Pérdidas eléctricas: tres tendencias tecnológicas que pueden ayudar a resolver el problema

Por: Rafael Crochemore Ney, Raúl Jiménez y Arturo Alarcón *

Las pérdidas de electricidad en los sistemas de transmisión y distribución son uno de los principales desafíos del sector eléctrico en América Latina y el Caribe. A pesar de los esfuerzos realizados, y los que están en marcha, sus niveles siguen siendo elevados. En 2016, por ejemplo, las pérdidas eléctricas en la región fueron más de 240 Tera-watts-hora (TWh), prácticamente tres veces el consumo de energía eléctrica en Centroamérica ese año. En términos relativos, nuestra región pierde alrededor del 17% de la energía generada, casi el triple de la tasa observada en los países de altos ingresos de la OCDE. Además, esta es una situación generalizada, 21 de los 26 países de América Latina presentaron niveles de pérdidas superiores al 10% entre 2015 y 2016.

Aunque hasta cierto punto las pérdidas eléctricas son inevitables para cualquier sistema eléctrico, los niveles de LAC son alarmantes, y constituyen una de las principales ineficiencias del sector eléctrico. Las perdidas eléctricas se traducen directamente en una reducción de ingresos que afectan no solo a la sostenibilidad financiera de las empresas (en particular la distribución de energía), sino que incluso pueden afectar el déficit fiscal de algunos países. A nivel regional, esta situación representa un costo anual del 0,3% del PIB, comparable a la inversión en programas sociales como el Bolsa Familia en Brasil o el programa “Prospera” en México. Por otro lado, y dependiendo del modelo tarifario, las perdidas eléctricas son una penalización a los usuarios que pagan sus cuentas de electricidad, o a los contribuyentes que financian con sus impuestos las diferencias entre lo generado y lo recaudado.

No obstante, y a pesar de este escenario negativo, ¡hay buenas noticias!  Las últimas tecnologías de medición y control, que vienen de la mano de la digitalización del sector, traen soluciones costo efectivas para combatir este problema, apoyando a reducir tanto las pérdidas técnicas (pérdidas de energía en los conductores y equipos de red), como las pérdidas no – técnicas “o “comerciales” (pérdidas en la medición, facturación, conexiones ilegales, etc.). En esta nueva ola tecnológica, pueden destacarse tres tendencias tecnológicas:

• Sistemas de medición inteligente (o “Smart Metering “), que permiten medir en tiempo real el consumo de los usuarios. El análisis de los datos de consumo permite, por un lado, identificar las áreas críticas de la red donde hay pérdidas eléctricas (con el fin de enfocar las campañas de inspección de usuarios irregulares, por ejemplo), y, por el otro, plantear estrategias para optimizar la configuración de la red a fin de optimizar su uso y reducir las pérdidas (sabiendo donde están los puntos y periodos de mayor y menor consumo). Un punto importante: un “medidor inteligente” que no tienen sus datos colectados y analizados, no es más que un medidor “burro” disfrazado (es decir, no solo se trata de instalar medidores inteligentes…. ¡es importante analizar los datos!).
• Sistemas informáticos descentralizados (“edge computing”),muy relacionados a los medidores inteligentes. Estos sistemas utilizan el concepto de computación descentralizada: distribuir físicamente la capacidad de procesamiento de datos en la red de distribución (miles de minicomputadoras distribuidas, comunicándose entre sí). Junto con los medidores inteligentes y las nuevas tecnologías de la comunicación los sistemasde edge computingpermiten la recolección y análisis de grandes cantidades de datos, brindando al sistema de medición una robustez mucho mayor, a la que tuviera con un sistema de recolección único y centralizado, y apoyando la detección de pérdidas eléctricas en la última milla de la red. El aspecto crítico para la operación de estos sistemas es la capacidad de comunicación entre miles de procesadores, lo que plantea la necesidad de que los sistemas tengan la capacidad de interconectar diferentes protocolos y tecnologías, con altos niveles de fiabilidad.
• Análisis avanzado de redes eléctricas. La red de distribución antes era una entidad “pasiva”, elementos físicos sin ninguna capacidad de actuación. Poco a poco se está convirtiendo en una entidad activa: re-conectores automáticos, interruptores con accionamiento remoto, generación distribuida, medidores inteligentes, e incluso casas inteligentes (“smart homes”). Todos estos elementos están convirtiendo a la red de distribución en una entidad “activa”, con la capacidad de cambiar su configuración de acuerdo con las condiciones de demanda, clima, oferta, fallas, etc: una red inteligente (Smart grid).Esta realidad plantea un reto matemático de grandes proporciones para la planificación de la expansión de las redes, y para controlar su funcionamiento en tiempo real. Sin embargo, a la par que la complejidad del problema crece, también crece la capacidad para resolverlo. Ya existen herramientas apropiadas para el análisis avanzado de redes, que utilizan técnicas de optimización heurística e inteligencia artificial, y la creciente capacidad de procesamiento de los computadores (que puede ser distribuida en la red, como ya mencionamos).

Con la combinación de sistemas de medición inteligente, Edge Computing, y los últimos avances de inteligencia artificial, podemos esperar que la red de distribución se optimice y reconfigure automáticamente, segundo a segundo, según las necesidades de la demanda, para garantizar el suministro de calidad y fiabilidad, reduciendo las perdidas técnicas, y apoyando a las empresas en la gestión de las pérdidas no técnicas. Si bien esto parece un escenario de ciencia ficción, ya hay empresas en nuestra región que están comenzando a aplicar estas tecnologías. Un punto de particular importancia es la adecuación de los marcos de regulación con el fin de crear incentivos adecuados para la aplicación de estas nuevas tecnologías, y para garantizar la sostenibilidad del sector. Este es un tema para su análisis en mayor profundidad en otra ocasión.

 

Foto: Photo by Evan Smogor on Unsplash

 

Sobre los autores:

Rafael Crochemore Ney es Ingeniero Eléctrico, con Especialización en Gestión de Proyectos y Maestría en Ingeniería Eléctrica por la Universidad Federal de Santa María en el área de nuevas oportunidades de modelos de negocios en Generación Distribuida. Es coordinador de los programas de Financiamiento con BID y AFD en el Grupo CEEE, con foco en proyectos de Generación, Transmisión y Distribución de Energía Eléctrica.

Raul Jimenez realiza investigaciones en la División de Energía del BID. Sus áreas de interés incluyen ahorro de energía, evaluación de impacto y econometría aplicada. Raúl es Doctor (c) en Economía en la Universidad de Roma Tor Vergata. Es Master en Econometría por la Torcuato Di Tella y la Universidad de Economía de la Universidad de San Andrés.

Arturo Alarcón es Especialista Senior en Energía en el BID, con sede en Brasilia, Brasil. Arturo tiene un doctorado en Ingeniería Eléctrica con un enfoque en la planificación de los sistemas de energía, y un grado de Maestría en Sistemas de Potencia y de negocios, ambos de la Universidad de Strathclyde.