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LA ORDENACIÓN Y LA PLANIFICACIÓN DE LAS FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA EN LA ISLA DE CUBA DESDE UNA PERSPECTIVA TERRITORIAL. ESTUDIO DE CASO EN EL MUNICIPIO DE GUAMA A PARTIR DE UN GEOPORTAL

MARÍA RORÍGUEZ GÁMEZ

GOBIERNO DE ESPAÑA

MINISTERIO DE ECONOMÍA Y COMPETITIVIDAD

Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas

LA ORDENACIÓN Y LA PLANIFICACIÓN DE LAS FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA EN LA ISLA DE CUBA DESDE UNA PERSPECTIVA TERRITORIAL. ESTUDIO DE CASO EN EL MUNICIPIO DE GUAMA A PARTIR DE UN GEOPORTAL

MARÍA RODRÍGUEZ GÁMEZ

Es propiedad: EDITORIAL CIEMAT Avda. Complutense, 40 28040-MADRID 2012

Catálogo general de publicaciones oficiales http://www.060.es

Depósito Legal: M-35559-2012 ISBN: 978-84-7834-689-9 NIPO: 721-12-044-4

El CIEMAT no comparte necesariamente las opiniones y juicios expuestos en este documento, cuya responsabilidad corresponde únicamente a los autores.

PRÓLOGO Durante los primeros años de este principio de siglo, el CIEMAT ha realizado un esfuerzo considerable de colaboración con la República de Cuba, encaminado a reforzar los vínculos que nos unen a este país hermano en aquellos ámbitos que son competencia de nuestras investigaciones. Fruto de este espíritu, la Dra. María Rodríguez Gámez pudo viajar varias veces a nuestro país y colaborar intensamente con nosotros. El estudio que presentamos sirvió a la autora para obtener el título de Doctora por la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla. La tesis, codirigida por la Dra. Mª José Prados de la Universidad de Sevilla y por mi mismo, fue defendida con la máxima calificación el 10 de junio de 2011 en la Facultad de Humanidades. El proyecto sirvió para conocer en profundidad el papel de las energías renovables en Cuba, así como su dimensión territorial y social, conjugando de forma acertada, el papel de las renovables con las potencialidades para su implementación de las tecnologías de información geográfica, y muy especialmente el de los SIG, en cuanto a herramienta de análisis espacial, y de los geoportales como instrumento para la divulgación y la ayuda a la toma de decisiones. Estamos convencidos de que este camino emprendido tendrá nuevos frutos en un futuro próximo que esperamos compartir con todos los lectores e interesados en la sostenibilidad energética y territorial. Madrid, otoño 2012

Dr. Javier Domínguez Bravo Grupo de Tecnologías de la Información Geográfica y Energías Renovables Departamento de Energía - CIEMAT

Este trabajo ha sido financiado por la Unión Nacional Eléctrica (UNE), La Universidad Pablo de Olavide y por el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), perteneciente al Ministerio de Ciencia e Innovación (España) a través de los acuerdos que mantiene con el Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medioambiente (CITMA) y el Ministerio de Industria Básica (MINBAS) de Cuba. En aplicación de este convenio de cooperación científico-técnica, ha sido posible la estancia en España en una primera etapa, bajo la tutoría del Dr. Javier Domínguez Bravo, responsable del grupo de Tecnologías de la Información Geográfica y Energías Renovables del Departamento de Energía del CIEMAT.

III

Buscando el bien para nuestros semejantes, buscamos el bien, para nosotros mismos.

Pitágoras

V

AGRADECIMIENTOS A la dirección Nacional de la UNE, en especial los compañeros Lule y Silvio, por la confianza depositada en mi y el apoyo oportuno. Al colectivo de trabajo de la Generación Distribuida (GD) de la UNE, por su ayuda oportuna. A Ricardo Mangana por su apoyo y confianza, desde los primeros momentos en la Empresa Eléctrica de la Provincia de Santiago de Cuba y la información brindada. A la Universidad Pablo de Olavide por el apoyo económico y al colectivo de profesores del Doctorado Estrategias y Planificación del Territorio por su ayuda oportuna, especialmente a Amalia y Gonzalo. Al CIEMAT, a su personal administrativo, al director del Departamento de Energía Renovable Enrique Soria, por su apoyo en el transcurso del trabajo de investigación. Este trabajo no se hubiese terminado, sin el apoyo administrativo de la Vice Dirección de las energías renovables del MINBAS de Cuba, por lo que agradezco especialmente, al Vice Ministro Juan Manuel Presa y Elena Kulichenko, por su comprensión y oportunas sugerencias, en el transcurso de la realización de la Tesis. Hago un agradecimiento muy especial a Javier, Víctor y José M. Feria, por haber confiado en mí, en la realización del trabajo de investigación. Especialmente agradezco a la Dra. María José Prados, por todo el apoyo material y espiritual que me dio en todo el transcurso de la realización y revisión del trabajo, sin su ayuda no hubiese cumplido con los resultados que hoy se muestran. Agradezco especialmente a mi esposo, por haberme apoyado en el estudio de las normativas y documentos legales, trabajando junto a mí, para que esta investigación se realice con la calidad deseada, además a mi pequeña familia por el tiempo que les he faltado. Al compañero Raúl Espino, Elenita y Miguel que desde los primeros momentos fueron capaces de imprimir ánimos, entusiasmo y aportar desinteresadamente su experiencia. A todos los que blandiendo la saludable espada de la crítica, contribuyeron en el enriquecimiento del trabajo y en

A todos Gracias

VI

DEDICATORIA A los niños y hombres de las zonas de difícil acceso, a las mujeres campesinas de mi tierra y de todo el mundo, que tienen su vista puesta en el Sol; ellos son los verdaderos autores de este trabajo, ante ellos me inclino con absoluta modestia y les doy las gracias. A las autoridades y el pueblo en general del municipio de Guamá, sin su apoyo no hubiera sido posible concebir este estudio. A las autoridades de la provincia Santiago de Cuba, por habernos permitido desarrollar las actividades que dieron lugar a esta investigación. A todos y todas gracias, con el compromiso de continuar aportando nuestro modesto granito de arena, en la obra que tendremos por delante, por construir un futuro energético que posibilite continuar el desarrollo sostenible de la economía del país y la elevación de la calidad de vida del pueblo.

VII

INDICE CAPÍTULO 1. PLANTEAMIENTO Y CONTEXTO GEOGRÁFICO DE LA INVESTIGACIÓN ............................................. 1 1.1.

HIPÓTESIS DE PARTIDA, OBJETIVOS Y PLAN DE TRABAJO ..................................................................................................... 3

1.2.

ESTRUCTURA DE LA TESIS Y FUENTES EMPLEADAS .............................................................................................................. 5

1.3.

EL MEDIO FÍSICO Y LA ESTRUCTURA ADMINISTRATIVA DE CUBA Y LA PROVINCIA DE SANTIAGO DE CUBA........................ 11

1.4.

EL MUNICIPIO DE GUAMÁ ................................................................................................................................................... 20

1.5.

CONDICIONES ACTUALES DE DESARROLLO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN EL MUNICIPIO DE GUAMÁ ......................... 25

1.6.

PAISAJE Y DESARROLLO ..................................................................................................................................................... 28

CAPÍTULO 2. ESTRATEGIA DE LAS POLÍTICAS ENERGÉTICAS EN CUBA ................................................................... 35 2.1.

LA POLÍTICA ENERGÉTICA COMO POLÍTICA SECTORIAL ................................................................................... 36

2.2.

CARACTERÍSTICAS DEL DESARROLLO Y LA POLÍTICA ENERGÉTICA CUBANA ........................................... 37

2.3.

EL PAPEL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN LA PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA (SITUACIÓN EN CUBA Y EL MUNICIPIO DE GUAMÁ)...................................................................................................... 41

2.4.

INTRODUCCIÓN DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN EL PAÍS.......................................................................... 48

2.4.1.

BIOMASA CAÑERA .............................................................................................................................................................. 48

2.4.2.

EÓLICA .............................................................................................................................................................................. 49

2.4.3.

HÍDRICA ............................................................................................................................................................................. 52

2.4.4.

BIOGÁS .............................................................................................................................................................................. 54

2.4.5.

SOLAR FOTOVOLTAICA ....................................................................................................................................................... 55

2.4.6.

OTRAS FUENTES ................................................................................................................................................................. 57

2.5.

ENERGÍAS RENOVABLES Y PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA A ESCALA MUNICIPAL: EL EJEMPLO DEL MUNICIPIO DE GUAMÁ........................................................................................................ 59

VIII

ESTUDIO DE LA DEMANDA RURAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES, EN EL

2.5.1.

MUNICIPIO DE GUAMÁ................................................................................................................................... 60 2.5.2.

PRINCIPALES FUENTES DE ENERGÍAS RENOVABLES QUE SE EXPLOTAN EN ................................. 63

2.5.3.

INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA EL MANEJO DE LA INFORMACIÓN EN EL PROCESO DE PLANIFICACIÓN DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES........................................................ 67

CAPÍTULO 3. APROXIMACIÓN A LA ORDENACIÓN DEL TERRITORIO Y LA PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA ..................................................................................................................................................... 73 3.1.

ORDENACIÓN DEL TERRITORIO Y DESARROLLO SOSTENIBLE ............................................................................................. 73

3.1.1.

DESARROLLO ECONÓMICO Y OT EN LA ISLA DE CUBA....................................................................................................... 76

3.1.2.

REGULACIONES DE LA ORDENACIÓN TERRITORIAL ............................................................................................................ 79

3.1.3.

PLANES

DE ORDENACIÓN DEL TERRITORIO EN

LA ISLA

DE

CUBA,

LA PROVINCIA

SANTIAGO

DE

CUBA

Y EL

MUNICIPIO DE GUAMÁ ........................................................................................................................................................ 83

3.2.

LA PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA A ESCALA LOCAL: EL EJEMPLO DEL MUNICIPIO DE GUAMÁ.............................................. 92

3.2.1.

ESTUDIO DE OPTIMIZACIÓN DE LA PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA EN GUAMÁ ...................................................................... 93

3.2.2.

SITUACIÓN ACTUAL Y SISTEMAS CONVENCIONALES ........................................................................................................... 95

3.2.3.

SISTEMAS RENOVABLES Y SERVICIOS SOCIALES ............................................................................................................... 100

3.2.4.

OTRAS FORMAS DE APROVECHAMIENTO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES ........................................................................ 104

3.3.

APLICACIÓN DE LOS SIG PARA LA TOMA DE DECISIONES .................................................................................................. 106

3.3.1.

USO DE LOS SIG, PARA LOS ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD ECONÓMICA .............................................................................. 107

3.3.2.

ANÁLISIS DE LA METODOLOGÍA DEL INTIGIS© ................................................................................................................ 109

3.3.3.

ANÁLISIS DE LA METODOLOGÍA INTIGIS© EN EL MUNICIPIO DE GUAMÁ ......................................................................... 113

3.4.

EVALUACIÓN DE LA EXPERIENCIA DESARROLLADA EN GUAMÁ Y SU EXTENSIÓN A OTRAS PARTES DE LA ISLA DE CUBA.................................................................................................................................................................. 122

3.5.

EVALUACIÓN DE LA EXPERIENCIA DESARROLLADA EN GUAMÁ Y SU EXTENSIÓN A OTRAS PARTES DE LA ISLA DE CUBA.................................................................................................................................................................. 124 IX

CAPÍTULO 4. LA PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA EN LA PROVINCIA SANTIAGO DE CUBA, LAS TIC Y LA PROPUESTA DE UN GEOPORTAL DE ENERGÍA PARA LA ISLA DE CUBA................................... 127 4.1.

COMPORTAMIENTO DE LA ELECTRIFICACIÓN EN SANTIAGO DE CUBA ........................................................................ 128

4.2.

GENERACIÓN DISTRIBUIDA CON ENERGÍA CONVENCIONAL ......................................................................................... 132

4.2.1.

GENERACIÓN DE ENERGÍA CON FUENTES RENOVABLES ................................................................................................ 134

4.2.2.

SITUACIÓN DE LA ELECTRIFICACIÓN RURAL ................................................................................................................ 141

4.3.

APLICACIÓN DE LAS TIC EN LA PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA EN LA ISLA DE CUBA .................................................. 149

4.3.1.

LOS SIG Y LA GEOWEB .................................................................................................................................................. 153

4.3.2.

LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA Y LAS TIC .................................................................................................................... 154

4.3.3.

EXPANSIÓN DEL SIGFRE A TODO EL PAÍS MEDIANTE UN GEOPORTAL DE ENERGÍA ................................................... 163

CAPÍTULO 5. DESARROLLO DE UN GEOPORTAL: ANALISIS DEL POTENCIAL DE LAS ENERGIAS RENOVABLES EN LA ISLA DE CUBA ......................................................................................................... 167 5.1.

POTENCIAL RENOVABLE EN CUBA ................................................................................................................................. 169

5.2.

EL PAISAJE Y LA ENERGÍA RENOVABLE .......................................................................................................................... 189

5.3.

DISEÑO DEL MODELO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA PARA LA ISLA DE CUBA ................................................................ 196

5.3.1.

APTITUD DEL TERRITORIO PARA LA INVERSIÓN EN LAS ENERGÍAS RENOVABLES ........................................................ 202

5.3.2.

IDONEIDAD DEL TERRITORIO PARA LA INVERSIÓN DE PROYECTOS DE ENERGÍAS RENOVABLES ................................. 212

5.4.

ÍNDICE DE EFICIENCIA SEGÚN LA INFRAESTRUCTURA ELÉCTRICA ............................................................................... 219

5.4.1.

DETERMINACIÓN DEL GRADO DE APTITUD DE ZONAS PARA LA INVERSIÓN EN LOS SISTEMAS DE ENERGÍA SOLAR.

220

5.4.2.

IMPORTANCIA DE LA RED ELÉCTRICA PARA EL APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA RENOVABLE............................ 227

5.4.3.

CÁLCULO DEL ÁREA VIABLE PARA LA INTRODUCCIÓN DE LOS SISTEMAS RENOVABLES.............................................. 229

CAPÍTULO 6. RESULTADOS Y CONCLUSIONES: UN MODELO PARA LA PLANIFICACIÓN ENERGETICA EN LA ISLA DE CUBA. ................................................................................................................................... 232 X

BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................................................................... 238 ACRÓNIMOS ............................................................................................................................................................................ 248 LISTA DE GRAFICOS ................................................................................................................................................................ 252 LISTA DE IMÁGENES ............................................................................................................................................................... 254 LISTA DE TABLAS .................................................................................................................................................................... 262 ANEXOS

............................................................................................................................................................................ 264

XI

CAPÍTULO 1.

PLANTEAMIENTO

Y

CONTEXTO

GEOGRÁFICO

DE

LA

INVESTIGACIÓN La planificación constituye un instrumento eficaz para la gestión de las energías renovables y convencionales, además de un mecanismo de transparencia y control que tienen las administraciones para el desarrollo de la política energética. Con frecuencia, la imagen del territorio que poseen los agentes de decisión en el sector de la energía, no se ajusta con exactitud a la realidad geográfica ni a las relaciones que en ella se establecen. La impronta territorial de la implementación de las fuentes de energía, así como la incorporación de conceptos económicos en su aplicación y uso, hace necesario compatibilizar los criterios de intervención, regulación e integración dentro de la organización energética. El objetivo es integrar los procesos de generación de energía en el territorio y el medio, ampliando la visión en la toma de decisión de lo físico a lo funcional, de lo administrativo a lo económico y direccionado al desarrollo sostenible, teniendo en cuenta los impactos paisajísticos de las tecnologías renovables. Las energías renovables pueden crear nuevas alternativas tecnológicas en nuestras vidas, a la vez que constituyen un instrumento para cambiar el futuro del Planeta. Esta revolución energética será inútil si no se hace un análisis crítico de la realidad económica, que permita crear una planificación estratégica articulada con el ordenamiento territorial, que constituya un elemento fundamental, en el proceso de planificación para el desarrollo sostenible. El problema de la energía es un reto para la Humanidad. Asegurar su disponibilidad y cubrir las necesidades de crecimiento durante las próximas décadas, supondrá la implementación de políticas coherentes a todos los niveles, destinadas a facilitar la transición de la presente base energética, a una estructura más diversificada de ofertas y demandas, a encontrar nuevos caminos energéticos y en definitiva conducirá a la realización de esfuerzos sustanciales para el aprovechamiento integral de las mismas. La toma de conciencia por parte de la ciudadanía de los graves problemas derivados del uso insostenible de la energía, de las dificultades que están provocando al medio ambiente con la aceleración del cambio climático, ofrece la oportunidad de luchar por un nuevo modelo energético. Este nuevo modelo parte de la diversificación en las fuentes, la racionalización, la eficiencia, el ahorro en el consumo y el respeto al medio ambiente, no considerándose una estrategia energética aislada. Este modelo es un elemento fundamental de desarrollo para promover la mejora del medio ambiente y el desarrollo 1

socioeconómico. Es por ello que los países en vías de desarrollo deberían elegir y desarrollar las tecnologías apropiadas a sus necesidades, recursos, medioambiente, crecimiento equilibrado y contexto de desarrollo cultural entre otros y de forma diferenciada, sobre base sostenible en el empleo de los recursos naturales. El Plan Energético Nacional de Cuba prevé la inclusión de las energías renovables en el modelo energético nacional [1], sobre la base del conocimiento de la disponibilidad de recursos renovables. Con el objetivo de favorecer este entorno, es necesario inventariar las potencialidades renovables, posibilitando el desarrollo energético orientado al aprovechamiento del potencial disponible, facilitando la información requerida, viabilizando el proceso de decisiones políticas, económicas, sociales e inversionistas. En base a todo ello, se podrá modificar el modelo energético existente, convirtiéndolo en un modelo de planificación estratégica basado en la implementación de las energías renovables, capaz de garantizar un desarrollo integrado y sustentable para los diferentes ámbitos territoriales. Para Cuba es fundamental que todo el proceso vinculado a la generación y el consumo de energía eléctrica, se realice de forma eficiente por dos razones principales. Por una parte, no posee grandes recursos económicos; y por otra, hay que considerar los impactos paisajísticos y ambientales que se vinculan a la generación de energía. La ordenación de las energías en el territorio adquiere relevancia, si se tiene en cuenta que la política actual está encaminada, a hacer llegar la energía eléctrica a la totalidad de los asentamientos poblacionales, es ahí donde las energías alternativas, adquieren su papel relevante. Hasta el momento, la planificación energética se realiza desde el nivel central con la intervención de los gobiernos municipales. En la actualidad no se dispone de una herramienta adecuada que brinde información a los agentes de decisión, que contribuya a hacer viable y a favorecer análisis cualitativos y cuantitativos. Estos cuentan sólo con algunas estadísticas, lo que ha traído como consecuencia que se hayan realizado inversiones energéticas sin estudios previos (económicos, sociales y ambientales), provocando que se inviertan recursos en decisiones no acertadas. Cuba no disponía de ninguna herramienta que facilitara información previa en el proceso de toma de decisiones en el desarrollo energético y el programa de electrificación rural, ni que agrupara las aplicaciones de las energías renovables en combinación armónica con las energías convencionales. Todo ello a pesar de la importancia que tienen en la actualidad las potencialidades renovables, las regiones exactas donde están ubicadas, la demanda de los asentamientos no electrificados y el costo de los sistemas. Para ello se diseñó el Sistema de Información Geográfica de las Fuentes Renovables de Energía 2

(SIGFRE), para planificar y facilitar el proceso de toma de decisiones en la organización territorial del programa de desarrollo energético. En la actualidad existe una voluntad expresa a favor de la sostenibilidad, por un cambio en el modelo energético existente, donde los combustibles fósiles tienen la hegemonía y se hace necesario realizar un inventario de la potencialidad renovable, por su influencia en la organización energéticoambiental del territorio, logrando un ordenamiento que beneficie el desarrollo sostenible. Las energías renovables tienen un gran potencial de desarrollo, a escala nacional e internacional, que es necesario favorecer con políticas ajustadas, pero a largo plazo. En la Isla de Cuba se ha potenciado el desarrollo de las energías renovables, por lo que la realización del inventario de la potencialidad existente en el país, permitirá conocer de forma clara, las zonas que cuentan con recursos disponibles para el desarrollo de inversiones adecuadas. De manera que sea posible incorporar al orden territorial, los conceptos de los impactos ambientales y paisajísticos asociados y la sostenibilidad energética. 1.1.

