Situación óptima de una subestación eléctrica en el municipio de El Molar

Trabajo sobre SIG
Título	Situación óptima de una subestación eléctrica en el municipio de El Molar
Autores	Pablo Morales Santón (coordinador) 1177 Alonso Herranz Hudson 1043 Laura de la Morena Méndez 1421
Asignatura	Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil
Curso	Curso 17/18
Este artículo ha sido escrito por estudiantes como parte de su evaluación en la asignatura

Nuestro objetivo es determinar la situación óptima de una subestación eléctrica situada en el casco urbano de El Molar. Para ello, se tendrán en cuenta una serie de parámetros y factores tales como la cercanía a las viviendas, el riesgo de inundación o avenidas, la cercanía a otras líneas de alta tensión y la pendiente del terreno.

Los datos a emplear se obtendrán de todos los recursos cartográficos que el Gobierno y la Comunidad de Madrid poseen a disposición pública, además de datos procedentes de estudios previos sobre el ruido y el impacto ambiental producido por una infraestructura de este tipo.

A partir de todos los datos anteriores se realizará una ponderación de los valores obtenidos y criterios elegidos, y se representará en el plano la situación final más favorable para el proyecto. Además, se realizarán los mapas necesarios para estudiar cada criterio de manera individual.

1 Introducción: Planteamiento del problema

Este trabajo ha consistido en buscar el emplazamiento idóneo para ubicar una subestación eléctrica en la localidad de El Molar (Madrid).

Este municipio de El Molar se encuentra en el kilómetro 42 de la carretera de Burgos en su recorrido por la A-1, al Noreste de la Comunidad Autónoma de Madrid. Está situado a unos 850 metros de altitud y tiene una superficie de 50,30 km2 con 8.270 habitantes.

Constituye uno de los accesos a la sierra madrileña, y con su famosa falla, a caballo entre lo urbano y lo rural, comparte las cuencas del Jarama y del Guadalix. Posee numerosas vías pecuarias e instalaciones del Canal de Isabel II en su término municipal.

SUBESTACIÓN ELÉCTRICA Una subestación eléctrica es una instalación destinada a establecer los niveles de tensión adecuados para la transmisión y distribución de la energía eléctrica. Su equipo principal es el transformador. Normalmente está dividida en secciones, por lo general tres principales: medición, cuchillas de paso e interruptor, y las demás son derivadas. Las secciones derivadas normalmente llevan interruptores de varios tipos hacia los transformadores.

Como norma general, se puede hablar de subestaciones eléctricas «elevadoras», situadas en las inmediaciones de las centrales generadoras de energía eléctrica, cuya función es elevar el nivel de tensión, hasta 132, 220 o incluso 400 kV, antes de entregar la energía a la red de transporte; y subestaciones eléctricas «reductoras», que reducen el nivel de tensión hasta valores que oscilan, habitualmente, entre 10 y los 66 kV y entregan la energía a la red de distribución. Posteriormente, los centros de transformación reducen los niveles de tensión hasta valores comerciales (baja tensión) aptos para el consumo doméstico e industrial, típicamente 400 V.

En nuestro caso, se tratará de una subestación eléctrica reductora dado que no hay centrales generadoras de energía eléctrica en las inmediaciones y, además, entregan la energía directamente a la red de distribución. Estudiando diversas subestaciones eléctricas situadas en la Comunidad de Madrid para diseñar la ocupación de nuestra instalación, hemos decidido establecer un área de 70 x 70 m2, teniendo en cuenta que nuestra población a abastecer es de menor envergadura.

Por criterios ambientales, la subestación solo puede situarse en la zona comprendida entre la N-1 y la A-1. El resto del término municipal de El Molar se encuentra protegido ambientalmente (RedNatura 2000) por lo que el estudio se centrará en exclusiva a esa zona en concreto.

Además, esta medida favorece a seleccionar una topografía de mejores características dado que no abarca dos de los cuatro cerros que conforman el pueblo, y dan lugar a su nombre por tener forma de muela.

