Localización óptima de una central hidroeléctrica en La Rioja

Trabajo sobre SIG
Título	Localización óptima de una central hidroeléctrica en La Rioja
Autores	Javier Tarriño Ortiz Alberto Serrano González Ángel Díaz Jiménez Diego Sebastián Muñoz
Asignatura	Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil
Curso	Curso 14/15
Este artículo ha sido escrito por estudiantes como parte de su evaluación en la asignatura

La idea principal consiste en localizar la ubicación óptima de una central hidroeléctrica en la Comunidad Autónoma de La Rioja.

Para llevar a cabo el desarrollo primero se discutió si decidiríamos realizarla en un embalse ya existente o podríamos realizarla creando una nueva presa. Finalmente nos decidimos por la primera opción de aprovechar un embalse ya existente.

Como primera idea se atendió a la preselección de los embalses mejores dotados en cuanto a cercanía a líneas eléctricas, capacidad de dichos embalses y conocer la existencia previa de centrales hidroeléctricas.

Tras esta primera eliminación nos quedamos con una serie de embalses entre los cuales se decidiría llevar a cabo nuestra central. Para todo ello en dichos embalses nos basamos en la cercanía a núcleos urbanos y población a la que afectaría.

Con todo esto se llegó a la definitiva conclusión y solución de la ubicación óptima de una central hidroeléctrica cuyo proceso seguido y propuesta definitiva se describen a lo largo de las siguientes páginas.

1 Introducción

Tras analizar el uso y la procedencia de la energía usada en La Rioja, se observan detalles destacables. Esta comunidad basa su consumo de energía en las fuentes renovables, principalmente eólicas, y a su vez es una gran suministradora de energía a otras comunidades.

Aprovechando los numerosos embalses existentes en esta comunidad, se ha planteado la posibilidad de realizar un estudio con el fin de encontrar un embalse en el que se pueda localizar una central hidroeléctrica. De este modo, un aumento en la generación de energía eléctrica, aprovechando una fuente renovable, podría derivar en la obtención de beneficios gracias a su exportación a otras comunidades cercanas; así como, en una reducción en el uso de fuentes contaminantes como el petróleo.

Situar una obra de tales características requiere una serie de condicionantes que deben cumplirse:

-Capacidad del embalse. El caudal de equipamiento, o caudal máximo a turbinarse, va a influir sobre la energía eléctrica producida. Por tanto, al estar vinculado este parámetro con la capacidad del embalse, buscaremos aquellos que puedan almacenar mayores volúmenes de agua.

-Cercanía a líneas de alta tensión. Una central de estas características ha de estar conectada con las líneas de alta tensión para poder conducir la energía hasta donde vaya a ser consumida.

-Cercanía a núcleos urbanos. La cercanía a núcleos de población es un aspecto esencial en este tipo de instalaciones puesto que cuanto más cerca esté de una población (y a su vez, mayor sea el número de habitantes de ésta), más productiva, será puesto que así proporcionará energía a una mayor cantidad de personas en menor tiempo.

2 Metodología

Los datos empleados para la elaboración del trabajo han sido los siguientes:

- Mapa de Embalses de la Cuenca Hidrográfica del Ebro, de la web www.chebro.com.

- Mapa de Embalses de la Comunidad Autónoma de La Rioja, de la web www.iderioja.com (temática hidrografía).

- Mapa de Municipios de la Comunidad Autónoma de La Rioja, de la web www.iderioja.com (temática municipios).

- Mapa de centrales de la Cuenca Hidrográfica del Ebro, de la web www.chebro.com.

- Mapa de líneas eléctricas de la Cuenca Hidrográfica del Ebro, de la web www.chebro.com.

- Mapa de líneas eléctricas de España, descargadas del CNIG (BTN 100, Energía y conducciones).

- Mapa de Núcleos de Población de la Comunidad Autónoma de La Rioja, de la web CNIG (BTN 100, Poblaciones y construcciones).

Todas las operaciones realizadas han sido vectoriales. Entre ellas podemos señalar las siguientes:

- Dibujo de una capa SHAPE (polígono): dibujar el contorno de La Rioja.

- Intersección: operación realizada para seleccionar una serie de elementos contenidos en otro elemento. Se ha usado para determinar los embalses, las líneas y las centrales de la comunidad de La Rioja.

- Buffer: determinación del área de influencia de un elemento sobre otro para así establecer la relación entre ellos.

- Dibujo de una capa SHAPE (línea): dibujar líneas eléctricas.

- Cálculo de los centroides de los embalses para ver su relación con los buffer de las líneas eléctricas.

3 Notas sobre el proceso

Comentar que fue necesario transformar la mayoría de los vectoriales a sistema de referencia 25830 excepto los utilizados de iderioja.

