La problemática de la electrificación

rural con características de resiliencia al

cambio climático y riesgo de desastres

en las regiones de América Central y El

Caribe

Marco Antonio Rodríguez

Noviembre 2016

Pautas de aproximación

Analizar las consecuencias del cambio climático (CC) en

Centro América (CA) y Caribe

Conocer el impacto de los eventos extremos, considerando

algunas experiencias recientes

Determinar la vulnerabilidad de los sistemas eléctricos

Establecer algunas propuestas para la adaptación y creación

de resiliencia

Principales efectos del CC en CA

Es una de las regiones más expuestas al CC y uno de los

menores contribuyentes a la producción de los GEI

Zona afectada en forma recurrente por sequías, ciclones y

el fenómeno de El Niño/Oscilación Austral (ENSO).

Efectos importantes en actividades productivas; agricultura

y generación hidroeléctrica.

La región alberga valiosos acervos naturales y culturales

que requieren ser preservados y valorados por su

contribución al desarrollo de las generaciones actuales y

futuras.

Sus ecosistemas y la abundante biodiversidad proveen

múltiples productos y servicios, incluida la polinización, el

control de las plagas, y la regulación de la humedad, los

caudales hídricos y el clima local.

(CEPAL)

Principales efectos del CC en Caribe

Deterioro de las condiciones costeras, por ejemplo: erosión de las playas y la decoloración de los corales, acidificación del océano perjudicará las industrias locales, como la pesca, y reducirá su valor como destinos turísticos.

Las inundaciones, las mareas de tormenta, la erosión y otros peligros costeros se agravan por el aumento del nivel del mar, situaciones que amenazan la infraestructura vital, las tierras de cultivo los asentamientos y las instalaciones que contribuyen al sustento de las comunidades isleñas.

Los recursos de agua dulce sufrirán una merma, hasta el punto en que no puedan satisfacer la demanda durante los períodos de baja precipitación. Disminuirá el tamaño de las lentes de agua dulce y se verá acotada la disponibilidad de los recursos hídricos en general debido a las menores precipitaciones y la intrusión de agua salada

Se espera una mayor invasión de especies no nativas como consecuencia de las altas temperaturas, sobre todo en las islas de latitudes medias y altas.

La subregión sufrirá pérdidas económicas debido a los menores rendimientos agrícolas causados por el acortamiento de la temporada de crecimiento y las sequías.

El aumento del nivel del mar traerá aparejada la pérdida de los manglares y los arrecifes de coral.

Los fenómenos extremos dañarán los bosques.

Menguará el turismo a causa de la mayor frecuencia y gravedad de los fenómenos meteorológicos extremos.

(CEPAL)

Eventos extremos

Se espera un aumento en la frecuencia y en la

intensidad

Tormentas fuertes

Inundaciones

Sequía

Olas de calor

Ciclones

Huracanes

Fotografías del internet

Impacto en el sector energía (1/2)

Cambios graduales y paulatinos de las condiciones climáticas

Aumento de la temperatura

Aumento de la demanda pico en verano

Disminución de la demanda en invierno

Reducción de la eficiencia de la generación térmica

Reducción de la capacidad de equipos

Aumento del nivel de mares

Mayor costo de infraestructura costera

Necesidad e elevar o desplazar instalaciones

Mayor erosión y riesgo de inundación

Cambio en la precipitación

Cambios en la disponibilidad hidroeléctrica

Cambios en los régimen de hidroelectricidad

Cambio en la disponibilidad y calidad del gua de refrigeración de

centrales térmicas

Fotografías Marco A. Rodríguez

Impacto en el sector energía (2/2)

Desafío para la energía solar y eólica (aumento de la nubosidad en regiones y el

incremento y gravedad de las tormentas podrían dañar los equipos)

Afectación a producción agrícola, reduciendo la producción de biomasa para la generación

de energía.

Peligros relacionados con el clima afectarán en el sector de gas y petróleo,

interrumpiendo la producción y distribución.

La infraestructura de transmisión, tuberías y líneas de transmisión de energía se afectarán

por temperaturas mas altas y por fenómenos climáticos extremos. Los ductos por

incremento del nivel del mar, inundaciones y deslizamientos, incendios forestales, olas de

calor o temperaturas extremas en regiones cálidas. Vientos Fuertes afectan las redes de

transporte de energía eléctrica.

Eventos extremos

Destrucción de infraestructura

Envejecimiento de equipos (por calor extremo)

Consecuencias de la pérdida de suministro

En general y desde el punto de vista humanitario

Interrupción del suministro de agua potable/segura en instalaciones estratégicas: centros de

salud, escuelas, albergues, oficinas gubernamentales (policía, CEO). Posibilidad incremento EDAs.