Hipótesis de partida, Objetivos y Plan de Trabajo

Cuba es una isla larga y estrecha, ubicada geográficamente entre el Trópico de Cáncer y el Ecuador. Durante todo el año presenta incidencia de radiación solar en todo su territorio, sus ríos son cortos, pero existe un abundante sistema de almacenamiento de agua, en presas dispersas por todo el territorio nacional, con residual de biomasa de caña, café, arroz, árboles, etc. La hipótesis de partida es: la expectativa de que estos recursos naturales permitan trazar una estrategia para la solución de los problemas de electrificación y desarrollar un programa para la introducción de las energías renovables vinculando su aporte a la red nacional. Aún no se cuenta con una herramienta que permita facilitar las decisiones en la planificación energética y ambiental sostenible de forma integral. Tampoco se posee información ágil, integrada a un sistema que permita determinar cuál es la tecnología más adecuada o factible desde el punto de vista técnico-económico, para la solución de la electrificación en cada sitio, todo ello hace necesaria la instrumentación y puesta en funcionamiento de un Geoportal para la gestión energética. Los objetivos específicos e instrumentales son los siguientes: 1. Integrar los elementos energéticos y ambientales en un Sistema de Información Geográfica mediante un Geoportal. Ello permitirá proyectar estrategias esenciales que ayuden paulatinamente a una transformación económica, ambiental y social por la vía sostenible. 3

2. Aplicar las bondades del Geoportal tales como; facilitar y viabilizar la información adecuada a los gestores de decisión en el proceso de toma de decisiones y en relación a la planeación del desarrollo energético y la electrificación rural; inventariar las potencialidades renovables en el marco de la organización territorial, mediante planes de manejo energético ambiental; y optimizar el recurso renovable disponible en el territorio, a partir de las experiencias del municipio de Guamá y la provincia Santiago de Cuba. 3. Diseñar un Geoportal que facilite la gestión energética en la Isla de Cuba a la vez que sirva de herramienta para la planificación e intervención en el territorio, a través de la información actualizada de las potencialidades renovables y de sus impactos económicos, sociales y ambientales. Propiciar esquemas que logren la aproximación de la implementación de las energías renovables a la generación distribuida, con el objetivo de lograr un mayor aprovechamiento del potencial disponible territorialmente, minimizar las pérdidas, mejorando la eficiencia y garantizando la estabilidad del servicio eléctrico, tanto en situaciones normales como para casos de desastres naturales y periodos excepcionales. El Plan de Trabajo tendrá las fases siguientes: 1.

Valorar el conocimiento y experiencias actuales en diferentes regiones del mundo, así como los inventarios de las potencialidades renovables.

2.

Realizar los mapas de los potenciales renovables y la metodología IntiGIS© en la provincia Santiago de Cuba y en el municipio de Guamá, utilizando el SIGFRE e inventariando los potenciales renovables del país, mostrados a través de mapas nacionales en un Geoportal de energía.

3.

Proponer vías alternativas para el empleo racional y eficiente de las fuentes renovables de energía, que aporten directamente a la red y lograr la explotación de los potenciales renovables disponibles, mediante el empleo de tecnologías limpias según las condiciones concretas de Cuba.

4.

Implementar la aproximación de las energías renovables a la generación distribuida, en función de lograr un mayor aprovechamiento del potencial existente en el territorio, minimizar las pérdidas, mejorar la eficiencia y garantizar la estabilidad del servicio eléctrico en situación normal y en casos de desastres naturales. Los resultados concretos a aportar serán: Incorporación de tecnologías renovables en la electrificación de áreas rurales, utilizando el IntiGIS© como herramienta para la selección de la tecnología más factible económicamente.

4

Vincular la planificación energética a la ordenación territorial y a los aspectos paisajísticos relacionados con las tecnologías estudiadas. Promover la utilización de las fuentes renovables en la dimensión territorial, a partir del conocimiento geográfico de las zonas y sus potencialidades renovables, logrando un manejo integral de los territorios del municipio Guamá, la provincia Santiago de Cuba y el país. Alcanzar la aproximación en la implementación de las energías renovables a la generación distribuida, con objeto de lograr un mayor aprovechamiento del potencial disponible existente en el territorio, minimizar las pérdidas, mejorar la eficiencia y garantizar la estabilidad del servicio eléctrico en cualquier situación. Facilitar el proceso de toma de decisiones con la utilización del Geoportal en el programa de ahorro y eficiencia energética, aprovechando la potencialidad renovable disponible para lograr su empleo racional e integración al uso de tecnologías limpias, para la conservación ambiental en los territorios seleccionados. Aplicar metodologías novedosas en los territorios rurales, proponiendo la energía económicamente más idónea a implementar y adoptando medidas de reducción de impactos en el paisaje y el medio ambiente. 1.2.

Estructura de la Tesis y Fuentes empleadas

Con el fin de conseguir los objetivos planteados anteriormente, la Tesis aborda los temas en tres niveles geográficos: país, provincia y municipio. La aplicación de los distintos niveles viene determinada por la necesidad expositiva, por la experiencia desarrollada previamente y por la adecuación a la escala de planeamiento más conveniente según se trate de planes locales, regionales o nacionales. De acuerdo a estos niveles y para la obtención de los resultados mencionados y el cumplimiento de los objetivos, esta Tesis se estructura en 6 capítulos, el primero referido al planteamiento de la investigación, hipótesis de partida, los objetivos específicos e instrumentales, el plan de trabajo, los resultados esperados, el contexto geográfico de Cuba, de la provincia Santiago de Cuba y del Municipio de Guamá, las condiciones actuales de desarrollo de la Isla de Cuba, la influencia del medio físico en el desarrollo poblacional, las formas de agrupación social en Cuba, el aprovechamiento del territorio, relación del medio físico con los recursos naturales, el paisaje y desarrollo económico, evolución histórica de la población, la migración hacia zonas urbanas y el retorno a la montaña, con ejemplos específicos se describen las condiciones del desarrollo energético en el territorio Nacional. En el capítulo 2, se aborda la estrategia de las políticas energéticas en Cuba, el trayecto por distintas etapas del desarrollo, se hace una breve descripción de la historia del desarrollo energético en Cuba y 5

específicamente en la provincia de Santiago de Cuba y el municipio de Guamá, abarcando el concepto de sostenibilidad, que define el modelo energético actual y por el que se trabaja. Se expresan aspectos relacionados con la superación de la crisis energética del 2001 y la situación actual, donde se plantea el modelo de dependencia energética y tecnológica que existe en el país y la introducción de las energías renovables como opción a la solución de estos problemas, brindando información de las principales fuentes de energías renovables, que se explotan en Cuba y sus ventajas (energía solar, eólica, hídrica y la biomasa). Se describe una metodología, que permite determinar la demanda de las energías renovables en áreas rurales, los factores que intervienen en el conocimiento de esta para la electrificación rural, la situación actual y perspectivas de la aplicación de las energías renovables y la planificación energética en el marco de la ordenación del territorio. La demanda se ha evaluado por medio de estudios en el terreno, los sistemas se han dimensionado de forma teórica en función de la demanda definida. El SIG ha constituido la herramienta principal para el análisis, permitiendo evaluar y comparar el coste del kWh producido por cada tecnología, considerada a partir de datos del potencial renovable existente, la demanda, población y distancia de la red eléctrica, por lo que tiene una doble vertiente: definir la tecnología más idónea en un grupo de comunidades rurales y utilizar el potencial de radiación solar en el sitio evaluado. Se plantean temas sobre la producción de energía con fuentes renovables, se exponen las principales fuentes de energía que se explotan en el municipio Guamá, la provincia Santiago de Cuba y el País, así como sus ventajas; además se explica cómo determinar la demanda para las viviendas y comunidades rurales, mostrando la situación actual y perspectivas de aplicación en el marco del ordenamiento territorial, se propone la metodología empleada como modelo para su aplicación en los demás municipios del país. El capítulo 3, basado fundamentalmente en la ordenación territorial y la planificación energética, su estado del arte a nivel internacional y en Cuba, la planificación física y la inserción de las energías renovables. Las regulaciones de la ordenación del territorio, sus metas generales e instrumentos legales para el cumplimiento de sus objetivos, la incorporación de los aspectos relativos al paisaje y los impactos vinculados a las inversiones para el aprovechamiento de la energía. Se plantean los instrumentos de la ordenación del territorio que van encaminados al desarrollo sustentable a través de programas y planes que le dan cumplimiento, se abordan temas de la planificación

6

estratégica, el ordenamiento de las energías y los sistemas de respaldo eléctrico, siendo elementos esenciales para organizar la mejora de la calidad de vida. Se presenta la planificación energética en Cuba, introduciendo el ejemplo del municipio de Guamá, el comportamiento de la infraestructura del Sistema Eléctrico Nacional (SEN), la situación energética de las agrupaciones sociales dispersas en la actualidad, la electrificación con plantas Diesel, mini hidroeléctricas y sistemas fotovoltaicos. Los sistemas fotovoltaicos centralizados para las comunidades rurales, ejemplos de programas nacionales con sistemas autónomos, sistemas instalados en las casas consultorio de los médicos de familia, escuelas rurales y salas de televisión. Se abordan otras formas de aprovechamiento de las energías renovables, el bombeo eólico, la biomasa de café y de los árboles, los biocombustibles, el biogás y la introducción de los SIG para ser utilizados en la planificación energética. Se presentan las principales fuentes de energía renovable, como son: solar, eólica, biomasa, hídrica y los mapas de aplicación de estas, la explotación de otras fuentes renovables en el territorio y la aplicación de los SIG para la toma de decisiones. Se trata el tema de la electrificación rural y los Sistemas de Información Geográfica (SIG), se expone el municipio de Guamá como caso de estudio, se expresan los criterios del uso de los SIG como herramienta en la toma de decisiones, para los estudios de factibilidad económica de las tecnologías de energías renovables, se explican los análisis de la metodología del IntiGIS© y se propone como herramienta para realizar estudios integrales en el municipio de Guamá; así como las posibilidad de ser extendido a toda Cuba. Se abordan ejemplos de aplicación del IntiGIS©, los parámetros técnicos y económicos que se tienen en cuenta, se hace una valoración de los resultados obtenidos a partir de los cálculos del LEC1 para cada una de las tecnologías (sistema fotovoltaico individual, sistema Diesel individual, conexión a red y sistema Diesel central), definiendo la tecnología más competitiva en cada comunidad del municipio de Guamá, que hoy se encuentran sin electrificar. Se muestra la relevancia del uso de los SIG, para el estudio de la factibilidad económica de los sistemas de energía renovable y se incluyen los estudios hechos para sistemas fotovoltaicos, eólicos, hídricos y la biomasa.

1

coste de electrificación equivalente 7

Se presentan los resultados de la metodología IntiGIS© y las revisiones que sobre el modelo inicial se han ido realizando, definiendo las comunidades tipo que serán empleadas en algunos de los cálculos teóricos, justificando los valores de consumo que se introducen en la aplicación. Se detallan los conceptos de la electrificación rural, comunidades y asentamientos sin electrificar, la potencia demandada por una comunicad sin electrificar y los análisis del costo de cada tecnología para la justificación del sistema de potencia más adecuado. En el capítulo 4, se expone otro ejemplo de aplicación de los SIG, aplicado a la planificación de la electrificación rural de la provincia de Santiago de Cuba, en el se muestra la situación actual de la electrificación en este territorio, la conexión a la red, el programa energético desarrollado a través de los conceptos de Generación Distribuida (GD) con energía convencional, la Generación de emergencia con mini hidroeléctricas, sistemas fotovoltaicos o para casas consultorio del médico de familia, escuelas rurales, salas de TV y aplicaciones de la energía eólica. Se hacen valoraciones sobre la implementación de las metodologías propuestas y extensión a otros aspectos de la planificación energética. Se abordan los problemas actuales de la información, las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) y la generación de energía, la evaluación de la experiencia desarrollada en la provincia Santiago de Cuba, se hace una propuesta de generalización de la experiencia a otros territorios y la propuesta de desarrollo de un Geoportal de energía. El Geoportal de energía para la Isla de Cuba, se propone a partir de los conocimientos de los SIG y la GeoWeb, se vinculan los criterios de la GD y el desarrollo territorial, se ponen ejemplos de los sistemas conectados a red, los sistemas en Mini redes y los autónomos; así como la expansión del SIGFRE a todo el país. Ya en el capítulo 5, se propone el desarrollo del Geoportal, con el análisis del potencial de las energías renovables en la Isla de Cuba, mostrando el potencial existente a través de mapas (solar, eólico, hídrico, biomasa), donde se incluyen cañera, café, arroz, árboles, biogás, etc., se aborda el impacto de las inversiones energéticas en el paisaje, especialmente las relacionadas con la implementación de la energía solar, la energía eólica, la hídrica y la biomasa, así como las actividades para su reducción desde una óptica basada en la producción de criterios compatibles con el desarrollo energético sostenible. Se propone el diseño del modelo de potencial para la Isla de Cuba, se describen las fuentes documentales, la selección de criterios basados en la producción y adecuación de las normativas de protección y parámetros de compatibilidad, la aptitud del territorio para la implantación de las energías renovables, los perímetros de protección de los núcleo poblacionales, de las áreas protegidas, las redes eléctricas declaradas, pendientes, carreteras, líneas ferroviarias, presas, ríos y arroyos. 8

Se presenta un mapa de idoneidad del territorio, para la implementación de las energías renovables, se demuestra espacialmente y se fundamenta el índice de eficiencia según la infraestructura eléctrica implementada, se señala la importancia de la red eléctrica para el aprovechamiento de la energía renovable, se determinan los parámetros de compatibilidad en la implementación de las energías que aportan directamente a red, con relación a la distancia máxima que deben encontrarse estas de los objetivos generadores, en interés de reducir las pérdidas y lograr una adecuada eficiencia de los sistemas que se implementen, se demuestra la aproximación de los sistemas renovables a la generación distribuida. Los criterios de compatibilidad, han sido ajustados a las condiciones y características del territorio cubano, tomando en consideración su geografía y el clima, así como las características del paisaje y los criterios de protección medioambientales más adecuados. Se valora el índice de eficiencia según la infraestructura eléctrica y se determina el grado de aptitud de las distintas zonas para la inversión de cada tipo de energía renovable. Con la información cartográfica existente sobre los potenciales de las diferentes fuentes de energía y el área total del territorio que ocupan los potenciales, se pudo calcular las áreas no viables según los criterios de protección elaborados para cada una de ellas, determinándose las áreas viables para la implementación de los sistemas de energía renovable. En el capítulo 6, se muestran las conclusiones del trabajo de investigación y se propone el modelo energético para la Isla de Cuba, valorando el análisis de funcionamiento del Geoportal, como un subsistema vinculado de forma vertical al Sistema Corporativo de la UNE y de forma horizontal a los sistemas individuales que integran el proceso de administración y dirección. Además se declaran las referencias, bibliografías y fuentes de información en Internet, acrónimos, la lista de figuras, ilustraciones, imágenes y las tablas, por último los anexos al trabajo de investigación. En las fuentes de información consultadas, se realiza un análisis documental de los materiales utilizados: informes de proyectos, manuales, documentos divulgativos, conferencias, revistas científicotécnicas, informes de congresos, informes técnicos e institucionales, tesis doctorales, cursos y documentos legislativos, estrategias trazadas en programas nacionales referentes a la geografía de la energía, información sobre la energía en general y sobre las fuentes de energía renovable en particular. Se revisó información de empresas e instituciones del sector energético y del Ministerio de Economía y Planificación (MEP) y de otros sectores como medioambiente extraído de Internet. Así mismo, resultan relevantes las referencias brindada por los profesores del Doctorado en Estrategia y Planificación del Territorio. 9

Documentos como la Agenda 21 y los resultados de las investigaciones realizadas en la Universidad de Sevilla, “Energía renovable y territorio. Potencialidades para la implementación de las energías eólica y solar en Andalucía” [2]. Investigación que permitió introducir y ver la importancia de la infraestructura territorial en la gestión energética de un territorio determinado. Tuvieron un especial interés, las consultas realizadas a materiales divulgativos y científicos del programa energético en Cuba, donde las energías renovables han sido el motor impulsor del programa de desarrollo de esta Tesis. Se revisaron y estudiaron los sistemas de normas internacionales y nacionales para la implementación de las energías, así como leyes, Decretos leyes, resoluciones, manuales y otros documentos que constituyen fuente de enriquecimiento de la actividad normativa relacionada con las inversiones energéticas y que permitieron la producción de los criterios de protección y parámetros de compatibilidad a tener en cuenta, para el desarrollo energético de los territorios. Se revisaron artículos, publicaciones en diferentes sitios Web sobre el uso de las TIC en las aplicaciones de la generación de energía, como método de divulgación de los conocimientos en esta etapa del desarrollo y su utilidad en la toma de decisiones. La tesis del Dr. Javier Domínguez Bravo, se ha utilizado de consulta en el desarrollo de este trabajo de investigación [3]. También el informe técnico de Irene Pinedo Pascua en el proyecto desarrollado en el marco del programa de Doctorado de Ingeniería Rural, ofertado por la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos (ETSIA) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), sobre la aplicación de los Sistemas de Información Geográfica a la integración de las Energías Renovables, en la producción de electricidad en comunidades rurales. Caso de estudio: Electrificación del municipio cubano de Guamá.

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1.3.

El medio físico y la estructura administrativa de Cuba y la provincia de Santiago de Cuba.

A continuación se presentan las características físicas del municipio de Guamá, la provincia Santiago de Cuba y la Isla de Cuba, en la defensa del valor histórico y paisajístico como elementos importantes para el desarrollo económico, social y ambiental. La organización administrativa actual del país, da paso a la presentación de los consejos populares como órganos importantes en el desarrollo energético, social, medioambiental y paisajístico.

Imagen I- 1. Ubicación de la Isla de Cuba Fuente: Google Earth 2009 La República de Cuba es un archipiélago con un área de 109.886 km2, de ellos 3.126 km2 de islas, islotes y cayos, la Isla de Cuba es la mayor, con 104.556 km2 de extensión, ocupando el decimoquinto lugar entre las mayores islas del mundo, asentada en un archipiélago del mar de las Antillas, también conocido como mar Caribe, la isla principal es conocida como la Isla de Cuba, la más grande de las Antillas Mayores. Forman parte del archipiélago, la Isla de la Juventud (antiguamente llamada "Isla de Pinos") y una multitud de cayos o pequeñas islas que rodean a las antes mencionadas. Al norte se encuentran los Estados Unidos y las Bahamas, al oeste México, al sur las islas Caimán y Jamaica, al sudeste Haití y Santo Domingo. La imagen I - 1 recoge una foto de satélite con datos descriptivos de la Isla de Cuba y en la figura I - 1 se puede observar el área de estudio 11

Figura I- 1. Área de estudio. Fuente: Elaboración propia La Isla se extiende a lo largo de unos 1.200 km, desde El Cabo de San Antonio al oeste, hasta La Punta de Maisí en su extremo oriental este. La anchura mínima es de 31 km entre la Ensenada de Majana y la Bahía del Mariel y la máxima de 191 km desde la Punta Tararacos hasta la Playa Camarón Grande. Cuenta con unos 4.000 km de costas y por su forma alargada y estrecha, ha sido comparada con la forma de un caimán. En la figura I - 2, se observan estas características. La línea de costa es extremadamente irregular, recortada por numerosos golfos y bahías. Los golfos de Batabanó y Guacanayabo o la bahía de Cochinos son los más conocidos. Es por lo que la Isla cuenta con abundantes puertos naturales que conforman bahías; las más notables son la bahía de Nipe, una de las más grande del mundo, la de La Habana, puerto principal del país, Cárdenas, Matanzas y Nuevitas en la costa norte, en la costa sur y Santiago de Cuba, Cienfuegos y Guantánamo. Además, los cayos y los arrecifes de coral se extienden a lo largo de su litoral [4], contribuyendo a la existencia de una rica fauna marina de crustáceos y moluscos, típicas del mar Caribe.

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Figura I- 2. Extensión de la Isla de Cuba Fuente: Elaboración propia

Aproximadamente, una cuarta parte de la superficie es montañosa, en el resto predominan los terrenos llanos y las colinas salpican toda la Isla y alternan con las llanuras. Las tres principales cordilleras son: el macizo de Guamuhaya o Sierra del Escambray; la cordillera de Guaniguanico y la Sierra Maestra. Esta última, ubicada en el sureste del país, es la de mayor altitud y extensión, en ella se encuentra su máxima elevación, el pico Real del Turquino, observados en la imagen I - 2.

Imagen I- 2. Pico Real del Turquino

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La figura I - 3 muestra el mapa de relieve de Cuba y algunas imágenes de la Cueva de Bella Mar en la provincia de Matanzas, que es considerada como una de las más famosas del mundo. En esta provincia son numerosas las cavernas formadas naturalmente en roca caliza. Fue descubierta el 17 de abril de 1861, es un maravilloso paisaje subterráneo a manera de museo, donde se exhiben las más caprichosas formas creadas pacientemente por tres elementos: piedra, agua y tiempo.

Figura I- 3. Relieve de la Isla de Cuba e imágenes de la cueva de Bella Mar Fuente: Elaboración propia utilizando la foto satélite del relieve de Cuba

La configuración orográfica y el clima de la Isla influyen en la existencia de ríos de curso corto y caudal reducido. El río más largo es el Cauto. Este ente natural corre en dirección norte-sur y desemboca en el Golfo de Guacanayabo, siendo su longitud total de 343 km. Le siguen el Sagua la Grande y el Zaza. El más caudaloso es el río Toa [5], ubicado en la provincia de Guantánamo, la más oriental del país. El clima es tropical y estacionalmente húmedo. Su temperatura media anual es de 25.5ºC. Los extremos de calor y de humedad relativa (que durante el verano tienen un promedio de 27ºC y 80 %, de humedad relativa), son provocados por los vientos dominantes del Noreste. Las precipitaciones medias anuales son de 1.320 mm. La Isla de Cuba se encuentra en una región de vientos alisios y frecuentemente afectados por violentos huracanes o ciclones tropicales, que se producen anualmente en una temporada 14

comprendida entre los meses de junio a noviembre, siendo los meses de septiembre y octubre los de mayor incidencia, tanto por su frecuencia de paso, como por la intensidad. Como resultado de la evolución geológica y el clima, se destacan los suelos calizos arcillosos de color pardo rojizo. Presenta una amplia variedad de vegetación tropical. En la parte oriental se encuentran grandes extensiones cubiertas por bosques. Entre las plantas más representativas están las palmeras, de las que se poseen más de 30 especies endémicas, destacándose la palma real (nombre científico: Roystonea regia) árbol nacional de Cuba, mostrada en la imagen I - 3.

