clima futuro mediante diferentes proyecciones climáticas. Toda la información que recopilan, permite obtener una idea de la magnitud de los cambios en el clima futuro y permite establecer la línea base para la evaluación de la vulnerabilidad y riesgo, así como para la definición de medidas de actuación para cada uno de los sectores prioritarios identificados en cada territorio. Finalmente, la implementación de las medidas identificadas y seleccionadas, debe llevar asociada un sistema de monitorización y seguimiento que permita evaluar la consecución de los objetivos de adaptación propuestos.
Desde CARTIF, trabajamos para ayudar a las diferentes administraciones públicas en el desarrollo de planes y estrategias de adaptación frente al cambio climático. Hay que destacar los proyectos en los que trabajamos recientemente junto a GEOCYL Consultoría S.L. en el desarrollo de las estrategias de adaptación al cambio climático del municipio de Valladolid (Proyecto EACC_Val) y de la Comunidad Autónoma de Extremadura (Proyecto EACC_Extremadura).
Además. el proyectoRethinkActionque coordina CARTIF, permitirá anteponernos a los efectos generados por las medidas de adaptación y mitigación mediante el desarrollo de modelos de evaluación integrada que permitan la evaluación de dichas medidas en regiones climáticas relevantes de Europa.
El sector energético está experimentando una profunda transformación para dar respuesta a la necesidad de luchar contra el cambio climático y así contribuir a la sostenibilidad de la vida en nuestro planeta. Esto se está articulando a través de la llamada «Transición Energética», que implica dos grandes transformaciones en la red eléctrica. Por un lado, la tradicional generación centralizada se está viendo reemplazada por un número creciente de plantas de generación renovable distribuidas y situadas más cerca del consumidor final. Además, está aumentando el número de «autoconsumidores«, es decir, consumidores capaces de producir energía renovable, principalmente fotovoltaica, para su propio uso. En segundo lugar, se está asistiendo a un crecimiento de la demanda de energía eléctrica, con nuevas necesidades como la del vehículo eléctrico o la climatización de edificios.
Todo ello redunda en una mayor complejidad de la red eléctrica, especialmente la de distribución, pero también la de transmisión, porque el flujo de energía eléctrica ya no es unidireccional, sino bidireccional. Se hace imprescindible disponer de un sistema de gestión más flexible que aporte mayor eficacia al transporte y distribución de la energía eléctrica. Asimismo, los operadores de red necesitan nuevas tecnologías y herramientas para garantizar un servicio fiable y de calidad. Estos cambios, que ya forman parte del presente, son posibles gracias a la evolución de las redes eléctricas tradicionales hacia las redes inteligentes, también conocidas como «smart grids»
El concepto smart grid se refiere a una nueva característica de la red eléctrica: además de transportar energía, transporta datos. Para lograrlo son necesarias tecnologías digitales que faciliten la comunicación bidireccional entre el usuario y la red, herramientas informáticas y domóticas para la gestión de la flexibilidad de la demanda y los recursos distribuidos de generación y almacenamiento, así como la tecnología y equipamientos necesarios capaces de dar respuesta a la volátil generación renovable.
Una de las amenazas para garantizar el suministro adecuado y de calidad a los diferentes actores de la red de media y baja tensión son las averías. Es necesario disponer de los medios necesarios para localizarlas rápidamente, dando continuidad al suministro tras una reconfiguración de la red, siempre que esta sea útil para aliviar los efectos de la avería, en el tiempo más breve posible.
Existen dos índices para medir la calidad de suministro en un sistema eléctrico: el SAIDI (System Average Interruption Duration Index) y el SAIFI (System Average Interruption Frequency Index). En el índice SAIFI se tiene en cuenta el número de indisponibilidades por usuario, mientras que en el índice SAIDI se tiene en cuenta el tiempo acumulado de no disponibilidad. Estas indisponibilidades se generan como consecuencia de varios tipos de defectos entre los cuales los más frecuentes son los defectos de tierra y de fase, siendo los primeros los más repetitivos.
Cuando se produce un defecto a tierra en una red de distribución de media tensión, el interruptor automático de una de las salidas de la estación de transformación de alta a media tensión disparará por medio de la protección de defecto a tierra.
Posteriormente, y para descartar que el defecto sea transitorio, actuará la funcionalidad de reenganche, cerrando el interruptor. Si el defecto persiste, se volverá a producir el disparo hasta agotar el número de reenganches previsto. Si el defecto es permanente, la parte afectada de la red quedará sin servicio y habrá que localizar el defecto y reconfigurar la red para poder seguir dando servicio al mayor número de usuarios posible.
Tradicionalmente, tras la detección de un defecto permanente por parte de los equipos de telecontrol, es posible realizar una operación de reconfiguración a distancia desde el centro de control. Esta operación es llevada a cabo por un operador, siguiendo un protocolo definido y puede llevar varios minutos en el mejor de los casos.
Una red moderna y automatizada permitirá que este protocolo se realice sin la intervención del operador, de forma automática entre los equipos de telecontrol. A esta característica de la red se la conoce como self-healing, y permite que la red se configure de forma autónoma ante un defecto permanente, sin la intervención manual del centro de control. Esto acelera notablemente el tiempo de restablecimiento del servicio de suministro eléctrico.
CARTIF ha desarrollado, en el marco del proyecto INTERPRETER (H2020, GA#864360), una herramienta de ayuda dirigida a operadores de redes de media y baja tensión. Esta herramienta, conocida como GCOSH-TOOL, ayuda a evaluar distintos escenarios mediante la aplicación de distintos protocolos de actuación ante la aparición de uno o varios defectos en la red. Su funcionamiento se basa en proponer una secuencia de problemas de optimización con diferentes restricciones y funciones objetivo, lo que permite calcular la potencia que deberá ser entregada a cada cliente asegurando que se satisface la demanda. Para ello, será necesaria una reconfiguración de la red que permitirá asegurar el suministro eléctrico a la mayor cantidad posible de usuarios en el escenario escogido por el operador en función de objetivos técnicos y económicos.
Las redes inteligentes del futuro tendrán mayor flexibilidad y fiabilidad que las tradicionales y proporcionarán una mayor calidad de suministro de energía eléctrica a los usuarios. Estos estarán conectados en tiempo real, recibiendo y aportando información que les permitirá optimizar su propio consumo eléctrico y mejorar el funcionamiento del sistema global (gestión activa de la demanda). Por otro lado, la tendencia hacia la generación distribuida de fuentes renovables lleva a una estructura en forma de microrredes interconectadas entre sí que tendrán la capacidad de reconfigurarse de manera automática ante cualquier avería. La rápida evolución de la tecnología está permitiendo que estos cambios se produzcan muy deprisa, de modo que la llamada transición energética se está convirtiendo en una realidad, y ya disponemos de la infraestructura necesaria para reducir las emisiones de CO2, contribuyendo así a frenar el cambio climático.
