Alejandro Tapia Córdoba (Universidad Loyola) ha desarrollado un un modelo hidráulico para optimizar el proceso de diseño de una planta hidroeléctrica basado en algoritmos capaces de evaluar diferentes soluciones a partir de un simple estudio del terreno
Se trata de una tesis doctoral adaptable a cualquier instalación microhidráulica, con lo cual el experimento llevado a cabo en el poblado de San Miguelito (Honduras) permite su réplica en futuros proyectos de electrificación en diferentes comunidades de la zona.
San Miguelito es una pequeña comunidad de agricultores al norte del Departamento de Santa Bárbara en Honduras formada por 42 familias, y que hasta el momento no habían disfrutado de energía eléctrica. La zona oriental de Honduras es la más aislada y limitada en recursos, fundamentalmente debido a la naturaleza remota y difícilmente accesible de las poblaciones que la caracterizan. Se trata de poblaciones pequeñas que se dedican principalmente al cultivo de café, plátano y cacao. La mayoría de estas comunidades no pueden disfrutar de la energía eléctrica, lo que se traduce en una fuerte dependencia en sistemas tradicionales de combustión como lámparas de keroseno, caracterizados por sus devastadoras consecuencias para la salud y el medio ambiente.
Un recurso clave contra la pobreza energética
Sin embargo, la riqueza hídrica que caracteriza estos emplazamientos constituye una oportunidad idónea para transformar la energía de ríos y arroyos caudalosos en electricidad. Por ello, la instalación de plantas micro-hidráulicas se ha convertido en un recurso clave para combatir la pobreza energética en la zona. Estos sistemas se basan en una extracción de agua y su posterior conducción hasta una pequeña turbina que transforma la energía cinética del agua en energía. La potencia desarrollada por estas plantas gira en torno a los 10 kW, suficiente para que las familias puedan disponer de sistemas de iluminación, algunos sistemas de refrigeración para la conservación de alimentos y algunos dispositivos adicionales, como por ejemplo la carga de teléfonos móviles, lo constituye un cambio radical no sólo en la parte social sino también en la actividad económica de estas poblaciones, creando nuevas y mejores oportunidades.
Sin embargo, las limitaciones técnicas derivadas de este contexto de precariedad siguen constituyendo un importante obstáculo para el correcto aprovechamiento del potencial de estas instalaciones, cuyo diseño se basa en la aplicación de técnicas tradicionales y basadas puramente en la experiencia personal de los técnicos locales. Por eso, el desarrollo de estrategias de diseño y optimización aplicadas a estas plantas constituye un papel fundamental en la ruta hacia el máximo aprovechamiento de los recursos naturales.
Alejandro Tapia Córdoba desarrolló una serie de estrategias basadas en un modelo hidráulico para optimizar el proceso de diseño de estas instalaciones. Estas estrategias se basan en algoritmos capaces de evaluar las diferentes soluciones del problema a partir de un simple estudio del terreno. Para su aplicación en una planta piloto llevaron a cabo un estudio topográfico por medio de drones aéreos, gracias al cual generaron un modelo virtual del terreno y sus variables más relevantes.
Una vez recogidas todas las variables necesarias para conocer el lugar donde se sitúa la presa, los científicos aplicaron su algoritmo implementado en una pequeña aplicación informática, que les permitió determinar dónde y cómo instalar los diferentes elementos de la planta para obtener el máximo nivel de potencia con un mínimo coste y con mínimo impacto ambiental.
Métodos computacionales basados en la observación natural
La estrategia propuesta se basa en el uso de métodos computacionales de inspiración biológica, es decir, cálculos para resolver problemas utilizando como referencia métodos que se utilizan en la naturaleza. Este tipo de métodos, que han ganado popularidad durante los últimos años gracias al crecimiento exponencial de la capacidad computacional, nacen de la simple observación de fenómenos naturales tan diversos como la selección natural (algoritmos genéticos), la cognición humana (inteligencia artificial), la estructura neuronal del cerebro (redes neuronales) o incluso el comportamiento colectivo de grandes grupos de animales (optimización basada en enjambre). Es precisamente en esta interesante área de investigación en la que Alejandro Tapia desea continuar su carrera investigadora.
El método desarrollado en esta tesis es adaptable a cualquier instalación micro-hidráulica, con lo cual el experimento llevado a cabo en el poblado de San Miguelito permite su réplica en futuros proyectos de electrificación en diferentes comunidades de la zona. Además, los trabajos realizados por los mismos habitantes del lugar, les han permitido un conocimiento suficiente para llevar a cabo el mantenimiento posterior sin necesidad de más recursos que los propios humanos.
A partir de ahora, el investigador ya doctor seguirá desarrollando su investigación en futuras extensiones de este trabajo, enfocadas a extender su aplicación a problemas más complejos que involucren la electrificación de grandes conjuntos de poblaciones e involucrando diferentes agentes, para cuyo fin se ha establecido una colaboración con el parque tecnológico de Itaipú.
El ingeniero industrial experto en mecánica ha afirmado que es fundamental que se mantengan fuertes lazos entre la investigación científica y su aplicación práctica para mejorar la vida de las personas.
