Los mapas
de la energía renovable


Carlos Blanco
Licenciado en Matemática
y Computación.
José Sotolongo
Ingeniero eléctrico.
Ángel Almarales
Licenciado en Química.
Rafael Parúas
Ingeniero termofísico.
Tel.: (53-021) 325241
E-mail: sotolongo@cubasolar.co.cu




Los sistemas
de información geográfica
constituyen una forma
de manejo descentralizado y eficaz de las fuentes renovables de energía.

 

Con el agotamiento de los combustibles fósiles y el abaratamiento de las tecnologías, el uso de las fuentes renovables de energía (FRE) ha ganado terreno, fundamentalmente en las zonas rurales, donde suele ser costoso llevar la electricidad por medios convencionales y solucionar problemas puntuales. Para evaluar las necesidades energéticas de un asentamiento o instalación y tomar decisiones en cuanto al abastecimiento de energía a ese nivel, es necesario contar con un sistema de información que brinde la posibilidad de conocer en cualquier instante cuál fuente energética es más factible de emplear, en dependencia de factores naturales, económicos, ambientales y sociales.

Problemática
Para una explotación adecuada de las FRE es necesario el establecimiento de planes en el ámbito regional y la preparación de un personal especializado en administración energética. Esto persigue como objetivo explorar las consecuencias económicas, sociales y medioambientales de cualquier acción que se quiera llevar a cabo en materia energética. Por tanto, la integración de los sistemas de energías renovables se pone en práctica con un impacto ambiental mínimo y máximo beneficio socio-económico.

Algo relevante para esta meta es hacer una valoración realista de aspectos tales como la demanda de energía local, tanto parcial como temporal, y el número de habitantes. Sólo así se puede tener una perspectiva concreta del empleo de las FRE.

Para implementar el sistema de evaluación de las FRE se requiere la creación de un Sistema de Información Geográfica (SIG), donde se interrelacione toda la información necesaria sobre las posibilidades de abastecimiento energético con FRE y la demanda real de una región, comunidad o instalación aislada.

¿Qué es un SIG?
El SIG puede definirse como un conjunto de medios integrados en un sistema capaz de recolectar, almacenar, manipular y visualizar todo tipo de información referenciada geográficamente. Toda información que tenga una componente espacial puede ser representada mediante el SIG.

El SIG integra los métodos de gestión de base de datos (GBD), con la representación espacial de la información. De esto se deduce que para la creación de un SIG es necesario contar con un conjunto de información puntual y regional organizada y clasificada. A esta información se le denomina datos-atributos y se organizan en bases de datos que comúnmente instrumentan el Modelo Relacional de Bases de Datos. Asociados a estos datos atributos existen datos de localidades o espaciales que están constituidos por coordenadas bidimensionales o tridimensionales de tres tipos de objetos: puntos (nodos), líneas (segmentos) y áreas (polígonos) que se pueden manejar y almacenar de dos formas: vectorial y raster. Con estos tipos de objetos se logra conformar cualquier representación en el mapa. Los datos atributos, que también son nombrados como datos descriptivos o no locacionales, se refieren a las particularidades, características o atributos de los puntos, líneas o áreas que representan los datos locacionales.

Modelo vectorial. Registra los objetos: puntos, líneas y áreas, usando pares de puntos que pertenecen a un sistema cartesiano. El punto se representa con un par x,y; la línea se representa como la unión de un conjunto de pares x1, y1; x2, y2; ...; xn, yn; y un área se representa como la unión de un conjunto de pares x1, y1; x2, y2; ...; xn, yn; x1, y1.

Modelo raster. Representa la información espacial a partir de una imagen, la cual es dividida formando una especie de rejilla compuesta por celdas, donde cada celda tiene su identificador que es usado para el enlace con el fichero de atributos. Este modelo es muy útil al manejar las fotografías aéreas e imágenes de satélite.

¿Cómo funciona el SIG?
Para que un mapa pueda ser reconocido por la computadora tiene que estar en formato digital. Existen dos técnicas principales para la digitalización de mapas: el trazado a mano utilizando un digitalizador y la digitalización utilizando equipos de barrido electrónico (scanner). Aunque la digitalización se realice de manera automatizada empleando el scanner, se introducen errores en la imagen resultante, lo que hace también engorroso y complejo el proceso de introducción de la información.

El empleo de las FRE está siempre condicionado a determinadas características espaciales. Por ejemplo, para montar un parque eólico es necesario que la velocidad de los vientos en el emplazamiento sea mayor que cierta velocidad mínima; al instalar colectores solares y paneles fotovoltaicos debe tenerse en cuenta la radiación solar de la zona; al construir un biodigestor es necesario que esté situado lo más cercano posible a una fuente de residuales; el montaje de una instalación hidroenergética está siempre condicionada a la existencia de un río con determinado caudal y caída. Otros aspectos espaciales, tales como la ubicación de carreteras, líneas férreas, las comunidades y, muy importantes, el medioambiente y la biodiversidad, son aspectos a tener en cuenta para el empleo de las FRE. Si tenemos un río con potencial para construir una central hidroeléctrica, pero se encuentra a 100 km del poblado más cercano que está sin electrificar, y las líneas eléctricas del Sistema Electroenergético Nacional pasan a 20 km, es improcedente la construcción de la central.