Imagen I- 3. Palma Real (árbol nacional) Otras especies de la flora autóctona son: pino, caoba, ébano, orquídea y mangle [6, 7]. En Cuba existen aproximadamente 300 especies nativas que habitan en las regiones montañosas. Algunas especies solo se encuentran por encima de 600 a 700 m, como por ejemplo las del género de las orquídeas (Lepanthes, Stelis, Pleurothallis y Dichaea). La imagen I- 4 muestra algunas de estas especies endémicas, muy abundantes en la cordillera de Guaniguanico, donde en el año 1943 un abogado español establecido en la Isla, decidió construir un bello jardín [8]. Escogió una fértil colina de 35.000 m² en las estribaciones de la Cordillera, actualmente el Jardín Botánico de Soroa, que se localiza junto al Salto de Soroa, formando parte de la Reserva de la Biosfera Sierra del Rosario. La fauna cubana no se caracteriza por la existencia de animales salvajes peligrosos, sin embargo destacan por su tamaño: el almiquí, que es uno de los insectívoros de mayor tamaño, un gran número de 15

murciélagos, como el mariposa, que es una de las especies más pequeñas del mundo; y cerca de 300 especies de aves, como el rabijunco, la cayama (cigüeña), el catey o periquito de Cuba, el flamenco, la grulla, el loro y el colibrí (ave más pequeña de mundo) [6].

Imagen I- 4. Algunas especies de orquídeas endémicas de Cuba Entre los escasos reptiles de la Isla se encuentran la tortuga, la iguana, el cocodrilo y el maja de Santamaría, que alcanza hasta 3.7 m de longitud. En las aguas cubanas hay más de 700 especies de peces y crustáceos, los más destacados el tiburón, pargo, bonito, carpa, langosta, ostra, cojinúa y camarón. El endemismo es significativo entre los animales y plantas superiores, llegando a alcanzar el 43% del total de las especies terrestres, se destacan la polimita picta [9], incluida entre las 272 especies en peligro de extinción. La red de áreas protegidas de Cuba cubre aproximadamente el 16,6 % (18.241,28 Km2) del territorio nacional. Las Reservas Naturales, Parques Nacionales, Reservas Ecológicas, algunos Elementos Naturales Significativos, Reservas Florísticas Manejadas, Refugios de Fauna y Parques Naturales ocupan el 6% (6.593,16 Km2). De las 32 formaciones vegetales naturales definidas, el 100 % está representada en áreas protegidas de significación nacional, algunas de ellas con reconocimiento mundial, como las Reservas de la Biosfera, sitio Ramsar y Patrimonio Mundial. Es el segundo país de áreas protegidas en América Latina [10]. 16

Las Reservas de la Biosfera [11], nominación internacional del Programa “El Hombre y la Biosfera (MAB)” de la UNESCO, juegan un importante papel en la conservación de la biodiversidad en nuestro Planeta. En Cuba se han declarado hasta estos momentos 6 de estas reservas; Península de Guanahacabibes, Sierra del Rosario, Ciénaga de Zapata, Buenavista, Baconao y Cuchillas del Toa, en las que están representadas la mayoría de las formaciones vegetales del país [12]. Aunque en el pasado reciente estuvo casi cubierta totalmente por bosques, la tala indiscriminada de árboles desde 1945 a 1960 redujo las áreas forestales, al pasar de más del 40% a menos del 10% de la superficie total del país. Como resultado de los esfuerzos de repoblación forestal, desde la década de 1960 y hacia finales de la década de 1980, los bosques cubrían cerca del 25% de la superficie de la Isla. Hoy la cifra ha aumentado dándole continuidad a las campañas de reforestación, que continúan sustentadas en un amplio proyecto que abarca todo el país denominado plan manatí. Se trabaja por una reforestación encaminada al desarrollo sostenible, donde las actividades están orientadas hacia la protección de los árboles sembrados a fin de estabilizar las pendientes, fijar las dunas, las franjas protectoras, los sistemas agroforestales, los sistemas costeros, las cercas vivas y los árboles de sombra. Existen diferentes formas de agrupación social en el país, en el año 1986 fue implementada por la Asamblea Nacional del Poder Popular la Ley Nº. 56 del 4 de Julio [13] dentro del sistema del Poder Popular, como forma de organización del estado socialista cubano. Los consejos populares se crearon como una entidad, que constituye una autoridad en contacto directo e inmediato con las actividades sociales, económicas y de servicios en los barrios, repartos o poblados, con capacidad real de encauzar la solución de los problemas con agilidad, que a la vez ayuda a mantener y mejorar el nivel de los servicios que recibe la población, realizando el control de las unidades de producción y servicios enclavadas en el territorio y trabaja por mejorar el desarrollo de una adecuada disciplina social, administrativa y laboral. En lo referente a Santiago de Cuba, es una provincia situada en la región sur oriental. Está limitada al norte por la provincia de Holguín y al sur por el mar Caribe, mientras que al este y al oeste hace fronteras con las provincias de Guantánamo y Granma respectivamente mostrado en la figura I - 4. Es la provincia más montañosa del país y en ella se encuentran las máximas elevaciones. Su territorio está recorrido por La Sierra Maestra, cordillera levantada durante el terciario por la orogenia alpina y principal formación montañosa de la Isla de Cuba. Las principales elevaciones ya mencionadas anteriormente son: El Pico Real del Turquino (1.974 metros) y el Pico Cuba (1.872 metros), los dos 17

puntos más elevados de la Isla. La cordillera de la Sierra Maestra está formada por intrincadas serranías cubiertas de vegetación de accesibilidad dificultosa, que constituye un imponente murallón de más de 1.500 metros, donde se encuentra La Gran Piedra (1.214 metros). En el territorio existe una escasa densidad de población de distribución muy dispersa.

Figura I- 4. Ubicación geográfica de la provincia Santiago de Cuba Fuente: Elaboración propia utilizando la foto satélite del relieve de Cuba

Al sur-este de la Sierra Maestra, en alineación casi litoral, se abre el valle central, principal zona llana que bordea la bahía donde se encuentra la llanura de Santiago de Cuba, segunda ciudad más importante del país. El clima es tropical húmedo como el de toda la Isla, oscila entre los más de 3.000 mm de precipitación en las cumbres y los 700 mm en el límite sur oriental. Los ríos Cauto, Mayarí, Guantánamo y Baconao nacen en estas sierras, siendo los ríos más caudalosos de esta región.

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Imagen I- 5. Zonas de la cordillera de la Sierra Maestra

Figura I- 5. La provincia Santiago de Cuba y el Municipio de Guamá Fuente: Elaboración Propia 2009

La cordillera de la Sierra Maestra está formada por intrincadas serranías cubiertas de vegetación, de accesibilidad dificultosa, observada en la imagen I - 5. 19

La provincia Santiago de Cuba la integran 9 municipios, todos ellos poseen áreas rurales. La capital del mismo nombre fue fundada en 1514 por el adelantado Diego Velásquez acompañado por 77 castellanos. Hoy es la segunda ciudad en importancia de Cuba por su densidad de población. Al oeste se encuentra el municipio de Guamá, integrado como una franja larga y estrecha con La Sierra Maestra al norte, limitado al sur por el mar Caribe, observado en la figura I - 5. 1.4.

El municipio de Guamá

Guamá existe como municipio a partir del año 1959. Anteriormente su territorio se encontraba dividido en tres municipios, Manzanillo, El Cobre y Pilón. En la última división socio política del año 1976 queda como un municipio perteneciente a la provincia de Santiago de Cuba, primeramente con 6 Consejos Populares (Caletón, Aserradero, El Francés, Chivirico, Uvero y La Granjita Sonador) con una población de 7.000 habitantes; en la década de 1980 se conforman 9 Consejos Populares: Caletón Blanco (1), Aserradero (2), Playa Larga (3), El Francés (4), Madrugón (5), Chivirico (6), Uvero (7), Ocujal (8) y La Plata (9), aumentando la población a 20.000 habitantes. En 1989 y debido al crecimiento demográfico, se crea el décimo Consejo Popular Bahía Larga, con el objetivo de una mejor distribución del territorio (10). Actualmente este consejo tiene una extensión territorial de 964.6 Km2 y 36.352 habitantes, con una densidad de población de 37.7 habitantes /Km2 [14]. Existe una mínima expresión de estructura de gobierno, llamada circunscripción del Poder Popular, que constituye el eslabón básico de la gestión socio-administrativa, donde está incluida la población perteneciente a un sitio determinado, además en este nivel se controlan todas las instalaciones que prestan servicio a la población. En el mapa de la figura I - 6 se observa la división socio administrativa actual por consejos populares en el municipio de Guamá. El consejo popular Chivírico capital del municipio, posee 8.756 habitantes. Los demás Consejos Populares se encuentran como zonas rurales, por no contar con ninguna de las características exigidas para ser urbanos considerados. La población de éstos reside en asentamientos que oscilan entre los 200 y 2.000 habitantes, en algunos casos en viviendas consideradas como dispersas o aisladas, de madera rústica y carentes de electrificación, según se observa en la imagen I - 6, se encuentran a más de 200 metros unos de otros o formando agrupaciones menores de cinco viviendas, definiéndose como rural y montañoso.

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Figura I- 6. Consejos Populares de Guamá Fuente: Elaboración Propia

El municipio presenta características muy especiales que lo diferencian del resto del país. Cuenta con 175 kilómetros de longitud, como una franja larga y estrecha que lo hace el municipio más largo de Cuba. Su eje longitudinal sigue aproximadamente la dirección de los paralelos, lo que incide en sus características climáticas típicas, en su hidrografía y en sus suelos. Cuenta con gran cantidad de ríos de corta longitud y escaso caudal, características que se acentúan por la presencia de la serranía a escasos kilómetros de la costa. Por ello es el municipio de mayor cantidad de cuencas hidrográficas del país, todas muy pequeñas y de poca importancia, pues solo crecen su caudal exterior en la época de lluvias, con saltos y rápidos de indescriptible belleza. Estas características lo hacen que tenga la mayor cantidad de puentes, incluyendo el más largo del país (2 km).

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Imagen I- 6. Viviendas típicas de las zonas rurales del municipio de Guamá Es el de mayor cantidad de montañas, donde se encuentra el pico más elevado de Cuba (El Pico Real del Turquino). El origen geológico del municipio de Guamá, está estrechamente vinculado con la formación de la Sierra Maestra, surgida del fondo del mar por fuertes movimientos verticales. Frente a sus costas se originó la Fosa de Oriente (6000 metros de profundidad), la más profunda del país. El municipio ocupa una buena porción de la ladera norte de la mayor serranía cubana. En la imagen I - 7 se observa una la morfología de la Fosa de Oriente. La Sierra del Turquino abarca la mayor parte de todo el territorio del municipio, sólo interrumpida en algunos sitios de la costa por una estrecha llanura costera. Está formada por montañas de bloques que se extienden desde cerca de Cabo Cruz, hasta las cercanías de la Cuenca de Santiago de Cuba. Estas montañas son de baja altitud, dispuesta en forma escalonada longitudinal, atravesadas por bloques transversales y desplazadas hacia el norte. En diferentes lugares encontramos sistemas de fallas, que le dan su condición inestable a esta serranía. Tiene unos 105 kilómetros de largo y una anchura variable, acorde con las características del municipio. Sus principales alturas están dadas en el Pico Real del Turquino, (1.974 metros), el Pico Cuba (1.874 metros) y el Pico Suecia (1.734 metros), que como se ha dicho son las mayores alturas del país.

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Imagen I- 7. Fosa de Oriente Recorriendo el litoral sur del municipio a poca distancia en el mar, se ubica la falla tectónica que limita las placas de Norteamérica y la del Caribe, por lo que se producen con frecuencia movimientos tectónicos que afectan además todo el sur del oriente cubano. Los temblores de tierra generalmente se localizan con epicentros próximos a Cabo Cruz, la bahía de Santiago de Cuba o en Baconao. Esa faja sísmica está formada por un sistema transformante de gran inestabilidad. La parte sur se encuentra bañada por las aguas del Mar Caribe, con playas de arenas grises, muy singulares en el litoral sur de la Isla de Cuba. La costa es alta y acantilada debido a que las montañas de la Sierra Maestra caen directamente al mar, formando paisajes de una extraordinaria belleza. Al ser una costa maciza, no posee accidentes costeros de gran importancia. En algunos sitios está cortada por la desembocadura de los numerosos ríos y arroyos que descienden de la Sierra Maestra. En otras partes aparece una estrecha llanura costera, donde se asienta una buena parte de la población. En algunos tramos costeros los espolones montañosos caen caprichosamente al mar. El clima del municipio es tropical, aunque al estar situado al sur de la Sierra Maestra, predominan las condiciones de clima seco. 23

La más extensa serranía cubana sirve de barrera natural a los vientos alisios que vienen cargados de humedad desde el Océano Atlántico, al encontrarse con estas montañas se ven obligados a elevarse, por tanto se condensan y se precipitan en su ladera norte, descendiendo secos por la ladera sur. Allí están enclavados los principales asentamientos poblacionales como la cabecera del municipio, razón por la que se propician mayores condiciones de sequedad.

Fuente: Elaboración propia

Figura I- 7. Densidad de población de las comunidades y asentamientos dispersos del municipio de Guamá Por su ubicación geográfica, la ladera sur de la Sierra Maestra está expuesta todo el año frente al sol y acentúa esas condiciones de escasa humedad. En la zona se anidan especies de flora y fauna únicas. Por su valor paisajístico y sus características especiales, actualmente está considerado como Reserva Mundial de la Biosfera. Pese a ello hay que reconocer que el medio ambiente se encuentra seriamente afectado en algunas partes del municipio por la tala de los bosques, lo que ha hecho desaparecer parte de la vegetación originaria y también la fauna. Dado que el municipio está orientado a la solana, es sumamente importante mantener la cubierta vegetal de la serranía. Ello incidirá positivamente en las condiciones climáticas, sobre todo en la frecuencia de las precipitaciones y en el caudal de los ríos. A su vez la agricultura y sobre todo las 24

despulpadoras de café, afectan seriamente las redes hídricas, con los vertimientos que hacen de desechos sólidos y líquidos en las cuencas hidrográficas. El medio ambiente se encuentra seriamente afectado, en algunos sitios del municipio sobre todo, por la tala de los bosques, lo que ha hecho desaparecer parte de la vegetación originaria y también la fauna. La agricultura y sobre todo las despulpadoras de café, afectan seriamente las redes hídricas, con los vertimientos que hacen de desechos sólidos y líquidos en las cuencas hidrográficas. La población se encuentra dispersa a lo largo de todo el municipio. Cuenta con 149 asentamientos poblacionales, incluyendo comunidades y casas dispersas. Como se observa en la figura I - 7 la mayor densidad de población está ubicada bordeando la costa, a todo lo largo del municipio. Todas ellas presentan características rurales, estando distribuida en todos los consejos populares. Si la historia caracterizó en forma tan relevante a la región sur oriental, no lo hizo menos la naturaleza, pues su cuadro físico presenta particularidades bien destacadas. Es la más montañosa de Cuba, tanto por la altura de sus picachos como por lo abrupto y extenso de sus macizos orográficos, lo cual ha dificultado la plena integración del territorio. 1.5.

Condiciones actuales de desarrollo de las energías renovables en el municipio de Guamá

Es fundamental que todo el proceso de desarrollo se encuentre vinculado al aprovechamiento de los recursos naturales, fundamentalmente con fines energéticos estrechamente relacionados con la demanda de la población. Tomando como punto de partida este criterio, en esta Tesis se trabajará con los conceptos de generación y el consumo de energía, con el objetivo de lograr la eficiencia y sostenibilidad, aprovechando al máximo los recursos naturales que posee, aplicando consideraciones ambientales adecuadas en su uso y explotación, sin perder de vista las afectaciones que la explotación de estos recursos pueden provocar al entorno. La electricidad resulta un elemento fundamental para garantizar el desarrollo económico y social de una población. El costo de la extensión del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) oscila en condiciones montañosas en 20.000 CUC2 por kilómetro, incluyendo todos los materiales y recursos necesarios, por lo

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CUC es un peso cubano convertible =25 pesos cubanos nacionales=0.88 € 25

que una inversión en este sentido sólo se justifica, por las actividades económicas y sociales que respalda [15]. Los asentamientos humanos rurales de mayor importancia, han sido electrificados por el SEN y fuentes renovables. Lo que más caracteriza al sector sin servicio eléctrico, son las viviendas aisladas y dispersas, su electrificación con la red eléctrica eleva notablemente los costos de inversión, a estas les dedicaremos nuestra atención, es donde proponemos realizar un ordenamiento, comparando los costos de inversión económicamente factibles de las diferentes tecnologías, conociendo las potencialidades de las fuentes renovables existentes. Desde 1959 se comenzó un programa para llevar la electrificación a todos los sitios del país, entre los que se encuentra el municipio de Guamá. Una de las iniciativas implementadas inicialmente, fue el montaje de plantas Diesel en los lugares de difícil acceso, donde no se pudo extender la red eléctrica; pero que considerando la densidad de población lo justificaba. En el mapa de la figura I - 8, se observa la ubicación de estas plantas en el municipio Guamá. El municipio de Guamá posee recursos naturales que pueden ser usados en el aprovechamiento energético, como es el hídrico, aunque sus ríos son cortos, dan soluciones a la electrificación local, ha sido también utilizada la radiación solar que incide en el territorio, siendo un municipio vanguardia en el aprovechamiento del recurso renovable para la electrificación, fundamentalmente en objetivos sociales, económicos y servicios vitales. En la actualidad, con la implantación de programas y estrategias dirigidas a enfrentar las crecientes necesidades de energía, Guamá es uno de los municipios beneficiados donde las fuentes renovables (entre ellas, la hidroenergía, biomasa, solar y eólica) y los grupos electrógenos Diesel se están reordenando. Un problema que existe en la aplicación de este programa radica, en que las mini hidroeléctricas se encuentran funcionando autónomamente, provocando que en temporadas de buen potencial hidráulico mucha energía no sea aprovechada. Para darle solución al problema anterior, se trabaja en un proyecto de interconexión entre las mini hidroeléctricas existentes entre los Consejos Populares de Chivirico y Uvero, con el fin de no desperdiciar energía, logrando un óptimo aprovechamiento del potencial disponible, además de interconectar al municipio de Guamá en toda su extensión al SEN.

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Figura I- 8. Ubicación de las plantas Diesel en el municipio de Guamá Fuente: Elaboración propia

El estado actual de la electrificación se muestra en la gráfico 1, donde se refleja el porcentaje por cada tipo de tecnología en explotación. Se puede apreciar que el 47 % de las comunidades y asentamientos se encuentran sin electrificar. Aquí es donde se desarrollará el ordenamiento de las fuentes renovables de energía utilizando el SIG. El municipio de Guamá es el que muestra un mayor aprovechamiento de las fuentes renovables de energía, logrando este resultado mediante la explotación del potencial disponible con que cuenta. Como se puede observar en el gráfico I - 1, el 23 % de la población está electrificada con fuentes renovables, donde la tecnología hídrica ocupa un lugar privilegiado y está considerada una alternativa importante para el desarrollo sostenible del municipio. La tecnología fotovoltaica fue introducida desde el 1986 en zonas muy aisladas y de difícil acceso, fundamentalmente en el desarrollo de objetivos sociales y en la electrificación de las casas consultorios de los médicos de la familia. Desde el 2002 se desarrolla el programa audiovisual, donde se han beneficiado las personas que habitan en diferentes comunidades y asentamientos, que tienen acceso a presenciar la televisión en objetivos sociales electrificados por esta tecnología.

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No electrificadas 47%

Minihidroeléctricas 16% Fotovoltaica 7%

Plantas Diesel 13% SEN 17%

Gráfico I- 1. Por ciento de la electrificación del municipio de Guamá por diferentes tecnologías Fuente: Elaboración propia

Como se ha explicado, la estrategia energética aplicada en Guamá, es parte de la política que se ha ido desarrollando en todo el país como alternativa de solución a la mejora de la calidad de vida de las personas que viven en zonas montañosas y que se encuentran dispersas en el territorio. 1.6.

Paisaje y desarrollo

Las características orográficas del municipio dificultan su desarrollo económico, el cual, a pesar de algunos programas de rescate social implementados, no tiene la evolución esperada. La principal actividad es el turismo internacional, contando con instalaciones hoteleras y extra hoteleras que aprovechan la importancia de los recursos naturales de la zona. Asociado a este fenómeno, existe un desarrollo de actividades agropecuarias, principalmente pastos e instalaciones ganaderas. También se produce una extracción de materiales de construcción (áridos asociados a las calizas) de las cuencas de los ríos, así como actividades forestales con el objetivo proteccionista y de repoblación antes aludido. En la imagen I - 8 se observan algunas vistas del Parque Nacional Sierra Maestra, donde anidan aves endémicas como el zunzún, la policmita picta y el tocororo (ave nacional) Su fauna es muy diversa, representada además por otras especies como el rabijunco, la cotorra, la lagartija de hojarasca, el murciélago mariposa, la mariposa cristal, el manatí, la tortuga verde, el carey, así como otras especies vistas en la imagen I - 9.

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Imagen I- 8. Parque Nacional Sierra Maestra

Imagen I- 9. Representación de la fauna

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El Parque Nacional Sierra Maestra, donde se encuentra ubicado el municipio de Guamá, abarca tres de las provincias orientales: Granma, Santiago de Cuba y Guantánamo, con una extensión territorial de 25.000 hectáreas, fue denominado como zona rural protegida a través de la ley 27, del 8 de enero de 1980 [16].

