Imprimir Republicar

Ingeniería

Sin derroche

Innovaciones en metodología y software mejoran el control de las pérdidas de energía en el sector eléctrico

BEL FALLEIROSTodos los años, entre las hidroeléctricas y el consumidor final, nada menos que el 18% – o 80 mil Gigavatios-hora (GWh) – de la energía eléctrica producida en el país se pierde en el enmarañado de cables, transformadores, ramales de conexiones y medidores que componen las redes de transmisión. Son 20 mil millones de reales de pérdidas para las empresas del sector. Con el objetivo de descubrir los vertederos por donde esa energía se escurre, el profesor Antonio Padilha Feltrin, del Departamento de Ingeniería Eléctrica del campus de Ilha Solteira de la Universidad Estadual Paulista (Unesp), interior de São Paulo, desarrolló con el apoyo de la FAPESP un sistema que analiza las pérdidas eléctricas. La idea era obtener mediciones de manera relativamente rápida, realizar un seguimiento y proponer un plan de acción para disminuirlas. Sin embargo, los resultados superaron esa expectativa. El estudio dio origen también a una metodología y a un software destinado a ayudar a las compañías de distribución a calcular y entender mejor cómo y dónde se producen las principales pérdidas. De acuerdo con Padilha, esa preocupación es relativamente antigua en la ingeniería eléctrica. “Pero ahora, con la separación en Brasil de las actividades del sector eléctrico en empresas de generación, transmisión y distribución, el problema ha cobrado relevancia y hemos empezado a investigar”, explica. “Cuando observamos que las pérdidas en las distribuidoras, que les suministran energía a los consumidores finales, son mucho mayores que en los otros segmentos y que varían mucho de una empresa a otra, surge la necesidad de desarrollar nuevas  formas de calcularlas.”

El trabajo empezó en 2004, con  un proyecto de investigación y desarrollo (I&D), aprobado por la Agencia Nacional de Energía Eléctrica (Aneel). A partir de entonces, el equipo del profesor dio continuidad a las investigaciones, en busca de nuevos métodos. Lo que ellos pretendían era crear una metodología que uniese las ventajas de dos tipos de cálculos, los simples y los complejos. Según Padilha, el cálculo de las pérdidas técnicas de un sistema de distribución involucra muchas variables. Entre ellas, es posible citar la diversidad de redes (de media y baja tensión), la cantidad y la variedad de dispositivos que causan pérdidas eléctricas (medidores, ramales, transformadores) y la cantidad de datos necesarios para efectuar los cálculos. “Debe identificárselas para suministrar aportes en el diseño de planes de acción tendientes a minimizar las pérdidas técnicas y también a eliminar las no técnicas, tales como el robo de energía ocasionado por las conexiones clandestinas.”

Según él, la opción entre un proceso de cálculo más elaborado y uno simplificado depende tanto de los datos disponibles como del objetivo propuesto. “Los métodos más complejos, llamados botton-up, presentan resultados que se acercan a la realidad, y pueden incluso utilizarse para los análisis individuales y localizados”, explica. El problema es que para ello se necesita una extensa base de datos y un registro permanentemente actualizado. Las metodologías simplificadas, tales como los procesos estadísticos y los modelos geométricos conocidos como top-down, requieren un volumen reducido de datos y permiten la estimación de las pérdidas de manera rápida. Pero, en este caso, los resultados son satisfactorios únicamente cuando se los aplica a grandes sistemas y de manera global.

Un método sencillo
Allí entra el trabajo de Padilha, realizado con el alumno de doctorado Marcelo Escobar de Oliveira, que desarrolló un método sencillo, con  resultados más precisos. Éste permite obtener las pérdidas técnicas en las redes de distribución, de manera tal que los cálculos puedan realizarse sin dificultades al menos una vez por mes. “La innovación del método consiste en usar únicamente los datos más utilizados y de fácil obtención en las distribuidoras y despreciar, o intentar evitar la necesidad de otros que no son de uso cotidiano en la ingeniería de las empresas”, explica Padilha. “Con base en esto, logramos llegar a un nuevo método de cálculo”. Esta metodología se basa en la determinación de las pérdidas técnicas mediante una cantidad de datos mínimos: curva de carga en la subestación, datos de la red de media tensión, tales como los cables y la cantidad de transformadores, y datos promedio de la red de baja tensión, tales como el tipo de cable y el kilometraje. Pero se obtienen resultados tan confiables como en procesos complejos. “La metodología puede suplir la deficiencia de muchas empresas que no poseen los datos de todos sus clientes, como así también de algunos segmentos, tales como circuitos de baja tensión, ramales de conexión y medidores”, dice Padilha.

Pese a las ventajas del método que desarrolló, Padilha recuerda que es imposible anular las pérdidas, aunque Brasil puede reducir bastante el derroche. Segundo él, en los países desarrollados las mismas se ubican en torno al 12%. “Naturalmente el sistema brasileño exhibe algunas características especiales, tales como el lugar de la generación hidroeléctrica, que se ubica lejos de los centros de consumo”, dice. “En el mundo, las mayores pérdidas ocurren en la distribución, y en Brasil no es diferente. Por lo tanto, el esfuerzo para reducirlas debe empezar por disminuirlas en ese sector, y el primer paso consiste en conocer los orígenes, técnicos o comerciales, y los segmentos o partes de la red en que éstas son mayores.”

Con base en la nueva metodología que desarrolló, el equipo de Padilha creó un  software destinado a realizar los cálculos de forma automática y amigable, lo que permite la obtención de las pérdidas técnicas por segmentos de red. A partir del valor total de las mismas, se pueden calcular las pérdidas no técnicas, aquéllas que suceden debido a errores de medición, hurtos y fugas, por diferencia. También como resultado del proyecto, se publicaron cuatro artículos en congresos y uno en una revista, además de un capítulo de libro. El software desarrollado por Padilha y su equipo debe ahora ser adaptado para trabajos prácticos. “Es excelente para trabajos científicos, pero para otras aplicaciones se hacen necesarias adaptaciones en el flujo de entrada y salida de datos.  Existen algunas empresas distribuidoras y una empresa que desarrolla y comercializa software interesadas en el programa.”

El proyecto
Análisis de tensión y de pérdidas eléctricas en sistemas de distribución de energía eléctrica (nº 07/07041-3); Modalidad Ayuda Regular a Proyecto de Investigación; Coordinador Antônio Padilha Feltrin – Unesp; Inversión R$ 71.756,94 (FAPESP)

Artículo científico
OLIVEIRA, M.E.; PADILHA FELTRIN, A. A top-down approach for distribution loss evaluation. IEEE Transactions on Power Delivery. v. 24, n. 4, p. 2.117-24. out. 2009.

Republicar