India diseña el primer y mayor proyecto integrado de energía renovable del mundo

El Proyecto Integrado de Energía Renovable de Pinnapuram (Pinnapuram Integrated Renewable Energy Project, IREP), que se está desarrollando en Andhra Pradesh, es un proyecto combinado de energía hidroeléctrica solar, eólica y de almacenamiento por bombeo, que suministrará energía bajo demanda en toda la India.

AFRY, una consultoría internacional líder en ingeniería, ha entregado un diseño detallado para la instalación hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo de 1200 MW, utilizando el software GeoStudio de Seequent para analizar la estabilidad de los taludes y la deformación bajo tensión. El modelado de filtraciones para evaluar la integridad de las presas de escollera.

Satisfacer la demanda de energía renovable para la población más grande del mundo

India está invirtiendo en tecnologías innovadoras para ayudar a impulsar múltiples proyectos de infraestructura de energía sostenible con el fin de satisfacer las demandas de sus 1440 millones de habitantes.

“Debido al cambio climático global, los responsables políticos están pasando de los combustibles fósiles a las fuentes de energía renovables, como la solar, la eólica y la hidroeléctrica. Esta transición requiere fuentes de energía renovables con gran capacidad y la posibilidad de proporcionar energía continua, de manera sostenible”, afirma el Dr. Milind Patil, ingeniero geotécnico sénior y líder del proyecto de AFRY.

Junto con un equipo de diseño internacional, el Dr. Patil se especializa en consultoría de ingeniería y gestión de proyectos para apoyar los proyectos de infraestructura global innovadores y sostenibles de AFRY, como el Proyecto Integrado de Energía Renovable de Pinnapuram (IREP).

IREP está diseñado para ser el primer y mayor proyecto integrado a escala de gigavatios del mundo. El proyecto híbrido de energía renovable de 2,75 GW comprende un parque solar de 1000 MW, un parque eólico de 550 MW y una instalación hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo de 1200 MW.

“Sabemos que la energía solar y la eólica son grandes ejemplos de energía renovable, pero ambas dependen del clima. Por el contrario, la energía hidroeléctrica generada a partir de los embalses del proyecto de almacenamiento por bombeo puede suministrar electricidad las 24 horas del día, los 7 días de la semana”, señala el Dr. Patil.

“Estas tres fuentes de energía renovable combinadas se complementarán entre sí. Durante el día, el proyecto solar proporcionará energía para bombear agua, y por la noche, cuando la demanda de energía está en su punto máximo, la planta puede generar energía hidroeléctrica, lo que ayuda a mantener el equilibrio energético de la red”, comenta.

Una enorme huella de infraestructura con múltiples desafíos geotécnicos.

Diseñada tanto para operaciones de carga máxima como de carga base, la instalación integrada será capaz de generar hasta siete mil millones de unidades de electricidad por año.

El componente de energía hidroeléctrica de bombeo independiente incluye un embalse superior y uno inferior, cada uno con una capacidad de almacenamiento de 1,2 mil millones de pies cúbicos (thousand million cubic, TMC), encerrados por presas de escollera de 9,6 kilómetros de largo y 40 metros de altura y terraplenes de 18 a 20 metros de altura en promedio.

Tensiones efectivas en el cuerpo y los sustratos de la presa del embalse inferior (crédito de la imagen: AFRY)

“En vista de la extensa huella del proyecto, nuestro equipo enfrentó importantes desafíos geotécnicos debido a las diversas condiciones geológicas. Encontramos al menos cinco o seis tipos diferentes de suelo y roca en la zona”, afirma el Dr. Patil.

Otro gran desafío fue predecir el comportamiento óptimo de las parcelas de suelo débil que se desintegran en el cuerpo del embalse al diseñar los taludes de los túneles abiertos.

“Primero necesitábamos comprender el panorama geológico completo e integral, analizarlo, y solo entonces comenzar a diseñar nuestros componentes”, señala.

Para comprender el subsuelo, el equipo de AFRY utilizó GeoStudio, la solución integral de Seequent para el análisis de proyectos geotécnicos. El software ofrece varias herramientas de análisis numérico para simular las condiciones del suelo y el subsuelo, y crear modelos en 3D que brindan información a todos los proyectos geotécnicos.

“GeoStudio fue la única solución que me vino a la mente para diseñar nuestra presa de escollera: nuestro equipo ya utiliza en gran medida el software para muchas tareas de diseño diarias. Es reconocido y respetado en la industria para garantizar que los proyectos de infraestructura a gran escala cumplan con los requisitos de seguridad”, menciona el Dr. Patil.

Modele y vuelva a modelar fácilmente los diseños de los embalses. Capture de manera eficiente los pequeños cambios.

Las iteraciones iniciales de GeoStudio del equipo de AFRY implicaron pruebas y simulaciones para validar al usuario con respecto a la bibliografía y ganar confianza en sus resultados antes de continuar con el diseño completo del embalse.

“GeoStudio nos dio la flexibilidad para realizar los tres tipos diferentes de análisis de presas (filtración, deformación bajo tensión y estabilidad de taludes) en un solo programa. Una ventaja clave para nosotros fue poder modelar el material con precisión para revelar el comportamiento de la roca en tiempo real y simular la resistencia al corte y la tensión”, señala el Dr. Patil.

Los procesos optimizados de GeoStudio, que automatizan las tareas y las iteraciones de diseño, también ayudan a mejorar los plazos de los proyectos. Cuando las tareas tediosas y frustrantes se pueden simplificar y completar de manera más eficiente, se libera tiempo para que los equipos colaboren y tomen decisiones más rápidas y fundamentadas.

“Como parte de la optimización del diseño y el ahorro de costos, los clientes a menudo exigen pequeños cambios en los aspectos del diseño, como la configuración del talud o el material, lo que requiere múltiples iteraciones que a menudo conllevan mucho tiempo y dinero”, menciona el Dr. Patil.

“Por ejemplo, si la huella de diseño de una presa de 4000 metros cae más allá de la línea límite de adquisición de tierras, lo que requiere una pendiente más pronunciada, GeoStudio nos permite crear fácilmente la geometría para realizar este cambio”, señala.

Un proyecto sostenible de primera clase para poner a la India en el mapa mundial de las energías renovables.

Debido a que las políticas globales exigen un cambio de más del 60 % del consumo de energía a energías renovables en los próximos 20 a 30 años, el Gobierno de la India está dando grandes pasos para promover proyectos de infraestructura energética a gran escala como IREP.

“Nuestro gobierno está decidido a desarrollar más de cincuenta proyectos de infraestructura similares en todo el país. Además, dado que el 70 % de las más de 5000 presas de la India tienen más de 40 años de antigüedad, existe una necesidad significativa de rehabilitar y mejorar la infraestructura ya existente”, señala el Dr. Patil.

A medida que India se adapta a la dinámica del mercado y se posiciona en dirección al éxito a largo plazo en el panorama global impulsado por lo digital, la tecnología puede ayudar a impulsar la innovación y la transformación sostenibles en toda su industria de infraestructura.

“Los grandes objetivos de AFRY para esta generación y sus proyectos de infraestructura global en todo el mundo son los siguientes: promover la sostenibilidad, garantizar que nuestros diseños cumplan con los estándares internacionales y maximizar el impacto positivo de nuestros proyectos en las comunidades locales y el medioambiente”, explica el Dr. Patil.

“El software de Seequent no solo mejora las capacidades técnicas de nuestro equipo, sino que también apoya la sostenibilidad de nuestros proyectos a través de la optimización de la gestión de recursos y la evaluación del impacto ambiental”.