Imagen I- 10. Parque Sierra Maestra, zona más accidentada El objetivo primordial que se persigue con esta legislación, consiste en proteger sus valores históricos, culturales y naturales, así como su desarrollo integral. La geografía montañosa del municipio constituye uno de los escenarios naturales más majestuosos de toda Cuba. En ella se encuentran magníficos parques, como el Parque Pico Turquino, Parque Desembarco del Granma, Parque Santo Domingo-la Sierrita y el Parque Marea del Portillo. Es un destino eco turístico en el país. El parque Desembarco del Granma fue declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO en diciembre de 1997 [17]. El paisaje de este municipio varía desde la manigua costera, hasta la pluvisilva de montaña, los pinares y el bosque nublado. Presenta una notable diversidad de paisajes fisiográficos, con valles intramontanos de extraordinaria belleza y altitudes de más de 1.900 metros sobre el nivel del mar mostrados en la imagen I - 10. 30

Cuenta a su vez con las cavernas más profundas del país, así como una flora rica, exuberante y diversa, con un marcado endemismo, distribuida por un territorio que constituye el complejo geobotánico más valioso de Cuba; y donde además, existen condiciones ecológicas excepcionales de hábitat para el desarrollo de la flora y la fauna silvestres. El entorno se vuelve fascinante por su singular belleza, que regalan sus elevaciones principales: Pico Cuba, Pico Real del Turquino y el Pico Suecia. Existen grandes plantaciones de café y se encuentran presentes en el desarrollo de la industria turística. Una de las principales atracciones para los visitantes es la hermosa playa Sierra Mar, dotada de aguas muy cristalinas y con la Sierra Maestra como trasfondo; además se destacan las terrazas marinas, uno de los ecosistemas de terrazas sumergidas y emergidas sobre las rocas calcáreas, mejor conservadas en el mundo mostradas en la imagen I - 11.

Imagen I- 11. Playa Sierra Mar y las terrazas marinas Su economía está basada esencialmente en la agricultura y el turismo ecológico, este último de gran peso en la gestión económica del municipio. En su territorio existen tres hoteles, un sanatorio de aguas termales y un campismo popular, que sirve de base para los campistas que realizan el recorrido histórico por la montaña. Estas instalaciones construidas después del 1959 en pleno litoral, aprovechando el paisaje de tercería, el que da un aporte económico considerable a los pobladores de la zona. Constituyen inversiones realizadas respetando la estructura paisajística de terrazas marinas, algunas vistas en la imagen I - 12 y I -13, que las convierten en instalaciones de exuberante belleza y un atractivo especial para el turismo.

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Imagen I- 12. Playas e instalaciones próximas al litoral Se cultiva el café de tipo arábigo, variedad de una gran calidad y rendimiento. Las plantaciones de la Sierra Maestra permiten producir un café de categoría superior reconocido mundialmente, que se exporta a diferentes regiones del Planeta. En la zona se encuentran los primeros cafetales franco-haitianos del país, que datan del siglo XVIII [18]. Por su valor histórico estos fueron declarados Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO en el año 2000.

Imagen I- 13. Carretera bordeando todo el litoral Sur Los cafetales tienen importancia como centros de cultura arquitectónica, científica, técnica, vial, además de las plantaciones con valor de desarrollo agrícola. Existen en este lugar testimonios de técnicas agroindustriales utilizadas para el cultivo y los métodos de explotación de los esclavos al trabajo duro y brutal. 32

Antes del 59, el territorio del actual Municipio de Guamá, no estaba categorizado como tal desde el punto de vista político administrativo, sus límites territoriales y su población, se encontraban comprendidos en los términos municipales de Manzanillo, Pilón y el Cobre, la población estaba dispersa, las comunicaciones se realizaban como única opción por el mar, no habían hospitales, escuelas, no existía energía eléctrica, ni carreteras. En este periodo su escasa población, junto a los que dejaban el llano para combatir el régimen existente, la hacen alcanzar una relevante posición histórica. A partir del año 1959, se le prestó especial atención a la población que habitaba la zona y a pesar de su dispersión, se construyeron escuelas, hospitales, médicos de familia, círculos sociales, hogares de ancianos, se desarrolló un plan de construcción de viviendas, ampliación de la red viaria, se construyó la carretera que une a la Ciudad de Santiago de Cuba con la Provincia de Granma, bordeando todo el litoral sur que recorre de este a oeste todo el municipio de Guamá, así como diferentes vías de comunicaciones terrestres en las zonas montañosas, se instalaron líneas telefónicas, se construyó una torre de transmisión de señales televisivas, hoteles y otras instalaciones destinadas a fomentar el turismo, principalmente el de salud. En la imagen I - 13, se muestra un segmento del vial de comunicación construida en esta etapa. Se electrificaron mediante el SEN, los principales núcleos poblacionales hasta el poblado de Chivírico, se acometió la electrificación con plantas Diesel de las más importantes comunidades aisladas, fundamentalmente donde existen despulpadoras de café. En el año 1984 comenzó el programa de aprovechamiento de los recursos naturales, usándose como primera opción la electrificación con los recursos hídricos, se construyeron las primeras mini hidroeléctricas, en 1986 se instalaron los primeros sistemas fotovoltaicos en objetivos sociales, como prioridad se comenzó con los médicos de la familia y dos comunidades dispersas. A pesar de estas acciones, sólo se cuenta con el 54 % de comunidades electrificadas, siendo el municipio menos electrificado del país. Con el surgimiento de la crisis del campo socialista y su desaparición en 1989, se interrumpe de forma abrupta el abastecimiento de importantes renglones económicos al país, entre los que se encuentran los portadores energéticos, situación que produjo una seria afectación al desarrollo alcanzado hasta el momento. Se afectó un importante nivel de planes de desarrollo, entre los que se pueden señalar: construcción de viviendas, la electrificación con plantas Diesel, construcción y remodelación de las mini 33

hidroeléctricas, mientras que los sistemas fotovoltaicos instalados se deterioraron por falta de mantenimientos adecuados y componentes de repuesto. Conociendo la evolución histórica de la población en el municipio, valoramos el periodo comprendido entre 1959 y 1989 como una etapa en la cual, comenzaron a producirse mejoras en el territorio, pero estas no satisfacían todas las necesidades de la población, lo que provocó que muchas personas comenzarán a migrar, unas a las costas, otras a la ciudad de Santiago de Cuba, dejando la montaña deshabitada, provocando un déficit en la producción de alimentos. Como se ha señalado, con la desaparición del campo socialista se produjeron afectaciones económicas a todo lo largo y ancho del país; situación que estimuló a muchas personas que habían abandonado sus casas en el periodo anterior, a retornar a sus lugares de origen (con el objetivo de mejorar la situación económica que se encontraba deteriorada). Se instrumentó un Decreto para la entrega de tierras a los que quisieran producirla, lo que indujo a que otras personas también se incorporaran y se instalaran en la montaña disfrutando de los planes que se han implementado en el territorio para mejorar la calidad de vida del campesinado, uno de estos planes es llevar la electricidad hasta los sitios más remotos.

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CAPÍTULO 2.

ESTRATEGIA DE LAS POLÍTICAS ENERGÉTICAS EN CUBA

En este capítulo se realiza un repaso de las políticas energéticas en Cuba, se muestra también las características de su desarrollo en Santiago de Cuba y en especial en el municipio Guamá. Se hace un análisis del papel de las energías renovables en la planificación energética, así como la crisis que sufrió en 2004 el SEN, debido a su orientación hacia grandes plantas termoeléctricas con un sistema centralizado, y la situación actual. Se analiza el esquema de generación eléctrica distribuida mediante la instalación de baterías de grupos electrógenos, que operan con Diesel o fuel-oil, con el objetivo de acercar la producción de electricidad a los consumidores, por tanto, disminuir las pérdidas asociadas a las líneas de transportación y distribución de energía, además de garantizar la estabilidad del servicio eléctrico para el cumplimiento de los objetivos vitales para la vida de la población, en los territorios azotados por los fenómenos naturales Se valora la necesidad que tiene para Cuba para, el empleo de las fuentes renovables de energía, entre ellas la eólica, fotovoltaica, hídrica y la biomasa, así como su. Estas tres últimas son de interés en la ordenación territorial y la planificación energética. En el capítulo se hace un recuento de la introducción de las energías renovables, el potencial que hay instalado actualmente en el país, desglosadas por fuentes considerando los impactos ambientales asociados. Se tienen en cuenta las barreras regulatorias y otras de carácter subjetivo, que constituyen un importante freno en su implementación, además de la falta de preparación e información del personal encargado del montaje, manipulación, manejo y control de los sistemas de energía renovable. Se hace referencia al estudio de demanda realizado en la provincia de Santiago de Cuba y del municipio de Guamá, con el objetivo de realizar el ordenamiento de las energías renovables, para satisfacer las necesidades de la población que se encuentra sin electrificar, a partir de los resultados obtenidos en los estudios de campo, mostrando la metodología utilizada y presentando algunas herramientas utilizadas en la planificación energética del municipio de Guamá. Se muestran los potenciales renovables disponibles en el municipio de Guamá y se concluye con la aplicación del IntiGIS©, que define la tecnología más competitiva a utilizar, a partir de los criterios del coste de electrificación equivalente.

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2.1.

La política energética como política sectorial

El uso irracional de la energía es una forma de consumo desmedido, que lleva a la sobreexplotación de los recursos que nos ofrece la naturaleza. Por eso la sociedad requiere de una explotación racional de los recursos naturales, que no dañen ni amenacen los ecosistemas; en este sentido, las discrepancias y soluciones son compartidas, así como las metas que exigen el pensamiento y acciones más avanzados para el análisis consciente del problema energético en el mundo. Hacia 1980 muchos científicos se percataron, que el aumento de la eficiencia energética podría contribuir positivamente al balance mundial de energía a corto y mediano plazo, que la llamada conservación productiva debería considerarse una solución adicional, tan importante como las fuentes antes descritas. Por ese entonces se producían ahorros sustanciales demostrando la posibilidad de aumentarlos hasta un 30% o un 40%, sin afectar de modo drástico la vida [19], [20]. Desde entonces y hasta ahora, se ha presentado un panorama muy esperanzador para las energías renovables, que nos lleva hacia un nuevo modelo en el desarrollo energético, en el que los sistemas de micro y mini generación a partir de fuentes de energía renovable, así como las tecnologías de ahorro y de eficiencia energética, se muestran imprescindibles para satisfacer plenamente los requisitos cada vez más exigentes, de la demanda eléctrica con calidad y fiabilidad. En la Cumbre de la Tierra, celebrada en el año 1992 en Río de Janeiro, se concretaron los principales consensos internacionales, comprometiéndose con el reto de avanzar por los caminos del desarrollo sostenible, marcados por la Declaración de Río y la Agenda 21 [21]. Las medidas de eficiencia energética y el uso de las energías renovables, pueden crear una nueva alternativa tecnológica, constituyendo un instrumento para cambiar el futuro del Planeta. Pero esta revolución tecnológica será inútil, de no hacerse un análisis crítico de la realidad económica y política, que permita crear una planificación estratégica articulada con el ordenamiento territorial, de manera que constituya un elemento fundamental del proceso de planificación para el desarrollo sostenible. El problema de asegurar la disponibilidad de energía es un gran reto para la humanidad, implica cubrir las necesidades de crecimiento durante las próximas décadas. Es necesario implementar una serie de políticas coherentes a todos los niveles, destinadas a facilitar la transición de la presente base energética, a una estructura más diversificada de ofertas y demandas. Se deberán encontrar nuevos caminos energéticos y habrá que realizar esfuerzos sustanciales para el aprovechamiento integral de las mismas.

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Los ciudadanos están tomando conciencia de los graves problemas derivados del uso insostenible de la energía, del modelo existente basado en el petróleo y en los combustibles fósiles, “como fuentes de energía barata casi agotada”. A este escenario se le contrapone cada vez más un nuevo modelo energético, que parte de las siguientes premisas: la diversificación en las fuentes, la racionalización, la eficiencia, el ahorro en el consumo y el respeto al medio ambiente [22]. Este nuevo escenario de trabajo aplicado al desarrollo energético, no debe considerarse como una estrategia aislada, sino como un elemento fundamental en el desarrollo general, que tiene como objetivo promover el mejoramiento socioeconómico y medioambiental. Todo ello se facilita en la medida en que los países en vías de desarrollo, puedan elegir y desarrollar las tecnologías apropiadas a sus necesidades, recursos, medioambiente, crecimiento equilibrado y contexto de desarrollo cultural, entre otros. Al hablar de desarrollo sostenible, se piensa en un crecimiento de bienes materiales; pero necesariamente estos tienen que sustentarse en una planificación de la economía, donde los niveles de bienestar aumenten en estrecha vinculación y equilibrio con los valores morales, en armonía con la naturaleza, los recursos naturales y humanos. La manera más conveniente de trazar las relaciones que existen entre desarrollo y energía, es recurrir al enfoque del ecosistema [23], término que se emplea para designar cualquier zona de la naturaleza, que comprende organismos vivos y no vivos, que ejercen una acción recíproca para producir un intercambio de materiales entre las partes vivas y las no vivas. Las ventajas de la aplicación de este concepto, es que en él se ponen de relieve los elementos que intervienen en el funcionamiento del mismo, sus interacciones, los flujos de materiales, nutrientes y energías; y sobre todo las limitaciones ambientales de las actividades sociales y económicas, junto con los impactos de éstas al medioambiente, donde se potencien los procesos cíclicos naturales que se identifican con el camino del sol [24]. 2.2.

Características del desarrollo y la política energética cubana

A partir de 1959 en el territorio cubano, se inicia el desarrollo del Programa del Moncada [25]. Este proyecto social consiste en la ampliación y montaje de nuevas centrales eléctricas, poniendo en evidencia el papel que juega la implementación del desarrollo energético, en función de garantizar el desarrollo económico del país. En ese momento, se contaba con una capacidad instalada de 430 MW en plantas eléctricas y 10.200 kilómetros de líneas eléctricas, que representaba el 56% de servicio eléctrico prestado, para un consumo por habitante de 406 kWh anuales. En la figura II - 1 se observan las termoeléctricas del país, actualmente en fase de modernización cuatro de ellas. 37

Con el desarrollo del programa, se trazó una estrategia para llevar la electrificación a todos los rincones del país, entre los que se encuentra el municipio de Guamá. Una de las alternativas utilizadas fue el montaje de plantas Diesel en los lugares de difícil acceso, hasta donde no se pudo extender la red eléctrica. En el año 1980, la generación instalada en la Industria Eléctrica era de 2.212 GW/h, creciendo el consumo a 705 kWh al año por habitante, lo que beneficiaría al 70% de la población. En este período se instalaron varías centrales termoeléctricas, se unifican los dos sistemas de generación: el Oriental y Occidental y se da inicio al nacimiento del SEN.

Figura II- 1. Termoeléctricas del país Fuente: Elaboración propia según datos INPF, 2008

En el quinquenio 1980-1985 se alcanzó el 85% de las viviendas electrificadas y a pesar del impacto negativo que representó para Cuba la caída del Campo Socialista, ya en 1992 la capacidad de generación era de 3.676 GWh [26] y la electrificación llegaba al 95,5 % de la población del país, que en ese momento era poco más de 10 millones de habitantes. 38

El SEN constituyó una verdadera columna vertebral energética por su potencia de generación y por la distribución, con más de 70.000 kilómetros de línea sobre la base de termoeléctricas, que funcionaban con una parte importante de petróleo importado. Esta dependencia de la importación del petróleo, produjo una crisis en la década del 90 producto de la caída del campo socialista y la desaparición de la Unión Soviética, que para ese momento era el principal suministrador de combustible del país, situación que fue solucionada, en la medida que se comenzó a utilizar el crudo nacional como única alternativa posible. La cogeneración de la Industria Azucarera, fue una alternativa con la interconexión de los generadores eléctricos de los ingenios al SEN, lo que unido a la utilización del gas y las instalaciones de plantas de ciclos combinados, contribuyó al mejoramiento del servicio eléctrico, como medida de enfrentamiento a la crisis. Gracias al esfuerzo realizado en las últimas décadas, en las zonas montañosas la electrificación creció debido a que el país invirtió cuantiosas sumas de capital, llevando el servicio eléctrico a los campos habitados. Los requisitos fijados fueron de un mínimo de 25 usuarios por kilómetro de línea o la existencia de un objetivo económico que los justificara [27]. Las regiones montañosas fueron las menos beneficiadas en este momento, donde el sector sin electrificar correspondía a viviendas dispersas o aisladas en zonas rurales, lo que imposibilitó extender el SEN hasta las mismas, debido a sus altos costos. A pesar de los esfuerzos y dada la situación económica que presentaba el país, comenzó a aumentar la migración a zonas rurales, aumentando la cifra de personas residentes en el campo y proporcionalmente la cifra sin electrificar. A todo ello se uniría la disminución de la importación de combustibles al país. Las plantas Diesel instaladas para uso en la electrificación rural, tenían largo tiempo de explotación, necesitando mayor cantidad de mantenimientos y combustible, que a la postre haría disminuir el horario de prestación del servicio eléctrico a la población del campo de dos a cuatro horas diarias. La Provincia de Santiago de Cuba está integrada por 9 municipios, todos ellos con características montañosas y con un alto porcentaje de población rural. En 1986 comenzó un programa de ordenamiento en la aplicación de las fuentes renovables de energía, de utilidad para la provincia, donde Guamá jugó el rol más importante. A pesar del corto curso de sus ríos, pudieron diseñarse sistemas con mini hidroeléctricas implementándose en aquel entonces, por la Comisión Nacional de Energía (CNE) [28]. 39

Entre los años 1984 a 1990 se asistió a una etapa de esplendor, cuando en este municipio se construyeron 19 mini hidroeléctricas. Como se puede observar en la figura II - 2, actualmente se encuentran funcionando y produciendo beneficios a 8.000 habitantes de la montaña.

Figura II- 2. Mini hidroeléctricas que están operando desde 1986, en el municipio de Guamá Fuente: Elaboración propia

Otras de las tecnologías introducidas y difundidas para dar cumplimiento al programa de electrificación, la constituyen los sistemas fotovoltaicos, comenzando con la electrificación de las casas consultorios del médico de familia [29], que actualmente se ha extendido por todo el país. Unido a ello se beneficiaron algunos asentamientos y comunidades, como por ejemplo las comunidades de “El Mulato” y “Santa María del Loreto”, dándole prioridad a las obras sociales como son: Programa audio visual, escuelas, círculos sociales, salas de video, hospitales rurales, etc. Muchas de estas tecnologías fueron introducidas sin la realización de un estudio previo de las potencialidades renovables disponibles, ni se consideró la distancia de estas hasta las líneas eléctricas del SEN, como elemento necesario para realizar los estudios de factibilidad económica. Es por ello que este trabajo plantea las ventajas de utilizar un SIG para la gestión de la información, que ayude a generar los elementos necesarios incluyendo los análisis económicos, con el objetivo de lograr territorios que aprovechen al máximo los recursos naturales para la generación de energía y que se pueda satisfacer la demanda eléctrica de la población, bajo criterios económicos y energéticos justificables. 40

2.3.

El papel de las energías renovables en la planificación energética (situación en Cuba y el municipio de Guamá).

En la introducción de las nuevas tecnologías renovables se ha tenido en cuenta el medio físico con sus valores naturales, paisajísticos, el suelo, la biodiversidad y la sociedad, logrando una adaptación adecuada a los cambios ocurridos con la electrificación. Estos cambios han permitido conformar la base del desarrollo sostenible en el municipio de Guamá y se han ido introduciendo en otras zonas de la provincia y del país, con el objetivo de mejorar la calidad de vida de la población y propiciando un medio ambiente adecuado. Este análisis ha permitido trazar una estrategia energética con el objetivo de lograr la autosuficiencia en materia de generación, permitiendo que sea el primer municipio energéticamente sostenible del país. En el momento de redactar este trabajo de investigación se proyecta la interconexión de las redes eléctricas de todas las mini hidroeléctricas que brindan servicio a las comunidades dispersas. Con la interconexión de las redes eléctricas, se logrará en períodos de lluvia, cuando aumenta la generación de energía, aportar a la red eléctrica y, en periodos de seca, que hay déficit de generación, el sistema aportará energía para satisfacer la demanda de las comunidades, logrando alcanzar la independencia energética del municipio de Guamá. Esta interconexión permitirá aumentar la capacidad de generación a la red nacional y retroalimentarse con la ayuda de los grupos electrógenos, implementando el modelo energético actual de generación distribuida por el cual se trabaja en toda Cuba. Ante la crisis que sufrió en 2004 el SEN y debido a su orientación hacia grandes plantas termoeléctricas, con elevados índices de consumo de combustibles y redes de transportación y distribución antiguas en mal estado técnico, se procedió a un nuevo ordenamiento para el sistema energético basado en el uso de grupos electrógenos. En la imagen II - 1, se observa uno de los emplazamientos consistente en dos grupos instalados, como los que se encuentran distribuidos por casi todo el archipiélago, complementados con medidas concretas para el ahorro de portadores energéticos.