En primer lugar, se compararon la totalidad de los embalses de la cuenca del Ebro con los embalses de La Rioja. Debido a que solo interesan los que están dentro de los límites geográficos de La Rioja, se carga el vectorial de municipios (municipios_utm_etrs89), y se intersecta este vectorial con el de los embalses del Ebro. Se realizó una pequeña modificación de esta intersección, pues uno de los embalses está situado en 2 comunidades autónomas a la vez, y quedaba cortado por la mitad. La solución consistió en dibujar un polígono similar al contorno e intersectar con la totalidad de embalses. La decisión de usar 2 vectoriales de embalses, tenía el fin detectar la falta de algún embalse que no apareciera en algún vectorial y se observó que el vectorial de embalses del Ebro era más completo, por lo que nos decantamos por utilizar éste.

Posteriormente, se decidió hacer una preclasificación de los embalses. Ésta se realizó en función de: cercanía a líneas eléctricas, presencia o no de centrales hidroeléctricas y caudal del embalse. En función de estos criterios, se puso una nota a cada embalse y se eligieron los de mayor nota.

Al igual que con los embalses, se descargaron los archivos vectoriales de las centrales y líneas eléctricas.

Respecto a las centrales, tras la comparación de ambos se observó que estaba más completo el primer vectorial y por ello se optó por trabajar únicamente con él. Debido a que está en forma de puntos y para trabajar con él se necesita en polígonos, se realizó un buffer de las centrales de 1m.

Por otro lado, para el caso de las líneas eléctricas se usaron ambos, incorporando líneas del vectorial de Chebro al del CNIG, dibujándolas manualmente.

Con el fin de tener, en los dos casos, sólo los presentes en la comunidad, se intersectaron ambos vectoriales con el vectorial que contiene los límites de ella.

De todas las centrales, se seleccionan las hidroeléctricas, ya que donde haya una, se descartará ese embalse. El coeficiente de ponderación en caso de que haya central hidroeléctrica será 0 y en caso contrario, 1.

Para determinar el área de influencia de las líneas, el proceso seguido fue; en primer lugar, la realización de diferentes buffers de 500, 1000, 2000 y 5000 metros y, posteriormente, la determinación de su intersección con los centroides de los embalses. Los coeficientes de ponderación fueron 5, 4, 3, 1 para el caso de que el centroide estuviera contenido dentro de cada buffer respectivamente, y 0 en el caso de que no estuviera en ninguno. Se analizaron las líneas en función de su tipo y se pudo observar la presencia de líneas de alta y baja tensión.

Para clasificarlos en función de la capacidad, se le dio una nota a cada embalse, superior a mayor validez. Si ésta está entre 0 y 20, su nota será 0; entre 20 y 30, 1; entre 30 y 40, 2; entre 40 y 50, 3; entre 50 y 60, 4 y finalmente, si es superior a 60, 5.

Tras realizar la multiplicación de las tres notas, se observa que el número de embalses se ha reducido notablemente y sólo quedan dos entre los que elegir.

Por último, se usaron los criterios de proximidad a líneas de alta tensión y cercanía a municipios.

La línea eléctrica que sale de las centrales hidroeléctricas debe ser del tipo de alta tensión. Por ello, se analizó la distinción entre los distintos tipos de líneas (alta y baja tensión) y su cercanía a los embalses. Se observa que las líneas que llegan a los 2 embalses que nos quedan son de baja tensión y que por lo tanto en ambos casos habría que construirla y unirla con la red de alta tensión que atraviesa de este a oeste la comunidad. Sin la necesidad de realizar ningún cálculo puesto que se detecta a simple vista, se puede estimar que la longitud de línea a construir va a ser aproximadamente igual en ambos casos y que por lo tanto este factor no va a ser determinante en la elección de uno de ellos.

Se tuvo en cuenta en función de la población que afectaba según distancia ponderando por un coeficiente cada valor, es decir, se utilizaron buffer de 750, 2500 y 5000m y se multiplicó por coeficientes de 2, 1.5 y 1 respectivamente a la población que se veía afectada dentro de cada buffer. Para la solución final nos fijamos en la diferencia de población a la que abastecería ponderadamente, eligiendo como emplazamiento final la que mayor población ponderada se veía afectada.

4 Resultados

Para la preselección se llevo a cabo la elaboración y desarrollo de la siguiente tabla. En ella se incluyeron todos los embalses disponibles en La Rioja con su respectiva capacidad. Según la ponderación antes descrita según capacidad, cercanía a líneas eléctricas y presencia o no de central hidroeléctrica se obtuvieron los siguientes resultados:

En definitiva con la tabla anterior se llegó a la selección de los embalses González Lacasa y Enciso, que serán los que estudiarán para la posible localización de nuestra central hidroeléctrica.

Para los resultados de la preselección, es decir, el embalse González Lacasa y el embalse Enciso llevamos a cabo la elaboración de las siguientes tablas según la población a la que afectan y teniendo en cuenta un coeficiente de ponderación según la distancia para obtener los siguientes resultados de población afectada ponderada:

5 Conclusiones

Tras la realización de las sucesivas operaciones de descarte, se ha determinado una solución única. Se concluye que el embalse que cumple mejor los requisitos para la construcción de la central hidroeléctrica, es el de González Lacasa. A su vez añadir que se tiene previsto la construcción de esta central.

6 Anejos

Se pueden adjuntar archivos usando el enlace Subir archivo que aparece a la izquierda.

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