2 Metodología: Datos usados y operaciones realizadas

Para realizar este trabajo ha sido preciso recurrir a los mapas topográficos que proporciona el Centro Nacional de Información Geográfica (CNIG). En esta página web se han obtenido los mapas BTN 100, el Modelo Digital del Terreno (MDT25 resolución de 5) y el MTN25, siendo la hoja 509 nuestra zona a estudiar.

Para leer toda esta información se ha necesitado la ayuda del programa QGIS que nos ha permito visualizar los mapas e imponer las condiciones limitantes o favorables a considerar.

Para determinar la ubicación optima de la subestación se han tenido en cuenta los siguientes factores:

2.1 Cercanía a las viviendas

Se ha establecido la condición de que la subestación eléctrica deberá estar al menos a 100 metros de las viviendas como medida preventiva de disminución de ruido y, al mismo tiempo para atenuar el impacto visual.

Para ello, se ha llevado a cabo la realización de un buffer de 100 metros a partir de la capa BTN 100 de edificios. Aparece reflejado en el mapa mediante el color verde que abarca todo el espacio comprendido desde las viviendas hasta una distancia de 100 metros.

Se observa que la zona Sur (principalmente el lado Oeste) comprendida entre las dos nacionales posee una densidad mayor de casas que la zona Norte, resultando más ventajosa la zona más despoblada al suponer una menor afección al casco urbano.

Se trata de un parámetro limitante al restringir las zonas coloreadas en el buffer.

2.2 Líneas de alta tensión

El hecho de poseer una línea de alta tensión cercana a la subestación eléctrica supone una mayor comodidad y menor ocupación del terreno, ya que ambas redes precisarán estar conectadas. De manera que, cuando menor sea la distancia que las separa menor será el tendido de la red, menor impacto visual supondrá y por supuesto, un menor coste al emplear un número más reducido de elementos conectores.

Con el objetivo de reflejarlo visualmente, se han realizado tres buffers a 100, 200 y 300 metros de la línea eléctrica existente. El buffer a 100 metros corresponde a la zona coloreada de color verde. El buffer a de 100 a 200 metros corresponde a la zona coloreada de color naranja. El buffer de 200 a 300 metros corresponde a la zona coloreada de color rojo.

En este caso, nos encontramos ante un factor favorable ya que cuanto menor sea la distancia a la línea eléctrica más ventajosa resultará la zona para ubicar la instalación. Como se observa en el mapa temático la línea atraviesa el municipio de Norte a Sur por su parte central con una ligera inclinación hacia el Oeste.

2.3 Red Hidrográfica

Como se puede observar en el mapa temático de la red hidrográfica conseguido a partir del BTN 100 (Hidrografía), la localidad de El Molar posee una cifra significativa de ríos por estar situado entre las cuencas del Jarama y del Guadalix.

La mayoría de estos afluentes se encuentran en la parte Este de la localidad, precisamente donde menos concentración de viviendas existe.

Por razones ambientales y de seguridad (riesgo de avenidas) se establece una distancia mínima que debe haber entre la subestación y el cauce del río. Esa distancia en este caso ha sido de 200 metros. Esta cifra se ha estimado teniendo en cuenta el caudal existente de los ríos próximos al municipio, que no es de gran índole, puesto que la mayoría apenas llevan agua.

2.4 Pendientes

Para ubicar la subestación eléctrica ha sido necesario el estudio de las pendientes de nuestra zona. Es importante que infraestructura se instale en un terreno llano que garantice una buena estabilidad, debido a que el tendido eléctrico posee voluminosas antenas y aparatos que deben permanecer fijos. También hay que tener en cuenta el coste económico derivado de adaptar terrenos con pendiente muy elevada.

Las pendientes se han extraído del MDT mediante el QGIS, además se han acotado en función de la viabilidad del proyecto en esa zona.

Color verde: pendientes inferiores al 7,5 %. Las zonas de este color se consideran las más favorables para el emplazamiento.

Color naranja: pendientes comprendidas entre el 7,5 % y el 15 %. No son zonas óptimas, pero podrían utilizarse en caso de que el emplazamiento fuera muy favorable atendiendo al resto de criterios.

