Los cortes de energía a gran escala causados ​​por ciclones tropicales se pueden prevenir casi por completo si se protege un conjunto pequeño pero crítico de líneas eléctricas contra los daños de las tormentas, según un nuevo estudio.publicadoenEnergía de la naturalezaencuentra.Los científicos del Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK) desarrollaron un nuevo método que puede utilizarse para identificar esas líneas críticas y aumentar la resiliencia del sistema.

Basado en un modelo del poder de Texas.redEn la costa del Golfo de Estados Unidos, su análisis revela cómo se producen realmente los cortes de energía a gran escala y cómo prevenirlos.La red eléctrica de Texas se ve afectada con frecuencia por huracanes y tormentas tropicales más débiles, un riesgo que se espera que aumente encalentamiento globalsustancialmente.

"Por primera vez, nuestro análisis muestra cómo reacciona una red eléctrica a la evolución de las tormentas. Al simular la coevolución de las fallas inducidas por el viento en las líneas de transmisión de alto voltaje y los cortes de energía en cascada resultantes, descubrimos qué partes de la red eléctricason más críticos ya que sus fallas tienen impactos en cascada que conducen a cortes de energía importantes. Esto parece ser una propiedad de la propia red más que la trayectoria precisa de la tormenta", dice el científico del PIK y autor del estudio, Frank Hellmann.

Los científicos acoplaron un modelo de la evolución de los campos de viento deciclones tropicalescon un modelo dinámico de la red eléctrica de Texas en un enfoque espacio-temporal innovador, que les permitió describir la evolución de los cortes de energía en cascada inducidos por tormentas.

"Esta es una tarea desafiante, ya que las escalas de tiempo en las que las tormentas ycortes de energíaevolucionar puede ser muy diferente.Combinando la experiencia de PIK en el modelado de tormentas tropicales y redes eléctricas basado en eventos, logramos identificar las líneas críticas, cuya falla puede provocar grandes apagones", dice el científico Mehrnaz Anvari, que dirigió la investigación en PIK y ahora es líder del grupo"Tecnologías de evaluación de redes" en el Instituto Fraunhofer de Algoritmos y Computación Científica.

La protección de una pequeña parte de la red eléctrica evita grandes fallos en cascada en regiones y ciudades

"Descubrimos que las fallas de ciertas líneas pueden provocar apagones a gran escala que afectan a regiones o ciudades enteras. Las regiones o ciudades fallan en una cascada importante en lugar de gradualmente. Nuestra investigación muestra que tales cascadas se pueden evitar casi por completo si menos del 1 por ciento deToda la red (en el caso de la red eléctrica de Texas, 20 líneas) está protegida contra daños por tormentas, por ejemplo, reforzando torres de transmisión o utilizando cables subterráneos".

"De esta manera se puede reducir significativamente el riesgo de cortes en los principales centros de población. En particular, proteger el mismo pequeño conjunto de líneas relevantes funciona para los siete huracanes históricos considerados", afirma el autor del estudio y científico del PIK Christian Otto.

El sistema de energía eléctrica de Texas, que frecuentemente está expuesto a huracanes y tormentas tropicales más débiles, proporcionó el contexto perfecto para estudiar en profundidad estos efectos complejos y las posibles opciones de adaptación.

Los científicos desarrollaron un modelo que simula los daños de las tormentas a la red eléctrica de Texas y estudiaron 10.000 realizaciones de daños potenciales para cada uno de los siete ciclones tropicales históricos, incluidos los grandes huracanes Harvey (2017) e Ike (2008).Su enfoque les permitió reproducir las fallas de suministro observadas.

"Los ciclones tropicales son una de las categorías más destructivas de fenómenos meteorológicos extremos. Como se prevé que las velocidades máximas del viento de las tormentas más intensas aumenten con el calentamiento global, es probable que el daño causado por estas tormentas aumente a menos que nos adaptemos en consecuencia. Nuestro nuevo método"ofrece a los operadores de redes una herramienta crucial para identificar opciones de adaptación efectivas y puede ayudar a que nuestras redes de infraestructura se adapten a una nueva realidad climática", afirma Katja Frieler, científica y jefa del departamento de investigación "Transformation Pathways" de PIK.

Más información:Julian Stürmer et al, Aumento de la resiliencia de la red eléctrica de Texas contra tormentas extremas mediante el endurecimiento de líneas críticas,Energía de la naturaleza(2024).DOI: 10.1038/s41560-023-01434-1