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Imagen II- 1. Emplazamiento de dos grupos electrógenos Se trata de un esquema de generación eléctrica distribuida mediante la instalación de baterías de grupos electrógenos, que operan con Diesel o fuel-oil. En este esquema de generación podemos encontrar los grupos electrógenos sincronizados al SEN o trabajando en islas, lo cual constituye uno de los más novedosos y profundos cambios conceptuales. En la figura II - 3, se pueden apreciar los emplazamientos, distribuidos por todo el país según el modo de generación. La Generación Distribuida (GD) representa un cambio en el paradigma de la generación de energía eléctrica. Aunque se pudiera pensar que es un concepto nuevo, la realidad es que tiene su origen en los inicios mismos de la generación eléctrica. En los años setenta, factores energéticos (crisis petrolera) y de demanda eléctrica (alta tasa de crecimiento) a nivel mundial, plantearon la necesidad de alternativas tecnológicas para asegurar por un lado, el suministro oportuno y la calidad de la energía eléctrica, y por otro, el ahorro y uso eficiente de los recursos naturales, esquema que también se desarrolla en Cuba [30]. Los equipos instalados son de bajo consumo de portadores energéticos, alta disponibilidad, facilidad para su instalación y niveles de potencia utilitaria inferiores a las instaladas en las centrales termoeléctricas. De acuerdo con expertos en energía, la salida de funcionamiento de algunos de esos grupos no crearía nunca una crisis como la ocurrida en el 2004, cuando se averiaron las centrales termoeléctricas [31]. Ese año se trazó una estrategia energética con grupos electrógenos en 116 municipios del país, con el objetivo de acabar con los apagones que existían. 42

Figura II- 3. Emplazamientos de la G D del país Fuente: Elaboración propia

En el diseño aplicado, algunos grupos fuel-oil tienen una capacidad de generación desde 13,6 MW hasta 47,6 MW, los Diesel cerca de la mitad de la electricidad demandada en horario pico. Además se acometió la instalación de grupos electrógenos de emergencia en objetivos sensibles de la economía y los servicios, para asegurar la energía eléctrica en casos de desastres naturales y otros imponderables. Ello permitirá garantizar el funcionamiento de los servicios en hospitales, policlínicos, bancos de sangre, hogares de ancianos, impedidos físicos y mentales, farmacias, panaderías, clínicas estomatológicas, centros de alimentos, frigoríficos, sistemas de bombeo y otros objetivos vitales. Recientemente se anunció la conclusión oficial del Programa de Grupos Diesel en el país, que en conjunto aportan más de 1.300 MW de potencia, tarea realizada en un año y considerada por analistas, como una vía en las transformaciones que registra el sector energético en el archipiélago. El argumento principal descansa sobre la base de que la producción de electricidad garantice la vitalidad de la economía y el desarrollo social ante cualquier clase de adversidad. Como se ha apuntado, el propósito inicial de la generación distribuida es acercar la producción de electricidad a los consumidores, y por tanto disminuir las pérdidas asociadas a las líneas de transportación 43

y distribución de energía. Esto resulta una ventaja asociada a este modelo de generación, además de la estabilidad del suministro de energía en caso de desastres. La Isla de Cuba es azotada frecuentemente por huracanes tropicales que ocasionan daños considerables a la infraestructura del SEN, provocando interrupción del suministro de energía por períodos relativamente largos. Los grupos electrógenos distribuidos por todo el país dieron solución a esa dificultad, pudiendo garantizar la estabilidad del servicio para el cumplimiento de los objetivos vitales para la vida de la población en los territorios azotados por estos fenómenos naturales. El auge y desarrollo de la GD se debe a la existencia de tecnologías de punta, que permiten la implementación de potencias medianas y pequeñas para generar energía eléctrica en forma confiable, eficiente y con calidad, al tiempo que se reducen las pérdidas por transporte y distribución A partir de las aplicaciones vistas anteriormente la clasificación de estas tecnologías puede resumirse en dos grandes grupos, de generación y de almacenamiento, según se muestra en el esquema de la figura II–4 [32] para tecnologías de generación convencionales y no convencionales. Las convencionales incluyen la cogeneración, las turbinas de gas, motores de combustión interna y las microturbinas. Dentro de las no convencionales se encuentran las energías renovables, como la mini hidráulica, geotérmica, biomasa; las turbinas eólicas, las celdas de combustibles y las celdas fotovoltaicas. Los conceptos de GD están siendo utilizados hoy como una fuente importante de generación, países como los de la Unión Europea presentan índices elevados en el uso de las diferentes tecnologías de GD en su desarrollo económico y están promovidas por diversos factores. De acuerdo con datos de la CIGRE (Consejo Internacional de Grandes Sistemas Eléctricos), ya en 1999 [32] diversos países del mundo habían incrementado el porcentaje de la potencia instalada de GD, en relación con la capacidad total instalada. Por poner un ejemplo, en Dinamarca y Holanda alcanzaban en ese período valores de hasta el 37%, mientras que en otros, como Australia, Bélgica, Polonia, España y Alemania, era del orden del 15%. Actualmente esta situación ha mejorado en España, que es considerada como una potencia en las instalaciones de energías renovables.

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Figura II- 4. Clasificación de las tecnologías de generación Muchos analistas consideran que la solución del déficit de energía que se experimenta a escala mundial, sólo tendrá solución a base de la utilización planificada y coherente de los recursos locales de cada territorio, estableciendo políticas de desarrollo energético sustentable a partir del empleo de tecnologías renovables con un concepto de explotación descentralizada de los recursos disponibles, donde el modo de generación distribuida está llamado a jugar un papel protagonista. La producción local de la energía posee numerosas ventajas en relación con la producción centralizada en grandes centrales que utilizan combustibles fósiles. Sólo la implantación de programas y estrategias, para enfrentar las crecientes necesidades de energía analizadas en el contexto de cada país y el establecimiento de programas de colaboración entre naciones, permitirán atenuar la situación de crisis energética en el Planeta. El programa energético que implementó Cuba no es ajeno al incremento de la producción nacional de petróleo y gas, como tampoco lo es el empleo de otras fuentes renovables de energía, entre ellas la eólica, fotovoltaica, hídrica y la biomasa. Estas tres últimas por su disponibilidad en el caso de Cuba, son de gran importancia en la ordenación territorial de las energías renovables. El estado actual de desarrollo energético está basado en una alta dependencia energética y tecnológica, sin tener acceso al desarrollo de tecnologías y equipos de uso final de una alta eficiencia 45

(técnicas fuertemente controladas por las transnacionales). Las dificultades económicas no ayudan a la marcha exitosa del “Programa de Desarrollo de las Fuentes Nacionales de Energía”, cuyas raíces más esenciales se remontan a la década de los ´80, “la etapa de oro del ahorro de energía”, no sólo por los resultados que se alcanzaron; sino también, por los métodos que involucraban a toda la población, al crearse las bases organizativas y técnicas para el incremento de la cultura energética en toda la Isla [33]. En esa etapa el país se planteó la necesidad de establecer una política energética orientada a alcanzar una máxima eficiencia y ahorro, especialmente del petróleo y sus derivados, así como a intensificar el aprovechamiento de los recursos energéticos nacionales, priorizándose aquellos que tienen un carácter autónomo y renovable. Para los años 90 se realizó el primer levantamiento de todas las formas de energías alternativas existentes en el país, mediante un trabajo conjunto entre especialistas de los distintos organismos. En este análisis inicial se consideraron como fuentes alternativas, renovables o no, todas las que existían, que por lo general no se utilizaban como tal. Esto significó una etapa decisiva de avance en el conocimiento de las posibilidades de estudiar y aplicar las fuentes alternativas de energía, para sustituir los consumos de hidrocarburos importados [34]. Con el levantamiento del potencial energético se elaboraría el “Programa para la Producción y el Aprovechamiento de las Fuentes Alternativas de Energía”. En una primera etapa se identificaron las tareas a ejecutar. Las acciones produjeron saldos adicionales muy positivos, al permitir la introducción en el país de las nuevas tecnologías a partir de programas de I+D nacionales, temáticos y territoriales. De manera general se logró el intercambio de ideas y experiencias [26]. Fue muy novedoso para los implicados, inclusive para los técnicos y especialistas, que podían exponer sus ideas en los primeros eventos científicos vinculados al tema. La estrategia a desarrollar en este proceso llevó a la convicción de que el aprovechamiento de las fuentes alternativas de energía no se logrará automáticamente, sino que será el fruto de una sistemática y tenaz acción conjunta de todos los implicados en el proceso tecnológico y cultural; creando las bases para su incremento progresivo en el balance energético [35] . Para Cuba, al no contar con importantes recursos energéticos convencionales, el ahorro debe ser la mayor fuente de energía, prestando atención especial en aquellas que tienen carácter renovable. De ahí la importancia de retomar el tema del desarrollo de la energía y la planificación estratégica mediante una correcta ordenación territorial.

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En los momentos actuales es necesario continuar profundizando en los estudios de evaluación e identificación de las tecnologías más idóneas para la explotación de las fuentes de energía, desde la realidad y condiciones de cada territorio, sus impactos ambientales y las nuevas potencialidades de recursos nacionales, especialmente en los de carácter renovable. De forma tal que se contribuya a impedir el continuo deterioro del medioambiente, que propicien la utilización de los instrumentos de planificación energética propuestos por organismos regionales como la Organización Latinoamericana de Energía (OLADE), y la sistematización y homologación de los balances energéticos de cada territorio. Los programas de planificación en Cuba han sido dirigidos por la antigua Junta Central de Planificación (JUCEPLAN), actualmente por el Ministerio de Economía y Planificación (MEP). Su alcance es a nivel del país nacional, pero éstos carecen de precisión en lo referente al uso de las energías renovables, debido al carácter disperso y no comercial de la mayoría de éstas fuentes no controladas por el Sistema de Información de Estadística Nacional (SIEN). Los órganos referidos anteriormente se integran en la actualidad en el MEP, que es el encargado de estudiar, controlar y planificar lo referente a las estrategias sobre el ordenamiento económico del territorio, incluida la planificación adecuada de la electrificación y los impactos que se provocan al Medio Ambiente. También es el responsable de trazar una estrategia adecuada, con el objetivo de brindar electricidad a los pobladores que se encuentran en zonas aisladas y lograr que el impacto ambiental de éstas sea mínimo. Existe una tendencia a minimizar los efectos contaminantes de los combustibles, olvidando la cadena energética, en la cual están involucrados gastos de combustibles fósiles en la fabricación, transportaciones e instalación de estas tecnologías; por ejemplo, las grandes turbinas hidráulicas, las mega-turbinas eólicas y las instalaciones de los sistemas fotovoltaicos. Basándose en el concepto de que la electricidad es una parte básica de las necesidades del ser humano, como el suministro de agua limpia, el cuidado médico, la educación, etc., las personas que viven en áreas rurales sin electricidad llevan una vida muy difícil [36], por lo que es muy importante valorar la posibilidad de que sean electrificadas con potenciales energéticos autóctonos y renovables, que se encuentran disponibles en las localidades donde estas se ubican. Esa es la visión para países subdesarrollados, de ahí la importancia de abordar los objetivos de esta Tesis en el caso de la Isla de Cuba. En esta Tesis se realiza el inventario de todos los recursos renovables con el fin de lograr su adecuado ordenamiento, de forma tal que se facilite el proceso para la toma de decisiones de cara a implementar la tecnología más idónea que satisfaga la demanda. Al tiempo que se asegure la 47

sostenibilidad del sistema en las zonas aisladas de difícil acceso, para lograr satisfacer la demanda energética de las áreas rurales sin provocar impactos negativos en el entorno. La electricidad trae consigo grandes cambios sociales, ya que no sólo aportan el servicio de iluminación. Con ella también se pone al alcance de la población la capacidad de emplear otros adelantos de la ciencia y la técnica, como es la radio y la televisión, que les permite elevar su nivel informativo y cognitivo, el refrigerador para conservar sus alimentos, la posibilidad de realizar en horas nocturnas actividades, como es la superación cultural y el esparcimiento que sin el servicio eléctrico no se podrían desarrollar. 2.4.

Introducción de las energías renovables en el país

En 1953 existían dos millones ochocientas mil personas de la población rural y suburbana que carecían de este servicio [37], cuando la población total apenas sobre pasaba los cinco millones Desde el triunfo de la Revolución se planteó el desarrollo científico y tecnológico del país. Como fruto de dicha política se comenzarían a desarrollar planes concretos para la preparación del personal idóneo en el sector energético. Y ello daría paso a los trabajos de investigación con superficies de absorción y captadores solares, se procesan y caracterizan celdas solares, se introducen los temas ambientales y de diseño bioclimático para el uso pasivo de la energía solar y se empiezan a desarrollar trabajos encaminados al mejoramiento de la eficiencia en los hornos y calderas de los centrales azucareros, así como en el quemado del bagazo [38]. 2.4.1. Biomasa cañera En la agroindustria azucarera se producen aproximadamente 7 millones de toneladas de azúcar, para ello se deben moler 60 millones de toneladas de caña, que producen 17,5 millones de toneladas de bagazo y una cantidad similar de residuos agrícolas cañeros, paja y cogollo, que se separan en los centros de acopio y limpieza. El bagazo, a pesar de no ser una materia con alto coeficiente energético, está siendo utilizado para cogenerar energía eléctrica destinado al autoconsumo de la industria, su excedente se suministra a comunidades cercanas, cubriendo el 30 % de las necesidades energéticas del país, siendo la fuente alternativa renovable que más aporta a la economía nacional. Su uso integral y eficiente en una zafra, permite disponer del equivalente de millones de toneladas de combustible convencional. En la figura II 5 se representan los sitios donde están ubicados los centrales azucareros que se encuentran operando en todo el país, pudiéndose decir que la biomasa que se produce es considerable para tenerla presente como una fuente de generación de energía. 48

Figura II- 5. Centrales azucareros operando en el país Fuente: Elaboración propia

2.4.2. Eólica Alrededor de un 1% a un 2% de la energía proveniente del Sol, es susceptible de ser transformada convertible en energía eólica, esto supone una energía alrededor de 50 a 100 veces superior, a la convertida en biomasa por todas las plantas de la Tierra. El viento se produce por las diferencias de temperaturas que alcanzan diferentes partes de la Tierra. Su ventaja más importante es el ahorro de combustibles, estos dependen principalmente de los vientos y de la disponibilidad técnica, permitiendo conservarse los recursos nacionales tradicionales, no ocasionando contaminación atmosférica o la contaminación de las aguas [39]. Constituye una fuente de energía sumamente atractiva, competitiva y ventajosa, no solamente para las empresas de servicios públicos, sino para la economía de un país en general. En Cuba desde 1999 con la puesta en funcionamiento del Parque Eólico de la Isla de Turiguanó (imagen II – 2 A), que consta de dos aerogeneradores de 225 kW de potencia cada uno, se inició un programa de generación de energía con sistemas de generación eólica. En la provincia Granma se instaló un aerogenerador de 10 kW. En la zona norte de Holguín en Gibara, (imagen II – 2 B) se construyó otro parque con una capacidad de 5,1 MW, siendo el mayor de Cuba [40], ahorrando al país 2.800 toneladas 49

de combustible al año. La capacidad de generación de este último parque eólico permite abastecer unas 7.200 viviendas. Actualmente se trabaja en la puesta en funcionamiento de otro parque eólico Gibara 2, próximo al anteriormente referido.

Imagen II- 2. Parques eólicos Gíbara y Turiguanó Existe el sistema híbrido, eólico-Diesel, en Cayo Romano, con 10 kW de potencia [34] trabajando autónomamente. Se continúan buscando localizaciones con potenciales disponibles para evaluar posibles nuevas instalaciones. En la figura II - 6, se presenta el mapa del potencial eólico de Cuba; en el se identifican las zonas donde se encuentra localizado el recurso eólico para su uso con fines energéticos [41]. Según el resultado del mapa se puede apreciar que los potenciales altos (entre Moderado y Excelente) se hallan desplazados hacia las áreas costeras, con puntos muy notables en zonas montañosas. La ubicación geográfica de estas fuentes potenciales implica la realización de estudios profundos para la implementación de los sistemas eólicos. Estos resultados se corresponden con el carácter insular (isla larga y estrecha) de Cuba, donde la circulación local de brisas en las costas norte y sur desempeña un importante rol, junto a los patrones de gran escala en la definición del recurso eólico del país. En la figura II - 7, se pueden observar los parques eólicos instalados en el país y la densidad de molinos de viento en explotación y los que no están funcionando en todas las provincias.

50

Figura II- 6. Potencial eólico de Cuba Fuente: Primera edición del mapa del potencial eólico de Cuba [41]

Figura II- 7. Parques eólicos y molinos de viento por provincias Fuente: Elaboración propia a partir Informes provinciales 2009.

51

2.4.3. Hídrica El agua se encuentra disponible superficial o subterránea, siendo un recurso natural renovable, pero aunque las reservas hídricas de un lugar determinado suelen ser limitadas. Su recarga a través del ciclo hídrico depende en gran medida de las precipitaciones, cuya cantidad y frecuencia varían enormemente según la temporada y la región. Generalmente, el agua se encuentra retenida en pequeños embalses de manera natural, como se observa en la imagen II - 3 A, en otros casos se cierra artificialmente con pequeños diques en el que queda retenido el caudal de un río la imagen II - 3 B. Este líquido almacenado puede ser utilizado posteriormente para el riego o abastecimiento de poblaciones cercanas. Este modo de aprovechamiento de la fuente hídrica es óptimo en casi todo el territorio, se toma el agua en un punto y se devuelve a otro, a una cota inferior.

A B

Imagen II- 3. Embalse natural A y artificial B Esta fuente es autóctona, es completamente segura para las personas, animales o bienes; no genera calor ni emisiones contaminantes (lluvia ácida, efecto invernadero, etc.); es eficaz, dado que proporciona al sistema potencia y producciones importantes en sí mismas, genera puestos de trabajo en su construcción, mantenimiento y explotación [42], su influencia en el paisaje se produce en la etapa de inversión, pero este puede restablecerse con un programa adecuado de gestión y reducción de impactos. 52

La energía hídrica, es una de las fuentes renovables más significativas en la Isla de Cuba. Debido a la categoría del potencial disponible, se emplean principalmente tecnologías de pequeña potencia (micro, mini y pequeñas 3). Hay instaladas en el país 180 centrales hidroeléctricas, distribuidas en 9 provincias y 38 municipios. De ellos, 149 prestan servicio de energía eléctrica a 8.629 viviendas con más de 34.990 habitantes en zonas montañosas y rurales de difícil acceso, donde se incluyen además, 78 consultorios médicos, 138 escuelas y otros 188 objetivos económicos y sociales. Las 31 restantes están conectadas al SEN.

Figura II- 8. Hidroeléctricas operando en la Isla de Cuba Fuente: Elaboración propia a partir de datos aportados por empresa de Hidroenergía, UNE, MINBAS

El mapa de la figura II - 8 permite identificar la localización de algunas de ellas. Los impactos en el paisaje son mínimos y quedan justificadas por su nivel de utilidad, ya que se pueden destinar a otros fines como acueductos y riego [43].

3

Son las centrales eléctricas de potencia inferior a 100 kW, que normalmente utilizan caudales y saltos reducidos. 53

La potencia total instalada en el país es de 62 MW y la generación promedio anual de electricidad es de 120.000 MWh al año, valor equivalente al ahorro de 25.000 toneladas de combustible, dejándose de emitir a la atmósfera 96.000 ton de CO2 [43]. La sobre explotación del paisaje debido a la extracción de madera y la deforestación de las cuencas hidrográficas, los cambios en el uso del suelo, las alteraciones climáticas y otros factores diversos, pueden restringir a largo plazo la recarga de los recursos hídricos. 2.4.4. Biogás Existen en la Isla otras formas de aprovechamiento de las energías renovables, como es el biogás4. En la figura II - 9 se representa en el mapa la densidad de estas instalaciones por provincia. El biogás es un gas que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos por las reacciones de biodegradación anaeróbica de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos (bacterias metanogénicas, etc.) y otros factores en ausencia de oxígeno (esto es, en un ambiente anaeróbico). Este gas se ha venido llamando gas de los pantanos, puesto que en ellos se produce una biodegradación de residuos vegetales semejante a la descrita. La producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modo considerado útil para tratar residuos biodegradables ya que produce un combustible de valor, además de generar un efluente que puede aplicarse como acondicionador de suelo o abono genérico. Tiene como promedio un poder calorífico entre 4.500 a 5.600 kilocalorías por m³. Este gas se puede utilizar para producir energía eléctrica, mediante turbinas o plantas generadoras a gas, en hornos, estufas, secadores, calderas u otros sistemas de combustión a gas debidamente adaptados para tal efecto.

Se le llama biogás a la mezcla constituida por metano (CH4), en una proporción que oscila entre un 50% a un 70% y dióxido de carbono (CO2), conteniendo pequeñas proporciones de otros gases, como hidrógeno (H2), nitrógeno (N2), oxígeno (O2) y sulfuro de hidrógeno ( H2S)

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Figura II- 9. Instalaciones de biogás implementadas en el país Fuente: Elaboración propia a partir Informes provinciales 2009.