Interrupción de las comunicaciones (efecto aislamiento sobretodo en zonas rurales).

Interrupción parcial o total del transporte (urbano) y transporte público, por falta de

funcionamiento de estaciones de provisión de combustible.

Ocasiona caos de transito sin semáforos o señalización.

Incrementa riesgo de salud en grupos vulnerables (embarazadas, personas con discapacidad,

enfermos especiales, etc.).

Pérdida económica en sector industrial, comercial y turismo. También afecta a pequeños

productores (pescadores, artesanos).

Incremento de criminalidad (robos, saqueos).

Perspectiva de urbanización en la región A nivel global, en 1960 el área rural representaba el 66%, en 2015 representa el 46% (Banco

Mundial).

América Latina y el Caribe, en 1960 el área rural representaba el 51%, en 2015 representa el 46%

(Banco Mundial).

En el Caribe (Antigua y Barbuda, Bahamas, Barbados, Belice, Dominica, Granda, Guyana, Jamaica,

SKN, SVG, SL, Suriname y TyT), en 1960 el área rural representaba el 68%, en 2015 representa el

58% (Banco Mundial).

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Latin America and the Caribbean Caribbean Central America

Proporción de población urbana (NNUU)

Vulnerabilidad de los Sistemas eléctricos

Tradicionalmente la infraestructura eléctrica no ha sido diseñada para soportar grandes eventos meteorológicos, debido a que se considera económicamente justificable, lo que se ha buscado es mejorar los mecanismos de restauración.

Las vulnerabilidades con el cambio climático del sector energía todavía no están completamente evaluados, y la región tiene que diseñar y poner en práctica medidas eficaces de adaptación. Aun cuando algunos de la impactos previstos del CC han sido identificados, la falta de la información y los altos niveles de incertidumbre han limitado la adopción de enfoques específicos estrategias de adaptación (BID, 2014)

Análisis de vulnerabilidad de eventos climáticos propuesta por EPRI (impacto en sistemas de transmisión y distribución).

La planificación ante eventos extremos considera los medios de información, para el personal de la empresa y usuarios. Mantener canales de comunicación seguros y accesibles entre partes afectadas.

El sector rural tiene menor vulnerabilidad por la baja dependencia de los sistemas de energía eléctrica, brindando mayor flexibilidad para la utilización de propuestas tecnológicas de menor escala. Algunas de estas propuestas no siempre son mas económicas en su operación y porque requieren mantenimiento, es necesario analizar en el contexto integral de la actividad productiva y también de la integración a lo sistemas eléctricos principales (Ej. Estudio de red de comunicación de emergencia).

Algunas experiencias en Caribe

San Vincent y Granadinas, Tormenta de Navidad 2013

Total Daños y Pérdidas, USD108M, el sector energía 8%.

San Lucia. Tormenta de Navidad 2013

Total Danos y Pérdidas USD99.88M, no se conto con información del

sector eléctrico.

Dominica. Tormenta Erika Agosto 2015

Total Danos y Pérdidas, USD477M, el sector energía represento el 0.5%

Fotografías Marco A. Rodríguez

Huracán Mathew

El 22 de Septiembre se forma la onda tropical, el 29 se convierte en Huracán C1 después de su paso por S. Lucia. El 1 de octubre alcanza C4.

13 Países afectados: Aruba, Colombia, Curazao, Haití, San Lucia, San Vincent y Granadinas, Martinica, Barbardos, Venezuela, Cuba, Turcos y Caicos, Bahamas y Estados Unidos.

Haití: 546 muertes, 175.000 personas perdieron su vivienda, 1.86 billones USD, una quinta parte del PIB

RMS estimo: Pérdidas en el Caribe de USD1 a 3B y en EEUU entre USD1.5 y 5B.

Air Worldwide: Pérdidas en el Caribe de USD600M a 2B y en EEUU USD2.2B to 6.8B.

En Bahamas

Afectación en Isla Providencia, San Andrés y Gran Bahamas

Daños importantes a vivienda y corte de vías por caída de árboles

Corte del servicio de energía eléctrica, alrededor del 70% de la red de transmisión destruida.

Corte del servicio de agua y cierre temporal de servicios de turismo

Fotografías e imagen del internet

Lecciones aprendidas

Se prioriza en la atención humanitaria las áreas urbanas y

zonas de turismo.