Puede ser que resultara factible la construcción de una central hidroeléctrica, pero se determina que eliminaría el hábitat de determinadas especies, entonces se tienen que tomar las medidas adecuadas para minimizar este impacto negativo o desechar la ejecución de la obra. Con estos ejemplos se demuestra que el uso de las FRE está muy relacionado con determinadas condiciones espaciales y que es necesario contar con un SIG que contribuya a interrelacionar todos estos factores.

Por ejemplo, no es lo mismo leer un listado de todos los posibles lugares donde es factible el aprovechamiento de la energía eólica, que tenerlos ubicados en un mapa y haciendo clic sobre cualquier punto, tener información acerca de las características energéticas del lugar, costo de la inversión, etc., o tener ubicados en el mapa todos los centros de beneficio de café y sólo señalando algún punto tengamos información sobre la capacidad de la planta, cantidad de residuos generados, volumen estimado de biogás a obtener, posible tecnología a emplear, costo, etc.

Los SIG permiten el manejo de diferentes capas de información de forma integrada. Cada capa contiene información relativa a una temática. Por ejemplo, la división político-administrativa del área geográfica, su relieve, vegetación, hidrografía, tipos de suelos, vías de comunicación, etc. En el caso específico de las FRE es posible organizar el sistema asignándole a cada fuente energética una capa donde se recogería toda la información inherente a ella. Esta particularidad permite integrar información de una amplia variedad de fuentes.

Beneficios del SIG
Luego de haberse creado el SIG para el desarrollo de las FRE, el sistema brinda la posibilidad de:
1. Generar mapas temáticos con gráficos incluidos sobre la región en estudio.
2. Realizar análisis y resúmenes estadísticos.
3. Realizar consultas para obtener datos sobre determinada comunidad o instalación.

En general, con el SIG se pueden obtener:
Valoración de recursos energéticos. Se puede realizar en cualquier momento una valoración de los recursos energéticos para alguna región, comunidad o instalación puntual, y determinar las posibles fuentes energéticas para su aprovechamiento.

Evaluación del impacto socio-económico. Este es, sin dudas, uno de los aspectos más importantes, debido a que el objetivo fundamental del SIG es determinar cómo resolver los problemas energéticos de una región o comunidad con FRE y esto trae siempre aparejado un impacto socio-económico positivo, pues se produce una reanimación en la vida económica y social de la comunidad.

Evaluación del impacto ambiental. El cuidado del medio ambiente es otro de los factores a tener en consideración. Aunque las FRE se caracterizan por provocar un impacto ambiental mínimo, siempre hay que considerar la posibilidad de minimizar aún más dicho impacto.

Existen varios software para el manejo de los SIG en general; entre ellos, podemos mencionar: TeleMap, Idrisis para Windows, MapInfo, ARC/INFO y otros. Cada uno de estos sistemas posee sus particularidades, pero el principio de su funcionamiento es el mismo: el enlace de bases de datos a bases cartográficas (mapas).

Los SIG son empleados en la actualidad con diferentes fines, entre los que podemos mencionar la prospección y administración de recursos naturales, la planificación de talas y reforestación en bosques, el estudio de evolución de hábitats naturales con el paso del tiempo, la gestión integral de los acueductos y alcantarillados, y la supervisión del desarrollo de epidemias en áreas amplias.

Proyecto guantanamero
En la actualidad, el Grupo de Energía del Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente (CITMA), en la provincia Guantánamo, en colaboración con el Centro de Investigaciones de Energía Solar (CIES), de Santiago de Cuba y el apoyo de CUBASOLAR, labora en la creación de un SIG sobre FRE. Se trabaja con el software MapInfo Professional versión 4.0 y como base cartográfica, un mapa en modo raster de la provincia.

El sistema está estructurado, siguiendo la metodología, en diferentes capas. A cada una de estas capas le corresponde una FRE: energía solar fotovoltaica; hidroenergía; residuales de la agroindustria cafetalera (biomasa), azucarera, etc. Además, existe una capa donde están señaladas todas las comunidades con información sobre electrificación, cantidad de viviendas, población y otros datos.

El objetivo fundamental de este trabajo es lograr referenciar geográficamente todas las FRE del territorio, tanto las empleadas en la actualidad, como las potencialidades que existen, y asociarlas a las comunidades, en una primera etapa a las comunidades rurales donde no existe la electrificación por el Sistema Electroenergético Nacional, teniendo siempre en cuenta factores tan importantes como las tecnologías más apropiadas, los costos y el impacto medioambiental.