2.4.5. Solar fotovoltaica Es una energía renovable tan abundante, que la cantidad que recibe la Tierra en 30 minutos, es equivalente a toda la energía eléctrica consumida por la humanidad en un año [44]. La recuperación del consumo energético realizado en la fabricación de los paneles, se rentabiliza en 2-3 años de explotación. La generación descentralizada de energía tiene diversos efectos beneficiosos, el más importante, es que propicia el uso racional de ésta, despertando hábitos de consumo más respetuosos con el medio ambiente. El usuario de energía solar se convierte en productor, lo que ayuda a crear una conciencia energética [45], haciendo valido el concepto de GD. La tecnología fotovoltaica presenta diferentes ventajas en su aplicación,: una de las más importantes y que la hace interesante en regiones montañosas y de difícil acceso, es que no tiene partes móviles, es modular, su operación es silenciosa, no afecta al entorno, ni al ecosistema, convierte directamente la radiación procedente del sol en electricidad y es fácilmente instalable. Los costos relativos al funcionamiento son mínimos, sólo se consideran los asociados a los mantenimientos que se realizan de forma sencilla y con gastos mínimos. A principios de los ochenta se comenzaron a realizar evaluaciones en celdas fotovoltaicas basada en arseniuro de galio, desarrollada por la Facultad de Física de la Universidad de La Habana. En 1985, a 55

propuesta del frente de la electrónica, se crea el Instituto de Materiales y Reactivos (IMRE) en la Universidad de La Habana, que tuvo desde su creación la responsabilidad del desarrollo de dispositivos de alta tecnología y dentro de éstos, las celdas solares de silicio e hidrógeno. El Instituto de Investigaciones de las Telecomunicaciones del Ministerio de Comunicaciones, comenzó en 1986 el ensamblaje de módulos solares fotovoltaicos de silicio monocristalino, con una capacidad de fabricación anual de 200 kWp, pero desde hace varios años tiene detenida la producción. Esta planta cubrió durante un tiempo las necesidades de paneles solares del país. A principios de 1994, por un acuerdo entre la Academia de Ciencias de Cuba (ACC), la Comisión Nacional de Energía y COPEXTEL, se crea la División Comercial ECOSOL como parte de la Corporación COPEXTEL S.A. El principal objetivo era generalizar el uso de las fuentes renovables de energía en Cuba, así como apoyar el desarrollo de las investigaciones en esta rama. ECOSOL unido a otras instituciones del país, ha desarrollado los principales planes de electrificación en lugares de difícil acceso alejados de la red nacional.

Figura II- 10. Implementación de los sistemas fotovoltaicos instalados en el país Fuente: Elaboración propia a partir de informes provinciales (2009).

De acuerdo con la ONE, Cuba posee 7.624 sistemas fotovoltaicos [46] instalados en objetivos sociales en zonas montañosas apartadas de la red eléctrica, incluyendo 460 consultorios del médico de la familia, 1.864 salas de televisión y 2.361 escuelas rurales, entre otros. Esta información se representa en

56

la figura II - 10, donde se muestra el mapa de dispersión de los sistemas que están funcionando y los que no lo están. Hoy en día la mayoría de las señales luminosas marítimas que se emiten en el archipiélago cubano, emplean sistemas de energía solar fotovoltaica, además de dos sistemas conectados a la red eléctrica de manera experimental: uno en el Museo de Ciencias Naturales de la provincia de Pinar del Río, y otro en el Centro de Estudios Solares en Bartolomé Masó en la provincia Granma. Los sistemas conectados a red de manera experimental han demostrado, que la tecnología fotovoltaica es compatible en las condiciones de Cuba, y que la implantación de estos sistemas en el modo de trabajo conectado a red, garantizan el aporte de electricidad en función de aumentar la disponibilidad de energía. Sus impactos ambientales son muy pequeños si lo comparamos con las fuentes no renovables, siendo una tecnología útil en una matriz energética que garantiza un suministro sostenible y seguro de energía. 2.4.6. Otras fuentes Para concluir esta descripción de las energías renovables en Cuba hay que señalar que existen otras aplicaciones de las energías renovables, como es el uso de la dendroenergía, los bioDiesel, arietes hidráulicos, etc. Estos también dan su aporte al mejoramiento de la calidad de vida de la población cubana. Las fuentes renovables de energía referidas a sistemas puntuales en comunidades y objetivos aislados, pueden considerarse con menores posibilidades energéticas para satisfacer determinados niveles de la demanda, que los sistemas tradicionales productores de energía que utilizan las fuentes convencionales; pero hay que tener en cuenta que los primeros no constituyen un peligro para el medioambiente ni para el paisaje, si son bien gestionados. La generalización del uso de las fuentes renovables será una solución al problema de la utilización racional y coherente de los recursos locales, así como para frenar las emisiones de gases contaminantes y disminución de la dependencia económica a la que ha estado sometido el país durante el pasado siglo, como consecuencia del consumo desproporcionado de los combustibles fósiles. Sin embargo, no todos los factores ni agentes implicados contribuyen en el desarrollo de sistemas que promuevan iniciativas en este sector. Siguen presentes una serie de barreras que impiden la implementación de este tipo de instalaciones, siendo las más importante las barreras técnicas, económicas, regulatorias y subjetivas. 57

Por un lado, se consideran barreras técnicas las relacionadas con el nivel de desarrollo de las tecnologías y con la interconexión a las redes de distribución. Este aspecto es más importante debido a que no ha sido analizado en profundidad y que los sistemas existentes no fueron proyectados para la asimilación de este modo de producción de energía. La falta de madurez de algunas tecnologías se traduce en menor eficiencia, fiabilidad y tiempo de vida, supone una barrera a su implantación, que puede ser reducida incrementando la investigación, el desarrollo tecnológico y la introducción de proyectos de demostración entre otros. La producción y el rendimiento de las energías renovables dependen de las variaciones del potencial disponible en diferentes horas que las hacen bastante imprevisibles. Esto unido al a ello se suma el bajo rendimiento tecnológico que presentan los sistemas en comparación con los de energías no renovables. Por otro lado están las barreras económicas donde el costo inicial de la inversión de las energías renovables resulta relativamente elevado, implica plazos de amortización muy altos y deben establecerse esfuerzos de investigación y herramientas específicas de financiación de proyectos. Por su parte, las barreras regulatorias incluyen los problemas existentes a la hora de gestionar la licencia de instalación, que involucran en muchos casos autoridades locales, provinciales y nacionales, haciendo el proceso largo y tedioso. Convendría por tanto agilizar estos procesos de resolución de propuestas. Existen también barreras subjetivas, que constituyen un importante freno en el proceso de implementación de las energías renovables. Dadas las razones analizadas anteriormente, especialistas en materia energética subestiman y menosprecian la capacidad reproductiva de los sistemas, lo que no contribuye a la producción de políticas encaminadas a la inserción de este modo de producción energética como una alternativa de significación en el desarrollo energético del país. Su carácter altamente fragmentado exige que cientos de millones de personas adopten una filosofía basada en nuevos patrones de consumo, tomando conciencia de medidas elementales como el ahorro y eficiencia energética. La falta de información y preparación profesional de las personas encargadas del montaje, manipulación, manejo y control de los sistemas de energía renovable, convierten a este modo de producción en un instrumento muy frágil, que da al traste con el funcionamiento estable, eficiente y la producción energética en general de las infraestructuras implementadas.

58

2.5.

Energías renovables y planificación energética a escala municipal: el ejemplo del municipio de Guamá

El sol es la principal fuente de energía renovable, es la fuente que da vida a la Tierra: da lugar a los ciclos biofísicos, geofísicos, químicos, los ciclos del oxígeno, del agua, del carbono y del clima. Suministra alimentos mediante la fotosíntesis y su energía induce el movimiento del viento, el agua, el crecimiento de las plantas y también da origen a la mayoría de fuentes de energía renovables, como la energía eólica, la hidroeléctrica, la biomasa, la energía de las olas, las corrientes marinas, así como la energía solar propiamente dicha. Se puede aprovechar pasivamente, la conocida como a ésta se le llama energía solar pasiva, sin necesidad de utilizar ningún dispositivo o aparato intermedio, sólo con una adecuada ubicación, diseño y orientación de las construcciones, empleando correctamente las propiedades fisicoquímicas de los materiales, los elementos arquitectónicos de los mismos; aislamientos, tipos de cubiertas, protecciones, etc. Aplicando criterios de arquitectura bioclimática, se puede reducir significativamente las necesidades de climatizar (calentar y enfriar) los edificios e iluminarlos durante el día. Esta tecnología aplicada desde la antigüedad se está retomando en los países desarrollados. El espectacular incremento de la demanda eléctrica, las restricciones que se plantean para la construcción de nuevas centrales de generación de electricidad, las recientes crisis petroleras, así como la ampliación y costes de la infraestructura actual del sistema de potencia, unido sumados a las políticas de protección medioambiental, han contribuido de manera decisiva a la apertura de una opción de generación a partir de las fuentes de energías renovables. Lo planteado anteriormente, unido al agotamiento de los combustibles fósiles, crea un espacio para el nuevo escenario del desarrollo energético actual, donde las energías renovables, como una forma del modo de GD, deben experimentar importantes saltos de avance en los próximos años. Para ello es preciso adoptar una serie de situaciones y medidas que actúan de forma conjunta como plataforma de lanzamiento de un nuevo modelo energético. En este sentido se analiza como un factor de importancia estratégica la necesaria restructuración del sistema eléctrico, que elimina la planificación centralizada y abre un campo a la generación distribuida. Sus objetivos se centran en la mejora de la economía, el aprovechamiento, rendimiento y eficiencia de los sistemas en la relación de producción y consumo de electricidad, y garantizar una mayor estabilidad del servicio eléctrico en situaciones normales, en caso de desastres naturales y para situaciones excepcionales.

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Para desarrollar el nuevo modelo se valoran algunas factibilidades, como es la saturación actual de la capacidad del sistema de potencia ante una demanda fuertemente creciente. La única alternativa a este problema es el desarrollo y extensión de la implementación de las energías renovables, que permitirá cubrir los picos de demanda, evitando las interrupciones del suministro eléctrico y contribuyendo por tanto a una mayor seguridad en el suministro de energía. La aproximación de las energías renovables al modo de generación distribuida, garantiza la reducción de las grandes pérdidas que hoy se experimentan debido al concepto de transportación de la energía centralizada. La necesaria conservación de las fuentes de energías básicas, petróleo, carbón y gas natural, tiene su garantía en el desarrollo de las energías renovables. Las energías renovables ofrecen una estructura productiva amplia para lograr la autonomía energética, que contribuye a la diversificación energética y el empleo de las potencias disponibles que se encuentran en los recursos autóctonos de la localidad. Con la introducción de estas en el nuevo escenario energético, se logra el cambio de imagen del sector eléctrico, reduciéndose paulatinamente los gases contaminantes provocados por la combustión incompleta del combustible en el proceso de generación de energía. El sistema actual de potencia en condiciones óptimas, está diseñado para proporcionar un 99.97 % de disponibilidad de servicio (equivalente a una 2,6 horas al año fuera de servicio). La introducción de las energías renovables y la creación de micro redes locales permite alcanzar un 99.99% de fiabilidad, reduciendo las pérdidas en los procesos productivos y de servicio de la economía nacional y las molestias a la población [47]. La adopción de esta nueva filosofía de desarrollo energético favorece el desarrollo equilibrado de los territorios y especialmente de las regiones aisladas, donde las energías renovables son por su naturaleza, muy apropiadas para su implementación. 2.5.1. Estudio de la demanda rural de las energías renovables, en el municipio de Guamá Para lograr el ordenamiento de las energías renovables disponibles, se realizó un estudio sobre la demanda rural en el territorio del municipio, con el objetivo de satisfacer las necesidades sociales. Para ello se creó una metodología [36] donde se determinó la demanda por vivienda, partiendo de un estudio integral con el enfoque energético social cubano.

60

Se realizaron encuestas (anexo 2) en diferentes comunidades electrificadas por el SEN y plantas Diesel, para obtener información sobre las cargas que demandaban los usuarios; además de un estudio de la estructura social, hasta nivel de cooperativas campesinas, para conocer el factor económico que existía en el desarrollo del programa. Con esos elementos se pudo realizar el análisis y determinación de la demanda máxima por vivienda. Conociendo las características del municipio de Guamá y el componente socioeconómico, se puede considerar que las 1.420 viviendas que están sin electrificar con sus 4.639 habitantes, no tendrán beneficios de la energía eléctrica, sino se aplican de forma ordenada y eficiente el uso de las tecnologías renovables. Determinación de la demanda por vivienda El estudio de campo se realizó en los nueve municipios de la provincia Santiago de Cuba. Se tomó una comunidad ejemplo que estuviera electrificada por planta Diesel (f) y otra por el SEN (g), se inventarió el promedio de equipos por casas y se pudo calcular (h) cual es el promedio de equipos para las comunidades. En la tabla 1 se pueden observar estos detalles. A continuación se describe cómo se determinó el promedio de equipos inventariados en la comunidad seleccionada. Los resultados se muestran en la tabla II-1. Tabla II- 1. Promedio de equipos para la comunidad ejemplo.

Fuente: Elaborado en colaboración con la Agencia Internacional de Cooperación Japonesa (JICA)

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Se inventariaron las cargas existentes (equipos) y el porcentaje de uso para comunidades electrificadas con generadores Diesel y comunidades electrificadas por el SEN (g), además se determinó el promedio de uso de cada equipo (h). La metodología empleada se describe a continuación: Partiendo de la descripción de los parámetros siguientes: Donde: f→

Cantidad de equipos electrodomésticos de las comunidades electrificadas, por Plantas Diesel

g→

Cantidad de equipos electrodomésticos de las comunidades electrificadas, por el SEN

h

Promedio de equipos electrodomésticos encontrados, en las comunidades electrificadas

h

(f

g) 2

Partiendo del promedio de equipos (h), en una comunidad que tiene planta Diesel, se determinó el número de equipos para la comunidad, donde:

No .equipos

h * No .viviendas 100

No. Equipos → número de equipos No. Viviendas → número de viviendas Para determinar la potencia máxima de consumo de cada equipo:

Pm(W )

No.equipos * Pc * Pt

Donde: Pm → Potencia máxima Pc → Potencia de Consumo Pt → Promedio de uso al mismo tiempo 62

Como se puede observar en la tabla II-2, se determinó que la potencia máxima de una comunidad que tiene 30 viviendas es 4,3 kW, que es aproximadamente 144 W por casa como promedio. Esta metodología permite realizar el análisis para cualquier comunidad. En primer lugar, y partiendo de los datos del estudio de campo y una vez conocidos el tipo y cantidad de equipos que tiene cada casa, se procede a introducir el valor en la columna (No. de equipos) de la tabla II-2; éste valor se actualiza automáticamente. Un segundo paso consiste en introducir el número de viviendas de una comunidad y la información se actualiza automáticamente y calcula la demanda máxima estimada para la comunidad, así como la potencia individual por vivienda, permitiendo con ello tener los análisis de demanda. Si la demanda depende de la potencia, la implementación de los datos obtenidos sirven de base para realizar la planificación de la electrificación en las comunidades y viviendas dispersas, pudiéndose diseñar planes de inversión a corto y mediano plazo en las zonas aisladas y de difícil acceso. Tabla II- 2. Demanda de potencia estimada en una comunidad ejemplo.

Fuente: Elaborado en colaboración con la Agencia Internacional de Cooperación Japonesa (JICA)

2.5.2. Principales fuentes de energías renovables que se explotan

Las principales fuentes de energía renovable que se explotan hoy son: la solar, la hídrica y la eólica; además existe potencial de biomasa, que hasta ahora sólo se usa en la cocción de alimentos de

63

forma individual por los habitantes del territorio de manera artesanal, sin el empleo de tecnologías que sean eficientes para el aprovechamiento de la biomasa. Aunque existen diferencias regionales, en Cuba se recibe una insolación de 5 kWh/m2 día durante prácticamente todo el año. La figura II-11 muestra el mapa de radiación solar en el municipio Guamá elaborado con información del proyecto SWERA [48]. La alta incidencia de la radiación solar en el municipio permite la aplicación de forma eficiente de la tecnología fotovoltaica. Esta posibilita la transformación de la energía solar en eléctrica y puede tener diferentes aplicaciones; en Guamá se emplea en las comunicaciones, señalizaciones marinas, electrificación rural (médicos de familia, escuelas rurales, salas de televisión, bombeo de agua y viviendas rurales). Su limitación consiste en el alto coste de los sistemas, pero el potencial se encuentra disponible de modo eficiente durante todo el año.

Figura II- 11. Radiación solar diaria promedio (kWh/m2.día) en el municipio Guamá Fuente:

Elaboración propia con de los datos del SWERA 2009

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Figura II- 12. Densidad de potencia de viento promedio anual a 30 metros de altura en el municipio de Guamá Fuente:

Elaboración propia usando información publicada en la Primera edición del Mapa de Potencial Eólico de Cuba

Analizando el mapa de los tipos de viento del municipio de Guamá, se pueden observar que predominan las zonas de vientos muy débiles de clase dos en algunas partes del litoral y próximo a este y solamente dos zonas de viento clase tres en dos áreas de la montaña. Como se observa en la figura II-12, esta densidad de viento califica el territorio como una zona con pocas probabilidades de emplear su potencial eólico de manera intensiva para la producción de energía eléctrica. A pesar de existir vientos débiles, durante muchas décadas se han utilizado rotores muy pequeños con el fin de suministrar energía eléctrica a granjas y casas situadas en lugares apartados. Su principal objetivo era el de abastecer de energía a estaciones meteorológicas y de retransmisión e igualmente para bombeo de agua y ventilación en estanques de piscicultura. Las posibilidades de utilización van en aumento debido a que es una tecnología barata y continuamente se trabaja para mejorar las tecnologías. Estas pueden ser aplicadas en diferentes condiciones de viento, teniendo el conocimiento específico de la zona donde podría implementarse esta tecnología. 65

Alcarraz a

Sonador

Cueva I El Dian

Peladeros I

A SUB 110 KV Bayam o

Alcarraza I

Los Gallegos

Avispe ro

Cueva II

Codillo

Peladeros II Las Agujas

A SUB 13.2 KV Aserradero Papayo

Uvero La Mula Bayamita

Chivirico

La Bruja Palma Mocha

Figura II- 13. Proyecto para la interconexión de la mini hidroeléctricas Fuente: Elaboración propia a partir de los datos del planeamiento de la provincia Santiago de Cuba 2008

Desde el año 1984 se está haciendo uso del recurso hídrico existente en el territorio, siendo esta una de las fuentes renovables más explotadas, generando 1.063,4 kWh/día [49], beneficiando una población de aproximadamente 6.809 habitantes. El mayor aprovechamiento de esta energía se realiza en la mini hidroeléctrica de Uvero con 250 kW, brindando servicio a 819 habitantes de la zona. Las mini hidroeléctricas que están operando en el municipio de Guamá son sistemas autónomos no conectados a red. En la actualidad se prepara un estudio que permitirá en un futuro conectarlas al SEN. En la figura II-13 se observa el proyecto para la posible conexión entre ellas a la subestación de energía más cercana, que en este caso es la de Aserradero. Lograr interconectarlas sería de gran importancia en el ahorro y la eficiencia de energía, debido a que en tiempo de gran generación (periodo lluvioso), los sistemas interconectados aportarían a la red nacional y en tiempo de menos generación (sequía), el sistema nacional aportaría el déficit, manteniendo

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un equilibrio entre la generación y la demanda, no desaprovechando el recurso natural disponible y logrando una mayor eficiencia. 2.5.3. Instrumentos utilizados para el manejo de la información en el proceso de planificación de las energías renovables.

Desde el punto de vista energético el municipio Guamá presenta algunas peculiaridades; es un municipio con características geográficas especiales, posee uno de los índices más bajos en electrificación y es pionero en el uso de las energías renovables. Por estas razones se trabaja con el objetivo de ser el primer municipio sustentable energéticamente en la provincia Santiago de Cuba y del país. Esta situación ofrece la posibilidad de crear herramientas que permitan desarrollar un ordenamiento adecuado en el uso de las energías renovables de forma eficiente, partiendo de los potenciales existentes en los asentamientos de forma puntual por su dispersión en el territorio. Primero se desarrollaron algunas herramientas que brindaran información para facilitar el proceso de la toma de decisiones para la electrificación. D, de cara a lograr un territorio más equilibrado, sostenible y competitivo socio-económicamente, para el año 1999 se procedió a recopilar recopiló la información existente en la base de datos del Sistema Gráfico Informativo de Electrificación Rural (SGIER) para el año 1999. El SGIER fue el primer software que brindaba información a través de mapas y datos de la provincia Santiago de Cuba, donde el municipio de Guamá servía como punto de partida para inventariar las diversas fuentes de energías renovables que se encontraban en explotación, la distancia a la red y otros parámetros de interés técnico-económico necesarios. La finalidad era decidir el tipo de sistema energético que se debía instalar en cada comunidad, incluyendo la biomasa (cañera, bosques, etc.). En la imagen II-4 se muestra las pantallas de un software con ese objetivo, en la parte superior (1), la pantalla principal y en parte inferior (2) la pantalla de base de datos. El software brinda información detallada a nivel de municipio sobre parámetros de interés para la electrificación rural y automáticamente se obtiene el de la provincia, esto hacia que la planificación se podía realizar de forma muy fácil para usuarios que no tuvieran conocimientos avanzados en sistemas de computación. Con solo usar el cursor y aproximarse a las barras de información, se muestra una ayuda que le permite desplazarse y buscar toda la información necesaria para la electrificación rural. En la

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imagen II-5 se observan otras pantallas secundarias que auxilian a los usuarios en la información, pudiendo ver en que parte del territorio se estaban introduciendo las tecnologías renovables.