Es necesario contar con planes de acción inmediata articulado

con el sector privado (ejemplo: limpieza y remosión de

escombros en vías de acceso, preposicionamiento de kits de

emergencia, identificación de proveedores)

Contar con mecanismos de evaluación de daños y pérdidas que

permita establecer el impacto económico a corto medianto y

largo plazo y priorizar acciones

Mecanismos de acceso a fondos para la respuesta y

rehabilitación post desastre (reasignación de fondos de

proyectos en ejecución, acceso a recursos de disponibilidad

inmediata, ampliación de operaciones de crédito)

Fotografías Marco A. Rodríguez

Acciones de adaptación Desarrollar capacidades preventivas y de respuesta, ante posibles impactos adversos provocados por eventos climatológicos

extremos. Éstas incluyen la generación de información y conocimiento sobre la vulnerabilidad.

Estrategia de adaptación (EPRI):

1. Pronósticos climáticos.

Inventario minucioso de equipamiento de los componentes que pueden ser afectados, con la clasificación estado o condición física.

Grado de sensibilidad respecto los eventos considerados.

Relación funcional con otros componentes y subsistemas.

Impacto de su afectación (indisponibilidad).

Costos y facilitad de reparación/remplazo.

2. Creación de escenarios. Establecer casos críticos o anormales

3. Análisis de impacto. Dos tipos de impacto

Impactos sobre los componentes del Sistema. Reducción de virtual y reemplazo en caso de daño severo.

Impactos sobre la operación e integridad funcional del Sistema. En base a modelos de simulación modelos estocásticos para análisis probabilístico de la confiabilidad del Sistema.

4. Diseño de soluciones. Tres estrategias para búsqueda de soluciones:

Refuerzo del Sistema

Prevención

Recuperación/restauración

Refuerzo del sistema Implica elevar la capacidad para soportar eventos extremos. Utiliza parámetros de diseño que

excedan los estándares actuales y aumenta la frecuencia de mantenimiento para reducir el impacto

sobre la reducción de la vida útil del equipamiento.

Medidas tecnológicas:

Estructurales. Como aumentar la altura de las presas, introducir fuentes de energía que no dependen del clima como

respaldo energético de bajo costo y baja vulnerabilidad.

Diseño. Diseño de acuerdo a los escenarios críticos.

Medidas de utilización: Modificar el régimen de operación con otras fuentes de energía.

Fotografías Marco A. Rodríguez

Prevención

Tomar acciones para adecuar el Sistema eléctrico de modo de reducir el daño y el corte de suministro.

Acopio extra de combustible para plantas mas pequeñas en zonas críticas (áreas rurales).

Provisión adicional de repuestos y partes.

Preparación y coordinación de cuadrillas de trabajo para la emergencia.

Cambios en la operación habitual (despacho de unidades locales) para reducir la importación desde otras áreas eléctricas, reduciendo las fallas que pudieron ocurrir en las líneas de interconexión. Por ejemplo, sistemas con generación eólica.

Coordinación con centros de información meteorológica y defensa civil (entidades de respuesta), organización y capacitación de equipos de evaluación rápida, planes coordinados de atención, priorización de puntos críticos (atención humanitaria).

Gestión de la comunicación, medios de información para el personal de la empresa y usuarios. Mantener canales de comunicación seguros y accesibles entre partes afectadas

Equipos de generación “portátil” en conformación de redes tipo celular en situaciones de emergencia.

Fotografías Marco A. Rodríguez

Restauración

Es la etapa posterior a la ocurrencia del evento, esta relacionado con la estrategia de prevención.

Es una preparación previa para acelerar y hacer más eficiente el proceso de recuperación del

Sistema.

En eventos extremos es contrario a la planificación normal, porque se produce daños estructurales

o destrucción total de elementos y partes del Sistema, por lo que es necesario el remplazo o

reparación mayor de los componentes utilizados.

Durante la recuperación que puede durar mucho, el sistema funciona fuera de las condiciones del

diseño generando mayor vulnerabilidad no solamente a los eventos adversos si no a situaciones

normales.

Fotografías Marco A. Rodríguez

Conclusiones No es posible o es económicamente inviable reforzar el Sistema para soportar todo tipo de evento. Debe

establecer un equilibrio entre refuerzo del Sistema, prevención y restauración. Es preciso definir el grado

de severidad que es capaz de soportar y definir los refuerzos necesarios y definir que nivel de riesgo de

interrupción y danos se puede aceptar, dejando algunas acciones a la reconstrucción.

Es fácil y económico extender las condiciones de diseño en componentes nuevos o componente de

reemplazo por otras causas, que reforzar componentes en actual operación.

Los reemplazos por obsolescencia, por capacidad o malas condiciones de funcionamiento representa una

oportunidad única para mejorar el diseño de los elementos para dotarlos de mayor resiliencia.

Tomar en cuenta la visión integral del desarrollo y la necesidad de fortalecer la preparación ante eventos

adversos.