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

El objetivo que se persigue con este trabajo es encontrar 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.

PALABRAS CLAVE: La Rioja, central hidroeléctrica, líneas eléctricas, capacidad, población.

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 Resultados

NOTAS SOBRE EL PROCESO

En primer lugar, señalar que fue necesario transformar la mayoría de los vectoriales al sistema de referencia 25830, a excepción de los obtenidos de la página de iderioja.

Para comenzar, se emplearon dos fuentes diferentes para la determinación de los embalses existentes en la comunidad. Una fue la cuenca hidrográfica del Ebro y la otra, la infraestructura de datos espaciales de La Rioja. La decisión de usar dos vectoriales distintos, tenía el fin detectar la falta de alguno de ellos en el otro. Tras observar que el primero era más completo, fue éste el que se empleó.

Para poder determinar aquellos que se encontraban dentro de los límites geográficos de La Rioja, se cargó el vectorial de municipios (municipios_utm_etrs89), y se intersecó con el anteriormente citado. Se tuvo que realizar una pequeña modificación de esta intersección, pues uno de los embalses se encuentra situado en dos comunidades autónomas, y quedaba cortado por la mitad. La solución consistió en dibujar un polígono similar al contorno del mismo e intersecar con la totalidad de embalses.

Posteriormente, se decidió hacer una preselección de los embalses. Ésta se realizó atendiendo a los siguientes parámetros: cercanía a líneas eléctricas, presencia o no de centrales hidroeléctricas y capacidad del embalse. En función de estos criterios, se puso una nota a cada embalse y se eligieron aquellos con mejor calificación.

Se descargaron los archivos vectoriales de centrales y líneas eléctricas.

Se cargó el vectorial de centrales. Puesto que se encontraba en forma de puntos y para trabajar con él se necesitaba en forma de polígonos, se realizó un buffer de las centrales de 1m y con ello ya se pudieron efectuar las sucesivas operaciones.

Por otro lado, para el caso de las líneas eléctricas se usaron tanto el vectorial de CNIG, como el de Chebro (dibujadas en forma de puntos discontinuos). Se incorporaron líneas del segundo vectorial al primero respectivamente dibujándolas manualmente.

Como tenemos la totalidad de líneas de España y las centrales de la cuenca del Ebro y sólo nos interesan las presentes en la comunidad de la Rioja, se intersecaron los vectoriales de líneas y centrales finales con el vectorial que contiene los límites de ella.

De todas las centrales eléctricas, fueron seleccionadas las hidroeléctricas, ya que en aquellos lugares en los que existiera una, se descartaría el embalse. El coeficiente de ponderación en este caso sería de 0. Para el caso contrario; es decir, en caso de que no haya presencia de central hidroeléctrica, sería de 1.

Para determinar el área de influencia de las líneas y; por tanto, su distancia a las líneas el proceso seguido fue el que se describe a continuación. En primer lugar, se realizaron diferentes buffers de 500, 1000, 2000 y 5000 metros. Puesto que algunos embalses se encontraban entre dos buffers, para poder asignarles la calificación, lo que se hizo fue tomar como punto representativo de los mismos su centroide. 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 que valoraba positivamente una mayor capacidad. Si la capacidad se encontraba comprendida 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 era superior a 60, 5.

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

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

La línea eléctrica que alcanza las centrales hidroeléctricas debe ser de alta tensión. Por este motivo, posteriormente, se analizó la distinción entre los distintos tipos de líneas (alta y baja tensión) y su cercanía a los embalses. Se observó que las líneas que llegaban a los dos embalses resultantes tras la preselección eran de baja tensión. 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 detectaba a simple vista, se pudo estimar que la longitud de línea a construir va a ser muy similar en ambos casos y que por lo tanto este factor no va a ser determinante en la elección del embalse.

Para acabar, se aplicaron los criterios de cercanía a núcleos de población y número de habitantes en ellos. Se utilizaron buffer de 750, 2500 y 5000 m para determinar el área de influencia de cada embalse. La población que se veía afectada dentro de cada buffer se multiplicó por unos coeficientes de 2, 1.5 y 1 respectivamente. Para la solución final nos fijamos en la población ponderada a la que se abastecería, eligiendo como emplazamiento final aquel cuyo resultado fuera mayor.

RESULTADOS INTERMEDIOS Y FINALES

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

centro

En definitiva con la tabla anterior se llegó a la selección de los embalses González Lacasa y Enciso, que será 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:

centro

4 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.