Imagen II- 4. Pantallas principales del SGIER Fuente: Elaboración propia

Como se observa en la imagen II-5, en el primer cuadrante se encuentran todos los municipios de la provincia, al seleccionar el municipio Guamá aparece el mapa con sus asentamientos y comunidades que emplean algún tipo de tecnología renovable. Si toca con el cursor en el botón información, se destaca en otra pantalla el estado de la electrificación existente en el municipio, y si lo desea en un gráfico puede también obtenerla. Esta fue la primera herramienta usada para el conocimiento y toma de decisiones en el programa de electrificación rural en el municipio Guamá. 68

Imagen II- 5. Pantallas secundarias del SGIER Fuente: Elaboración propia

Con la información existente en el SGIER, en el año 2002 se realizó un proyecto I+D con la Agencia de Cooperación Internacional Japonesa (JICA) con el objetivo de proponer una metodología para la electrificación rural [36]. El objetivo era desarrollar un SIG [50] como herramienta para la definición de la tecnología más competitiva, sobre la base del coste de electrificación equivalente (LEC)5, parte de esta información fue utilizada más tarde para el desarrollo del modelo IntiGIS©. El coste de electrificación equivalente (LEC) permite la evaluación del coste del sistema energético a implementar, incluyendo todos los gastos sobre su vida útil. Aquí están incluidos, la inversión, operación, mantenimiento, el combustible y el coste de capital [51]. Este sería el precio mínimo en el cual la energía debería ser vendida por un proyecto, donde no hay ni ganancias ni pérdidas. Se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

5

LEC en este caso se refiere al costo total de producir la energía, incluyendo los costos de inversión y operación durante el período de vida útil. Este concepto es muy útil para comparar las ventajas económicas de una fuente energética respecto a otra. 69

(1) Ecuación para el cálculo del LEC Donde: It Mt

Gastos de la inversión en el año “t” Gastos de operación y mantenimiento

Ft

Gastos de combustible

Et

Generación de Electricidad

r

Índice de descuento

n Tiempo de vida del sistema La metodología IntiGIS© utiliza los análisis del LEC basados en la comparación de tecnologías renovables y convencionales para la electrificación de comunidades aisladas de la red eléctrica. La metodología fue revisada y modificada para ser empleada en el contexto geográfico del municipio Guamá, considerando las particularidades sociales y geográficas del área donde se refleja un alto potencial fotovoltaico en la electrificación de las comunidades estudiadas, al igual que el uso de mini hidroeléctricas. Está planteada como una exigencia, alcanzar una mayor integración de la planificación energética a la ordenación del territorio;, solo con ello se podrá superar el modelo territorial de concentración, proponiendo un nuevo modelo energético más distribuido, que facilitará la adecuación de los recursos renovables a la demanda y que sea ambientalmente sostenible [22], aplicando los conceptos de la GD. Según las conclusiones alcanzadas por el World Energy Outlook 2006 [52], existen más de 1.600 millones de personas en países en vías de desarrollo que no tienen acceso a la electricidad en sus hogares, lo cual se corresponde con casi un cuarto de la población mundial total. En Cuba se muestra un panorama similar en las áreas dispersas y aisladas, fundamentalmente en las montañosas donde aún no se ha resuelto esta dificultad. En Cuba hasta ahora no se ha logrado sistematizar la consideración del ordenamiento territorial en la planificación energética, aspecto que cada día se hace más necesario debido a las crisis del combustible, esta situación tiende a empeorar el adecuado uso del suelo, situación que resulta imprescindible ordenar en la planificación de la explotación de las energías renovables. 70

Las comunidades sin electrificar se encuentran normalmente en lugares remotos, de difícil acceso y siguiendo un patrón disperso. En muchos de estos casos la conexión a la red eléctrica constituye una opción no viable. Sin embargo la generación de electricidad basada en fuentes renovables de energía, se convierte en una solución de gran potencial económico y técnicamente factible, capaz de satisfacer las demandas existentes en las áreas dispersas, donde la ordenación del territorio juega un rol importante. Por todo lo expuesto en el capítulo, es necesario buscar una vía o herramienta que permita la toma de decisiones mediante análisis integrales de los territorios, donde se tengan en cuenta todos los factores que inciden en la planificación energética como son, elementos sociales, económicos, geográficos, medio ambiéntales y paisajísticos entre otros.

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CAPÍTULO 3.

APROXIMACIÓN A LA ORDENACIÓN DEL TERRITORIO Y LA

PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA

En este capítulo se realiza una introducción a la ordenación del territorio y la planificación energética a partir de varios autores. Básicamente, la pregunta central es el modo en el que la planificación territorial desempeña un papel clave sobre la participación del territorio en el proceso de planificación económica. La movilización de los recursos y las fuerzas del territorio inciden en que los planes de las principales producciones autóctonas se puedan desarrollar eficientemente. Los organismos de planificación territorial deben de estar más directa y sistemáticamente vinculados a la actividad productiva. La implicación de cada uno de los centros permitirá valorar con mayor precisión y eficiencia las potencialidades en el uso racional de los recursos en general y, muy especialmente, de los recursos energéticos [53]. Vista la ordenación territorial en el marco de la planificación energética, como un proceso público y técnico de planificación, que debe ser flexible, continuo y a largo plazo e incidir en los aspectos ambientales, sociales, económicos, políticos y administrativos, es importante evaluar las capacidades potenciales del territorio para satisfacer la demanda de modo que permita solucionar los principales problemas presentes en el territorio. Se muestra en el capítulo la descentralización y ordenación de recursos de energía renovable en el municipio de Guamá, vinculado directamente con la calidad de vida de la población y de la existencia del potencial., Ello se enmarca quedando englobada dentro de las directrices de la política energética estatal, donde su planificación responde a los objetivos nacionales y de integración a largo plazo. La OT juega un papel importante en la búsqueda de soluciones de los problemas provocados por el ser humano en su interacción con el territorio, es aquí donde los Sistemas de Información Geográfica (SIG), constituyen una herramienta para la planificación y gestión de los territorios con el fin de alcanzar un mayor equilibrio y sostenibilidad [54]. 3.1.

Ordenación del territorio y Desarrollo Sostenible

La ordenación del territorio (definida por Carta Europea de 1983), es la expresión espacial de la política económica, social, cultural y ecológica de toda la sociedad., es a la vez una disciplina científica, una técnica administrativa, una política concebida como un enfoque interdisciplinario y global, y que persigue el cuyo objetivo es un desarrollo equilibrado de las regiones y la organización física del espacio, como un concepto rector [55, 56]. Entre sus diferentes objetivos destacan:

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El desarrollo socioeconómico equilibrado y sostenible. La mejora de la calidad de vida de la población, a través de su acceso al uso de los servicios e infraestructuras públicas y del patrimonio natural y cultural. La gestión responsable de los recursos naturales y la protección del medioambiente, de forma compatible con la satisfacción de las necesidades crecientes de recursos, así como con el respeto a las peculiaridades locales. La utilización racional y equilibrada del territorio mediante la definición de los usos aceptables para cada tipo de suelo, la creación de las adecuadas redes de infraestructuras e incluso el fomento de las actuaciones que mejor persigan el fortalecimiento del espíritu comunitario. En esos objetivos se encuentran reflejados los aspectos necesarios para el desarrollo de la sociedad expresados en lenguaje claro, donde la calidad de vida de las personas es un factor de considerable importancia.

Calidad de vida

Economía

Sociedad

Naturaleza

Figura III- 1. Modelo de la relación entre economía, naturaleza, sociedad y calidad de la vida Fuente: Elaboración propia

La ordenación del territorio es una disciplina de una visión amplia, que observa el espacio y que sirve de herramienta para planificarlo por muy pequeño que este sea. Pone en relación este espacio con 74

otras disciplinas, permitiendo que se tengan enfoques que van en la misma dirección, como es el concepto de desarrollo sostenible: “satisfacer las necesidades de las generaciones presentes, sin comprometer las posibilidades de las del futuro para atender sus propias necesidades” [57]. El término desarrollo sostenible [58], perdurable o sustentable, se aplica al desarrollo socioeconómico. Como es conocido, fue formalizado por primera vez en el documento conocido como Informe Brundtland [59]. Existe una estrecha relación entre economía, sociedad y naturaleza, estas se desarrollan en el territorio reflejando este concepto en la imagen de la tierra. Estos elementos cohesionados se muestran en la figura III-1, encaminada a la mejora de la calidad de vida. Para mejorar la calidad de vida en la sociedad, se debe aumentar el desarrollo económico mediante la innovación tecnológica, creando nuevas tecnologías que humanicen el trabajo, que aceleren los procesos de producción y reproducción de forma integral y por tanto, aumenten las mejoras en las infraestructuras y en el desarrollo socio económico. Para lograr este aumento se hace necesario extraer los recursos materiales de la naturaleza, de forma racional y sostenible. E, es ahí donde la OT contribuye de forma decisiva al planificar y gestionar los recursos de forma sostenible en el tiempo. La sociedad se encuentra en constante interacción con esos elementos, es su cliente principal, su ente regulador en los niveles de consumo adecuado y el elemento controlador, que al propio tiempo dinamizan estos procesos. Los procesos y mecanismos se desarrollan en un mismo espacio, este espacio es compartido entre todas las especies, infraestructuras, etc., es donde el hombre desarrolla sus actividades, el Planeta Tierra. Es en él, en el que se extrae todo lo que se necesita para lograr la calidad de vida deseada; pero también es necesario crear la estrategia de no destruir lo que existe, sino intercambiar y proteger lo que se tiene. Estos mecanismos de extracción y aporte no deben ser espontáneos, deben responder a diseños y planes de manejo integrado en el territorio, que permitan la recuperación de lo que se extraiga, basándose en el concepto de renovación de los recursos empleados. La herramienta que permite a la ordenación del territorio conocer que se tiene en cada espacio o porción del Planeta, puede ser la de los SIG. Es aquí donde éstos se convierten en una herramienta poderosa para resolver problemas complejos de planificación y gestión en áreas geográficamente referenciadas. Con su aplicación se puede representar la información en mapas en diferentes etapas, con el objetivo de realizar comparaciones y análisis en el tiempo, logrando trazar estrategias que no pongan en peligro la estabilidad de nuestro Planeta y que cumplan los conceptos de desarrollo sostenible.

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El Planeta Tierra no puede suministrar indefinidamente los recursos que se extraen, por lo que estamos obligados a trazar planes estratégicos, utilizando la ordenación del territorio como método y como modelados los SIG, encaminados al establecimiento de políticas de autosuficiencia energética de los territorios a costa de sus propios recursos y en especial los renovables. Logrando con la planeación mediante la planificación el desarrollo real de las localidades, se logra que permita la mejora de las condiciones de vida de modo pero; compatible con una explotación racional de los recursos, en especial los no renovables y la protección del medio ambiente. 3.1.1. Desarrollo económico y OT en la Isla de Cuba

Según plantearon definiciones, como las de Montubani “el ordenamiento territorial es una forma de intervención social del Estado, encargada de regular los distintos requerimientos de las empresas (acumulación del capital), la sociedad (reproducción de la vida cotidiana, reducción de desigualdades sociales y protección ambiental), el gobierno (legitimación política), mediante la organización, administración y gestión racional y técnico-científica a nivel urbano y regional, de aquellas condiciones generales que sostienen un proceso de desarrollo sustentable y de aquellos medios provistos por el estado, para elevar o mantener los niveles de equidad y de eficiencia de la sociedad” [60]. En 1959 las deformaciones de la economía cubana agravaban las desproporciones territoriales. Las relaciones de producción imperantes dificultaban el desarrollo de las fuerzas productivas. Además de las diferencias socioeconómicas entre las regiones de la Isla, en especial entre la occidental (sin contar a Pinar del Río) y la oriental (con un mayor atraso general), las características del territorio y el sistema de asentamientos humanos correspondientes, expresaban la forma en que se desarrollaron las fuerzas productivas. Durante la década de los años ´50 la economía cubana navegó sin rumbo preciso, debido a la carencia de controles económicos de la sociedad, de manera que los problemas económicos pasaron a planos secundarios por parecer más sencillos. La etapa posterior a 1959 se caracterizó por el reordenamiento de las fuerzas productivas y el inicio de nuevas relaciones de producción, con el predominio de la propiedad estatal sobre los medios de producción; así comenzó la transformación de la economía para atenuar las grandes desproporciones entre las provincias. Comenzó entonces la estructuración territorial de las unidades de producción agropecuaria estatal, la racionalización y el fortalecimiento de las relaciones agroindustriales en el sector azucarero. La

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situación crítica de la Isla forzó la consolidación de un fuerte aparato estatal, que concentró las facultades legislativas y ejecutivas. Pese a la ausencia de instituciones gubernamentales consolidadas en ese tiempo, se dieron pasos firmes hacia la reestructuración profunda de la economía. Ejemplo de ello fueron las leyes de Reforma Agraria de mayo de 1959, cuya ejecución dio origen al Instituto Nacional de Reforma Agraria (INRA), y la segunda Ley de Reforma Agraria de octubre de 1963, que expropió las propiedades rurales mayores de cinco caballerías. El INRA creó las Zonas de Desarrollo Agrario (ZDA), primeros órganos oficiales locales, que además de apoyar la reforma agraria, contribuyeron a formar cooperativas y desarrollar la producción agropecuaria en general. Las ZDA no podían actuar como órgano de gobierno, aunque llenaron el vacío de poder político, por lo que se tornó necesario la sustitución del consejo provincial y de gobierno municipal existentes en años anteriores. En 1960 se crearon las direcciones provinciales de Planificación Física y la Junta Central de Planificación (JUCEPLAN) al año siguiente. La Junta de Coordinación e Inspección (JUCEI) vendría más tarde a coordinar los trabajos de los organismos administrativos, políticos y sociales. En las JUCEI aparecieron los primeros brotes de descentralización, aunque de manera todavía insuficiente por la gran cantidad de actividades centralizadas a su nivel. Las JUCEI fueron remplazadas por el denominado poder local, un proyecto de descentralización administrativa más ambicioso; sin embargo este tuvo corta vida como entidad municipal mediada por elecciones. Las razones principales obedecieron a la oposición de la división político-administrativa, la escasez de recursos para atender necesidades de los vecinos y la falta de instituciones representantes de sus intereses, surgiendo varios elementos que dieron un carácter propio a la actividad territorial. Entre éstos cabe mencionar la creación de granjas estatales, la ampliación de la red vial, la construcción de pueblos, la orientación de las inversiones industriales y el equipamiento escolar. En este momento la planificación física desempeñó un papel importante en dos sentidos: de un lado contribuyó a transformar el entorno para la nueva vida social, proporcionando un poderoso instrumento de acción política e ideológica para la transmisión de los nuevos valores; y de otro, estableció a escala regional la coordinación y la convergencia de planes y programas sectoriales para el desarrollo territorial. Debido a los cambios que se propiciaron en el país y el bloqueo estadounidense, la planificación física comienza a confrontar dificultades y limitaciones, principalmente por el alto grado de 77

incertidumbre. La formalización de los planes a causa del carácter todavía abierto de la economía, impediría establecer programas socioeconómicos de mediano y largo plazos, por lo que los planes de inversiones se circunscribieron a resolver a corto plazo los problemas existentes y con recursos limitados, influido además por la falta de personal técnico calificado. A finales de 1961 se reestructuró la JUCEPLAN. A raíz de ello se le encomendó la elaboración del primer plan cuatrienal de fomento económico y se establecieron las granjas del pueblo, lo que impulsó la concentración y especialización de la actividad productiva. La reorganización de la agricultura de las granjas y su integración con las cañeras dio origen a la agrupación estatal en el diseño económico de la reestructuración político-administrativa del país. El Instituto de Planificación Física (IPF) fue el principal responsable de la planificación territorial. La base la constituyeron los planes sectoriales, representando uno de los primeros indicios de un nuevo enfoque territorial en el plan económico nacional sustentado en los informes de las delegaciones provinciales de los organismos, aunque no se puede asegurar que hubiese planificación territorial. Cabe destacar sin embargo, el fortalecimiento de los organismos, las organizaciones de masas y la administración del Estado, lo cual abrió paso a un proceso de institucionalización que contribuyó al desenvolvimiento de la planificación territorial. Para 1970 los sistemas de dirección planificada de las empresas estatales presentaron un conjunto de deficiencias en su funcionamiento, debido al uso limitado de los mecanismos económicos de dirección y control, -incluido el de las relaciones monetario-mercantiles-. Ello reflejaba las debilidades en el método de planificación nacional, pese a lo cual se logró el fortalecimiento de los organismos, las organizaciones de masas y la administración del Estado. Dando paso a un proceso de institucionalización que contribuiría al desenvolvimiento de la planificación territorial; como ejemplo se puede citar la constitución de los Órganos del Poder Popular (OPP), aunque de modo experimental, en la provincia de Matanzas. En todo este trabajo se comienzan a apuntar conceptos sobre la OT. Lo principal es que se plantea un proceso público y técnico de la planificación, que deberá ser flexible, continuo y a largo plazo; siendo además holístico y sistémico, ya que no sólo es ambiental, sino social, económico, político y administrativo. Todo ello debe traducirse en una zonificación de las capacidades potenciales del territorio (oferta u objeto de la planificación) para acoger a determinada actividad socioeconómica (demanda o sujeto de la planificación) que permita solucionar los principales problemas y conflictos presentes en el territorio.

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3.1.2.

Regulaciones de la Ordenación Territorial

Las regulaciones de la OT y el urbanismo están definidas en el Decreto ley sobre la Planificación Física del país del año 2001 como: “(…) el sistema de elementos técnicos y administrativos encaminados, a regular y controlar el uso y la transformación integral del territorio, con el objetivo de desarrollar y mejorar las condiciones del mismo, para las funciones sociales y económicas a que está destinado (…)” [61]. A esa definición se le agrega, lo concerniente al acuerdo número 3808 del Consejo Ejecutivo del Consejo de Ministros, del mes de noviembre del año 2000, que incluye los siguientes aspectos: a) formular, dirigir y controlar la aplicación de las políticas territoriales referidas al destino del uso del suelo; b) la ordenación espacial de las actividades productivas y no productivas; c) la organización territorial; d) la regulación, gestión y control del Sistema de Asentamientos Humanos; e) la estructuración espacial de las ciudades; f) la formulación de normas territoriales y evaluación de esquemas y planes urbanos de la OT; g) la dirección del proceso de macro y micro localización espacial de las inversiones; y e) la elaboración de metodologías para la Ordenación Territorial. El objetivo es conciliar los intereses territoriales, ambientales y humanos en correspondencia con las estrategias y políticas nacionales, así como los compromisos internacionales contraídos por el país en materia de salvaguardar la calidad ambiental global. El concepto de ordenación ambiental recogido en la ley expresa que este; “(…) es el proceso de evaluación, destinado a asegurar el desarrollo ambientalmente sostenible del territorio, sobre la base del análisis integral de sus recursos bióticos y abióticos y los factores socioeconómicos que inciden en el ordenamiento territorial, aportando normas, regulaciones y lineamientos para su manejo (…)” [62]. En el orden territorial y en el ámbito rural existen diferentes instrumentos legales que se deben cumplimentar, como son: ley de Minas año 1994, ley de Inversión Extranjera, año 1995; ley del Medio Ambiente, año 1997; ley Forestal, año 1998; Decreto ley de Áreas Protegidas, año 1999; Decreto ley de 79