Color rojo: pendientes superiores al 15% (zonas de los cerros). Estas zonas quedan descartadas de antemano debido a la mala orografía del terreno.

Es un factor limitante y favorable al mismo tiempo puesto que, las zonas verdes indican lugares aptos para la ubicación de la subestación, mientras las zonas rojas simbolizan todo lo contrario por tener un terreno más empinado.

Finalmente, con todos estos mapas se ha procedido a la intersección de los mismos para obtener el emplazamiento óptimo de la subestación.

3 Resultados: Notas sobre el proceso, resultados intermedios y finales

Para llevar a cabo la búsqueda definitiva del emplazamiento de la subestación eléctrica, ha sido necesario un estudio riguroso y comparativo de los cuatro factores elegidos: cercanía a las viviendas, proximidad a las líneas de alta tensión existentes, red hidrográfica de la zona y mapa de pendientes.

Para ello, ha sido muy importante la distinción de dichos condicionantes en favorables o limitantes:

3.1 Cercanía a las viviendas → limitante.

La zona idónea para ubicar la subestación será la diferencia entre el territorio comprendido entre las dos nacionales A-1 y el buffer de las viviendas a 100 metros. Principalmente la zona Norte del municipio.

3.2 Proximidad a las líneas de alta tensión → Favorable.

En este caso, el emplazamiento óptimo es hallado mediante la intersección del terreno establecido entre las dos carreteras y el buffer de las líneas de tensión de la localidad. Resultando la solución más ventajosa el buffer de la línea de alta tensión que atraviesa el municipio por su parte central.

3.3 Red hidrográfica → limitante.

Al igual que el factor de cercanía a las viviendas, la red hidrográfica tiene un carácter restrictivo que señala las zonas no aconsejables para la ubicación de la subestación por riesgo de avenidas. De manera que, el territorio de buenas características es el que resulta de hacer la diferencia entre el polígono del municipio y el buffer de los ríos. Observándose que la zona Norte y Suroeste son las que menos afluentes presentan.

3.4 Pendientes → Favorable y limitante.

Al existir tres rangos de pendientes (<7,5 %, 7,5-15%, >15%) se refleja mediante el mapa temático que, las zonas verdes (pendientes<7,5%) son los terrenos más aptos para la implantación de la subestación, las zonas naranjas toman una importancia intermedia (pendientes de 7,5 a 15%), mientras que el territorio rojo queda descartado por altas pendientes (superiores al 15%). Siendo la zona Norte la más aconsejable junto con la centro-oeste (llanura donde aparecen la mayoría de las viviendas).

Por tanto, el área favorable de estudio puede obtenerse intersectando las partes verdes con el terreno delimitado por las dos autopistas A-1.

Finalmente, la solución de mejores cualidades se obtiene intersectando todos estos mapas previos que representan el emplazamiento óptimo para cada variable.

En resumidas, al terreno comprendido entre las dos nacionales le hemos restado el buffer de viviendas y de red hidrográfica (variables limitantes) y, esta sección resultante la hemos intersectado con la zona verde de pendientes suaves y con el buffer de la línea de alta tensión.

La zona morada representa el territorio con características apropiadas a los factores de cercanía a las viviendas, red hidrográfica y pendientes suaves, que tras intersectarse con el buffer de la línea de alta tensión nos da el emplazamiento final.

4 Conclusiones: Resultado obtenido y mejoras que se sugieren a futuro

Podemos observar que los emplazamientos más óptimos para ubicar la subestación eléctrica son: la intersección del área morada con los buffers de la línea eléctrica, territorios situados en la parte central del municipio. Otras medidas que podrían haberse estudiado para completar el proyecto realizado y dar mayor rigurosidad a los resultados obtenidos son:

- El valor del suelo

- La titularidad del terreno

- La afección al entorno natural

5 Anejos: Mapas temáticos sobre los resultados relevantes intermedios y del resultado final

SOLUCIÓN FINAL: Intersección del área morada con el buffer de línea eléctrica. La ubicacion óptima se sitúa en la zona más cercana a la línea.