REDES INTELIGENTES, EL FUTURO DE LA ENERGÍA

Mayo de 2023 
Investigadores de la Facultad de Ingeniería de Los Andes trabajan en el desarrollo de un proyecto de “smart grids” o redes eléctricas inteligentes con el que buscan que la comunidad del barrio Las Aguas, en Bogotá, gestione, de manera mucho más eficiente y sostenible, la producción y suministro de su energía. Conozca cómo esto se hará posible en el marco del piloto de la primera ciudad inteligente y sostenible de Colombia.

¿Sabían que las ciudades ocupan solo el 3% del planeta, sin embargo, son las principales responsables del cambio climático? Esto se debe, de acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas, ONU, a que consumen entre el 60% y el 80% de los recursos energéticos globales y generan más del 70% de las emisiones de dióxido de carbono.

Frente a este panorama, no hay duda que es urgente planificar nuevos modelos de ciudad en los que el uso eficiente y responsable de los recursos, entre estos la energía, será pieza clave para descarbonizar el planeta. 

En las ciudades del futuro, “más inclusivas, seguras, resilientes y sostenibles”, como lo señala el número 11 de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, las redes inteligentes emergen como una de las soluciones más eficientes e innovadoras para realizar una mejor gestión energética. 

Pero ¿qué son las redes inteligentes o smart grids? 

De acuerdo con Guillermo Jiménez, director del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de los Andes, quien además ha trabajado durante 14 años en este tipo de proyectos, las redes inteligentes o smart grids son sistemas de suministro y almacenamiento de energía que funcionan a pequeña o gran escala en territorios urbanos o rurales, y que aprovechan e  integran diferentes recursos energéticos, más amigables con el medioambiente (solar, eólica y biogás, entre otros), y que operan conectadas o aisladas de la red eléctrica tradicional. 

“Su uso disminuye la dependencia de la red eléctrica al poder contar con una producción y consumo de energía con recursos propios”, señaló. 

El profesor comenta que las primeras aplicaciones de redes inteligentes que se han venido instalando, no solamente en Colombia sino en Latinoamérica, han sido en función de atender las necesidades de las zonas no interconectadas. Sin embargo, en la actualidad, se empiezan a ver como una eficiente alternativa tecnológica para incentivar el uso de energías más limpias que ayuden a reducir las emisiones de carbono en lo que algunos denominan ciudades inteligentes, sostenibles o circulares. 

Además de la reducción de Gases Efecto Invernadero, las redes inteligentes o smart grids son más eficientes, gracias a que pueden hacer una mejor distribución de la energía frente su demanda y son mucho más confiables frente a posibles fallas ya que pueden aislarse de la red central evitando, por ejemplo, apagones generalizados.

La smart grids uniandina 

La Universidad de los Andes, a la vanguardia de lo que en investigación significa la transición energética, viene avanzando en diferentes proyectos en el tema de redes inteligentes. Uno de estos se desarrolla en el corazón del campus de la institución. 

De acuerdo con Fernando Jiménez, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de Los Andes, director del Buro Innovación Germania, BIG, y uno de los líderes de Progresa Fenicia, iniciativa impulsada por la universidad para desarrollar la propuesta de la primera ciudad inteligente y sostenible de Colombia en el marco del plan parcial de renovación urbana “Triángulo de Fenicia”, desde hace ya varios años se usa el campus de la institución como un laboratorio urbano vivo para la investigación de este tipo de tecnologías, con la instalación de estaciones de energía fotovoltaica y eólica en los edificios W y Julio Mario Santo Domingo, esta última que gestiona su energía a través de una microrred. 

“Esta red, que puede desconectarse de la red eléctrica tradicional y que se alimenta de varias fuentes de energía: solar y eólica, entre otras, le permite a profesores y estudiantes hacer investigación sobre una estación real para el beneficio de la comunidad de vecinos”, señaló el profesor. 

Pero además de esta red inteligente y en el marco de la iniciativa Progresa Fenicia, en el que el uso de energías renovables se contempla como uno de sus mayores propósitos, se pensó que era necesario contar con una estación que permitiera, a pequeña escala, estudiar cómo podría gestionarse, de manera más sostenible, la energía del barrio Las Aguas, lugar en el que está ubicada la universidad y en el que se desarrollará el proyecto de renovación urbana “Triángulo de Fenicia”. 

Así nació en 2019 el laboratorio KioSol (KIOsco SOLar), un container fotovoltaico que está ubicado en el lote Florece Fenicia, propiedad de la Alcaldía de Bogotá, pero que fue entregado a la Universidad de los Andes  bajo la figura de comodato, y al que hoy tiene acceso toda la comunidad de Las Aguas. 

En este laboratorio, que está liderado por Michael Bressan, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de Los Andes, se transforma la luz solar en energía eléctrica a través de una red inteligente que permite almacenar y gestionar, de manera eficiente, la producción del recurso energético. 

“En el KioSol hacemos estimaciones meteorológicas para poder predecir la producción fotovoltaica, desarrollamos modelos eléctricos para la detección e identificación de fallas, usamos electrónica de potencia y control para gestionar los diferentes flujos del recurso energético entre paneles, baterías y consumo y realizamos pruebas in-situ y evaluación del uso de energía eléctrica, todo esto gracias a herramientas de Inteligencia Artificial, IA. En el laboratorio desarrollamos diferentes proyectos de investigación de pregrado y maestría”, señaló el profesor Bressan.

Una red inteligente a gran escala 

Pero además del KioSol, la iniciativa de sistemas de redes inteligentes está pensada para que escale a otro nivel y se convierta en una fuente de energías alternativas para el proyecto inmobiliario que se desarrollará en el “Triángulo de Fenicia”.

En el largo plazo se busca avanzar hacia una red inteligente, a gran escala,  que aproveche fuentes renovables de energía y que adopte, por ejemplo, herramientas como IoT, Infraestructura de Medición Avanzada, Interfaces Hombre Máquina y Living Lab, entre otras, una red de sensores urbanos y tecnologías de monitoreo y almacenamiento de información de áreas como tránsito, calidad del aire, temperatura, nivel de ruido, gestión de semaforización, video vigilancia, seguridad y situaciones de emergencia, smart parking y contar con una estación de carga para vehículos eléctricos o híbridos de acceso público, entre otras soluciones. 

Se espera que, una vez inicien las obras del proyecto de renovación, también se pueda dar marcha al desarrollo de esta red inteligente con el apoyo de las empresas prestadoras del servicio, los constructores y la comunidad, con lo que se hará realidad este concepto de energías sostenibles para territorios inteligentes. 

Con este proyecto, la Universidad de los Andes “como vecinos del barrio Fenicia en Bogotá, queremos contribuir al desarrollo y bienestar de nuestra comunidad y nuestro entorno inmediato, como también de los diferentes ámbitos locales, regionales, nacionales y globales, en los que tengamos oportunidad de interactuar desde las diferentes áreas de conocimiento y experticia”, señala el documento ‘Declaración sobre impacto de la investigación y creación Universidad de los Andes 2020-2025‘. 

Todo esto, mediante el desarrollo de “un laboratorio urbano vivo, inteligente y de bienestar en la zona del Triángulo de Fenicia que permita el cumplimento del Objetivo de Desarrollo Sostenible, ODS, 11 ‘Ciudad Sostenible‘, la Agenda 2030 y el CONPES 3918 con la generación de nuevos indicadores para los 17 ODS a través de sensores y equipos de última tecnología, en donde la comunidad pueda experimentar estilos de vida inmersos y sostenibles”, sostiene el BIG.