Costas, del año 2000; Decreto ley de Contravenciones Ambientales, año 1999; Normas Técnicas Ambientales, años 1997-2000; Decreto de Contravenciones en Materia de Ordenación Territorial y Urbanismo, año 2001; y un importante volumen de normas internacionales y cubanas, reglamentos y manuales, que inducen a la producción de un conjunto de criterios de protección y parámetros de compatibilidad a cumplir. Todos estos instrumentos van encaminados a la implementación y regulación del desarrollo energético sustentable, a través de programas y planes que les dan cumplimiento a ellas. En este sentido la planificación estratégica, el ordenamiento de las energías y los sistemas de respaldo eléctrico, deben ser un elemento esencial para mejorar la calidad de vida en el territorio. Para lograr la ordenación de las energías en sentido general y cumplimentar los objetivos, se hizo imprescindible la coordinación de acciones sectoriales; la cooperación entre niveles de decisión nacional, provincial y municipal; la articulación de los intereses operativos a corto plazo y los estratégicos a largo plazo; y la gestionabilidad del planeamiento previsto y aprobado con la participación de las instancias locales y la ciudadanía. En el planeamiento y la toma de decisiones se prevén estilos de vida asociados al marco de los recursos ecológicos del país, donde el tamaño y crecimiento de la población deben estar en armonía con la cambiante capacidad productiva del ecosistema, donde el área de estudio debe tener especial interés, tanto como reserva natural, como para el cumplimiento de los programas de explotación y uso de la energía. Estas necesidades expuestas anteriormente permitirán el éxito del trabajo de ordenación territorial, teniendo en cuenta un orden metodológico capaz de asumir en su justa medida cada uno de los objetivos., que junto con el instrumental jurídico debe apoyar apoye el desarrollo de la actividad, y unido a la voluntad política, su implementación práctica, la gestión y control del proceso de asimilación del espacio y los recursos a ordenar, debe sustentando el proceso de planificación de las energías. Por último, la ordenación del territorio tiene un enfoque geográfico. Se caracteriza por ser interdisciplinaria, siendo la planificación energética un tema delicado a tratar por encontrarse todas las formas de generación de energía dispersas en el territorio y que de una forma u otra impactan al desarrollo satisfactorio de la calidad de vida de la sociedad, en el medio ambiente, el paisaje y la sostenibilidad, estando estrechamente vinculadas a la estrategia de planificación. La OT va encaminada a crear ciudades y pueblos más sostenibles, logrando cumplir los objetivos trazados para cada región mediante la creación de planes y estrategias encaminadas a: mejorar el nivel y 80

calidad de vida de la población; brindar un aprovechamiento óptimo del uso del suelo en atención al carácter finito y limitado del recurso; organizar adecuadamente las actividades productivas y no productivas; y lograr sucesivamente un desarrollo socioeconómico equilibrado [63]. Gestionar de manera responsable los recursos naturales, la protección y rehabilitación del medioambiente, preservar el uso público de los espacios regulados y en tal sentido, velar por la protección y rehabilitación del patrimonio cultural; prevenir en el planeamiento físico los peligros, la vulnerabilidad y los riesgos naturales y tecnológicos a los que están sometidos los territorios, la economía y la población en general forman parte de la OT. Junto a todo ello, en Cuba se compatibilizan las nuevas inversiones con los intereses de la defensa, donde se implementan acciones de reducción de riesgos para casos de desastres naturales y se instrumentan medidas de protección de la población durante situaciones excepcionales. Para cumplir los objetivos planificados, se deben crear condiciones para que el potencial renovable disponible en las regiones, sea aprovechado de la forma más óptima y adecuada. De manera que se les garantice a los pobladores la mejoría de la calidad de vida que se requiere, siendo cada día más sostenibles en la aplicación de programas energéticos más eficientes sin provocar afecciones a los ecosistemas. Deben aplicarse normas de corte territorial y urbanístico elaboradas por el sistema de la Planificación Física o instituciones afines, que apoyen el cumplimiento de las leyes y de los Decretos o resoluciones de corte ambiental, y otras de cumplimiento obligatorio que contribuyan al perfeccionamiento del trabajo del planeamiento. La instrumentación legal para el cumplimiento de los objetivos generales de la ordenación del territorio de la Isla de Cuba con relación a la electrificación, data del 16 de noviembre de 1937. En , donde se publica en a la gaceta oficial de 26 de noviembre se publica de ese año el Decreto 3309, estableciendo por vez primera las regulaciones sobre las plantas e instalaciones eléctricas de carácter particular, definiendo las medidas de seguridad, las precauciones y el régimen de licencias. A partir de entonces han sido varias las regulaciones que tienen influencia indirecta desde el punto de vista administrativo en materia de Planificación Física, ordenación del territorio, desarrollo urbano y construcción. En el año 1978 se promulga el Decreto No 21, que establece los presupuestos para la Planificación Física del territorio nacional. En él se definen los aspectos relativos a la elaboración de los planes de ordenación y crecimiento urbano en distintos niveles, dirigidos a la localización y estructuración de las instalaciones productivas y de servicios en la producción agropecuaria; infraestructura básica y organización territorial de las empresas; estructura y características de la 81

población urbana, rural y de la fuerza de trabajo por ramas y territorios; dimensiones y flujos de los movimientos migratorios; estructuración y dimensión del sistema urbano; determinación de las funciones, tamaño y desarrollo de los núcleos urbanos y el proceso de urbanización de la población rural; trazado, localización y dimensión general de los sistemas de transporte, comunicaciones, energía y otros; y medidas de carácter territorial para la preservación y el mejoramiento del medio ambiente, protección y conservación de los recursos minerales e hidráulicos. Los recursos naturales y aprovechamiento de zonas ambientales y paisajísticas también se toman en cuenta en la estructuración, uso del suelo actual y las perspectivas, teniendo en cuenta las medidas para la preservación y mejoramiento del medio ambiente, entre otras. Lo cual está relacionado con la definición del uso que han de tener los terrenos e inmuebles y la autorización por medio de la macro localización y micro localización de inversiones, que han de tener las nuevas obras que se edifiquen, elemento que tiene implicaciones para definir los límites relativos al criterio de uso normal o local. Más adelante se promulga el Reglamento para la evaluación y la aprobación de las propuestas y tareas de inversión, sancionado por el Decreto No 105, de 13 de mayo de 1982, y el Decreto No. 5 de 1997, que reglamenta el proceso inversionista y se definen las exigencias del mismo. A estos se adiciona en fecha más reciente la Resolución 157 de 1998, que regula de manera más adecuada el proceso inversionista;, así se incluyen entre otras disposiciones, las que tratan sobre el permiso de uso del suelo en toda obra constructiva, para lo cual han de tener el certificado de micro localización y sobre la protección del medioambiente, donde se que exige la obtención de la licencia ambiental. El 20 de febrero de 2001 se promulga el Decreto No 272, de las contravenciones en materia de ordenamiento territorial. Estas normas contienen las regulaciones relativas a violaciones en materia de construcción e inversiones, especialmente en lo relativo al incumplimiento de las regulaciones sobre el uso del suelo, la micro localización, la existencia de la licencia de construcción, la licencia medioambiental y otras prescripciones. Además, en el capítulo V de la Ley se regulan las contravenciones contra el ornato público, la higiene comunal y los monumentos, y también se proscriben las inmisiones directas cuando quedan prohibidas las deposiciones de desechos sólidos, sustancias, escombros y otros materiales y residuos. Se promulga el Decreto Ley No 177, Reglamento para la instalación y protección de líneas aéreas, soterradas y enterradas de comunicaciones eléctricas. En lo referente a la previsión de la contaminación electromagnética, este recoge diversas prescripciones en relación a cómo se han de establecer estos servicios, la protección a los mismos, remite a las normas técnicas en cuanto a distancias, y establece diversas contravenciones por afectaciones que se generen a estas instalaciones. Además define el derecho 82

a indemnización cuando se produzca la afectación de la propiedad por el paso de estos servicios por el inmueble. La evolución y desarrollo de los instrumentos legales para el cumplimiento de los objetivos generales de la OT en Cuba, demuestran una secuencia de formulación avanzada que recoge criterios de protección adecuados en cuanto al tema;, delimita las variantes de aplicación de normativas;, define el carácter objetivo de la responsabilidad;, establece los mecanismos de acción negatoria y responsabilidad;, y por último, determina el mecanismo de compensación económica cuando fueran incosteables las medidas. Lo más notorio en relación con este trabajo se refiere a la plena protección del medio ambiente. 3.1.3.

Planes de ordenación del territorio en la Isla de Cuba, la provincia Santiago de Cuba y el municipio de Guamá

Los planes de ordenación territorial son instrumentos que identifican las potencialidades y limitaciones vinculadas a los recursos naturales, de cara a orientar la optimización en el uso y la distribución de los asentamientos humanos. En ellos se definen acciones para optimizar la relación entre la población y el territorio, así como se establece que la programación de inversiones estará determinada por los planes de ordenamiento territorial [64]. En la medida en que se amplían y profundizan las escalas de la producción, la especialización y las relaciones económicas, aumenta la importancia de la ordenación territorial. En Cuba hay tres grandes regiones: la Occidental, la Central y la Oriental, si bien no se cuenta no contándose con una regionalización oficial en las mismas. La División Político Administrativa efectuada en el año 1976, entre otros aspectos, posibilitó que la provincia se identificara como territorio, lo que ha facilitado el trabajo de planificación y desarrollo del país. La planificación territorial se ha constituido en un medio fundamental para elevar la eficiencia de la producción social, comparando los niveles de desarrollo de las regiones de una forma gradual. Ello posibilita el funcionamiento proporcional y equilibrado de la economía en su conjunto y el aprovechamiento racional de los recursos. La planificación global, sectorial y empresarial, resulta insuficiente para resolver los problemas que se presentan en el ámbito territorial, del mismo modo que le es imposible resolver las divergencias de carácter sectorial. La proporcionalidad intra e interterritorial, así como la utilización eficiente de los medios de transporte, el empleo integral y racional de los recursos materiales, laborales y financieros y el perfeccionamiento de la infraestructura son aspectos claves de esta planificación.

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Los planes sectoriales no responden a estos principios, pues si bien determinan el volumen y la variedad de la producción de acuerdo con la demanda nacional, el aumento de la eficiencia y el uso de las reservas internas de cada sector, no permiten precisar la proporción y la distribución de la producción con base en las particularidades locales, ni tampoco reflejan el nivel de desarrollo económico del territorio o el mejoramiento de su infraestructura. La planificación territorial en cambio, posibilita a los órganos de gobierno de la provincia y municipios, participar de forma más objetiva en las decisiones de carácter central, permitiendo incluso corregir excesos o inexactitudes. Desde la creación del Ministerio de Economía y Planificación (MEP) en 1996, éste asume las funciones de la Junta Central de Planificación y a partir de 1997, se revitaliza el trabajo de planificación territorial, tanto nacional como local, rescatándose el papel de las Direcciones Provinciales de Economía y Planificación, como administración competente de la economía en el territorio. A mediados de 1996 se retoman las proyecciones a mediano plazo con la elaboración de los escenarios económicos y sociales hasta el año 2000, que cubren el espacio que en los trabajos de predicción desempeñaron los planes quinquenales. Paralelamente esta técnica se trasladó de forma experimental a un grupo de territorios seleccionados, tomando los trabajos de ordenamiento territorial que existían en la planificación física, lo que se conjugó con la aplicación de métodos de prospectivas en la búsqueda de alternativas tendente a encauzar el desarrollo de forma planificada, propiciando un desarrollo económico y social desde la base. El MEP, ha venido trabajando en la configuración de los escenarios económicos y sociales hasta el 2010, así como en la elaboración de programas estratégicos de desarrollo económico que abarcan un grupo de actividades, que resultan determinantes para el avance progresivo hacia la solución en el mediano y largo plazo de los problemas fundamentales de la economía. Lo que se persigue es propiciar un ritmo de desarrollo estable y sostenido. La situación económica de Cuba en los últimos años y en especial en el 2008, está marcada en lo fundamental, por la incertidumbre económica que caracteriza la situación internacional, que tuvo su origen en la crisis financiera y que derivó en la actual crisis económica mundial. A ello han de sumarse los gastos en resarcir los daños ocasionados por los tres huracanes que afectaron al país (Gustav, Ike y Paloma) durante el 2008 [65], lo cual motivó desembolsos por una cuantía aproximada de 10 mil millones de dólares.

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La subida de los precios de los combustibles y alimentos, así como la caída del precio de productos básicos de exportación, como son el níquel y el azúcar, contribuyeron a agravar la situación. Ello da lugar a que en 2008 el saldo de las exportaciones y la sustitución de importaciones descuadre la balanza comercial enfrentándose el país a fuertes tensiones financieras. Las dificultades en el sector eléctrico fueron resueltas aplicando planes de inversión con energías convencionales, a pesar de que existen potenciales renovables que podrían ser explotados, fundamentalmente el solar, además de zonas de reservas de agua donde podrían implementarse pequeñas hidroeléctricas. En el aprovechamiento de la energía del viento se han trazado estrategias a corto y a largo plazo, que ayudarán en un futuro a cambiar la panorámica existente hasta ahora; pero se requiere ser más reflexivo e implementar herramientas que permitan abrir el camino a nuevas opciones sobre bases sustentables del desarrollo energético. En lo que respecta a las provincias como territorio, la provincia Santiago de Cuba no ha estado exenta de las consecuencias provocadas por el azote de los ciclones que afectaron a la Isla. Aunque las afecciones directas de estos fenómenos no fueron considerables en ese territorio, los presupuestos estatales disminuyeron por la necesidad de ayudar al resto del país. A pesar del desarrollo alcanzado en los últimos años en la organización de la infraestructura poblacional, la OT en la provincia no presenta un desarrollo adecuado, existiendo diferencias en el territorio, sobre todo en el ámbito municipal. En la provincia se trabaja con el objetivo de que los consejos populares puedan hacerse cargo del destino de los recursos, de acuerdo con los intereses de la población local. De ahí que cada municipio en la provincia trace sus planes según las necesidades, haciendo su aporte al desarrollo nacional desde el ordenamiento territorial, logrando que la planificación sea local y que satisfaga las necesidades territoriales. En el desarrollo de las energías renovables se han creado las estructuras para los inventarios a nivel municipal, ya que allí es donde está el recurso y es donde se conocen los intereses locales que satisfagan las necesidades de la población. En lo referente al municipio de Guamá, la ocupación del territorio fue desarrollándose de forma espontánea, y muchas de sus comunidades y asentamientos se fueron agrupando próximos a la costa (véase figura 24). La mayor densidad de población se encuentra próxima al litoral, dado que ante las necesidades de mejorar las condiciones de vida, los pobladores comenzaron de forma improvisada a bajar 85

de la montaña sin tener en cuenta un proceso continuo y dinámico de toma de decisiones sobre el uso de la tierra [66]. La planificación de usos de la tierra está diseñada con criterios ecológicos, económicos, sociales, culturales e históricos. Pero estos factores no se han tenido en cuenta por parte de la población inmigrante, razón que ha provocado que en las montañas cada día disminuya la población debido a la migración buscando mejores condiciones de vida. Las bases legales y técnicas de la OT en el municipio de Guamá tienen una visión del uso del territorio y los recursos a largo plazo, donde se incorpora como elemento central la conservación de la biodiversidad, por ser un territorio que tiene la categoría de Parque Nacional y Patrimonio de la Humanidad [11]. Los recursos naturales del municipio están definidos en las políticas y objetivos de desarrollo en base a las potencialidades de los recursos naturales autóctonos, donde se incluyen como elemento de alta prioridad, la electrificación mediante el aprovechamiento del potencial hídrico que puede ser de gran utilidad en los planes económicos y sociales, implementando tecnologías de avanzada, eficientes y sustentables. Los planes de la ordenación territorial proporcionan al desarrollo económico y social y la información necesaria sobre la ocupación del territorio y el uso de los recursos naturales. Esta información debe permitir compatibilizar las potencialidades y sus limitantes, con la toma de decisiones de inversión pública en el territorio, trazando como objetivos la ocupación integral y armónica del espacio y el uso racional de los recursos naturales. La planificación estratégica y la ordenación territorial constituyen el elemento fundamental en el proceso de planificación para el desarrollo sostenible, aspectos que actualmente se están estudiando para ser tenidos en cuenta en el municipio. En base a ellos, y de acuerdo con los objetivos de este trabajo de investigación, pueden contribuir a propiciar una estrategia que permita encaminar el desarrollo territorial, a la sostenibilidad energética. Existen varios instrumentos que los gobiernos pueden aplicar para orientar sus decisiones respecto al uso de la tierra, así como la localización y diseño de proyectos. En el ámbito regional, la planificación del uso de la tierra y los planes de desarrollo representan herramientas importantes para formular las estrategias, definiendo cuales actividades serán permitidas y cuales tendrán limitantes en las respectivas áreas geográficas.

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La ordenación del territorio, puede considerarse desde el punto de vista de la capacidad de carga en el área de estudio, y la evaluación de los impactos potenciales de proyectos específicos, mediante el análisis de costos-beneficios [27] y el estudio del impacto socio-ambiental. Esta experiencia se pudo aplicar en el municipio de Guamá, siendo pionero en el planeamiento con fuentes renovables de energía, encaminado fundamentalmente a los territorios donde no se podía extender el SEN, por razones económicas y por la orografía del terreno. La evaluación de los planes de ordenación del territorio y de proyectos en el municipio se han adaptado a diferentes actividades: primero se aplicó a la categoría de la ordenación, donde se comenzó la construcción de carreteras a partir del año 1960 [67]. Se priorizaron las plantaciones forestales y los pequeños proyectos con mini hidroeléctricas y a partir de ahí, se comenzaron proyectos de gran magnitud. Actualmente se trabaja en planes de mejoras de tecnologías más eficientes y en la interconexión de las mini hidroeléctricas, como un factor importante en la planificación energética del municipio. Para el año 1970 se comenzó la planificación de viviendas con infraestructuras adecuadas, propiciadoras de las condiciones más favorables a la vez que necesarias a los pobladores para su convivencia. A pesar de ello los campesinos y trabajadores independientes continuaban construyendo sus viviendas de forma natural y espontánea, muchas de ellas dispersas por toda la montaña, sin tener en cuenta ningún tipo de ordenación, sin considerar las condiciones mínimas como es la electricidad. En este escenario cobra sentido el ordenamiento energético a partir de la planificación de las potencialidades renovables existentes, que ayudarán a mejorar sus condiciones de vida. La Planificación Física en Cuba surgió hace más de cuatro décadas. Uno de los problemas más importantes que tuvo que enfrentar, eran el de las significativas diferencias territoriales con desproporciones relativas al desarrollo económico, social y de servicios, entre el occidente y el oriente del país, entre la capital y el resto de las ciudades, entre el campo y la ciudad, entre el llano y la montaña. En los años 60 se gestan proyectos de desarrollo con un alto dinamismo, que englobaban las cuestiones económicas y sociales. Las premisas fundamentales de estos proyectos tenían que ver con el uso racional de los recursos naturales, la reducción de los desequilibrios territoriales y la búsqueda del desarrollo armónico de los territorios. Asimismo se tiene en cuenta la diversificación de las actividades productivas, el acceso de la población a los servicios, al empleo y la estructuración de un sistema de asentamientos, de manera que para que todo ello sirviese como elemento regulador del espacio, permitiendo a todos por igual la elevación del nivel cultural y la calidad de vida. En este escenario, la planificación física se define como el sistema de elementos técnicos y administrativos encaminados a regular, dirigir y controlar la aplicación de las políticas territoriales 87

referidas al destino del uso del suelo; la ordenación espacial de las actividades productivas y no productivas; la organización territorial; la regulación, gestión y control del sistema de asentamientos humanos; la estructuración espacial de las ciudades; la formulación de normas territoriales, evaluación de esquemas y planes urbanos de la OT; la dirección del proceso de macro y micro localización espacial de las inversiones; y la elaboración de metodologías para la Ordenación Territorial. La Planificación Física tiene la misión de integrar políticas sectoriales y territoriales, nacionales, provinciales y municipales, incorporando a la comunidad de forma participativa en el diagnóstico, identificación de problemas, búsqueda de soluciones e implementación de políticas de impacto directo en lo económico, social y ambiental de cada territorio, aspectos que se tienen en cuenta en el programa de acción contenido en la Agenda 21. En ésta se abordan casi todos los temas relacionados con el desarrollo sostenible. La institución que tiene entre sus responsabilidades realizar los trabajos de OT por encargo estatal es el Instituto de Planificación Física (IPF), a través de las oficinas existentes en las 14 provincias y los 169 municipios, vinculadas a éste desde el punto de vista técnico no administrativo. Sin embargo, trabajan en esta temática numerosas instituciones de proyectos, enseñanza e investigación en el país. Las Empresas de Proyectos Agropecuarios realizan labores de ordenación de la actividad agropecuaria; las empresas de proyectos del Ministerio de la Industria Básica (MINBAS) realizan acciones en sus ramas de actividad, entre otras. La Facultad de Geografía de la Universidad de La Habana se encarga de la formación básica y especializada de una parte significativa del personal que trabaja en esta esfera, así como participa en la labor investigativa en este campo y en los estudios ambientales. El Instituto de Geografía Tropical (IGT) [68] centra sus esfuerzos en la esfera vinculada con el ordenamiento y en los estudios ambientales; el Centro de Investigaciones de Energía Solar (CIES) [69], se encarga del ordenamiento de las Fuentes Renovables de Energía para la electrificación rural. Todas estas organizaciones están encaminadas a planificar territorios sostenibles y equilibrados, mediante la previsión de sistemas territoriales armónicos, funcionales y capaces de propiciar a la población una calidad de vida satisfactoria. En esa etapa se desarrolló una concepción propia de la planificación física como parte integrante de la OT, racional e integrada, donde se perfeccionó el proceso de localización de la industria y de asentamientos poblacionales a lo largo y ancho del país. A su vez se continuó el proceso de planificación física, en función de favorecer la extensión de los servicios educacionales y de salud a las zonas rurales, como premisas básicas para alcanzar un desarrollo sustentable. En Guamá, todas las escuelas y casas consultorio del médico de familia cuentan con todas las condiciones adecuadas, similares a cualquiera de

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estos objetivos en áreas urbanas, incluidos los servicios eléctricos en zonas de difícil acceso donde se han implementado estos a través de fuentes renovables de energía. En 1990 se produce un cambio en la concepción de la ordenación del territorio, dado por la novedosa inserción de Cuba en el mercado internacional. Las dificultades económicas originadas por las nuevas formas de incorporación del país a la economía mundial, provocaron transformaciones significativas en la vida del territorio, haciendo que la ordenación territorial se vinculara a una importante diversidad de programas nuevos. Entre estos cabe mencionar el turismo, la adecuación a tecnologías menos complejas en el uso agrícola de las tierras, la entrega de tierras en usufructo, la inversión extranjera, el desarrollo de programas de la biotecnología, producción de medicamentos, etc., el redimensionamiento de la industria, la aparición del trabajo por cuenta propia, la reestructuración del comercio exterior, entre otros. En adelante los proyectos debían ajustarse a las nuevas realidades desconocidas hasta entonces y convertir a la OT en herramienta técnica imprescindible en el trabajo del gobierno y gestión del territorio con plazos, prioridades y niveles de compatibilidad interinstitucionales más precisos ante los nuevos y cambiantes escenarios en marcha [70]. La energía se ha convertido en uno de los pilares que soporta el desarrollo de la sociedad actual, por lo que su disponibilidad y buen uso son ya una pieza clave a la hora de planificar su implementación en el marco regulador y de control que implica el sistema de planificación física. El objetivo central es desarrollar y mejorar las condiciones del mismo para las funciones sociales y económicas a que está destinado. Las medidas del sistema incluyen la formulación, dirección y control sobre la aplicación de las políticas territoriales referidas al destino del uso del suelo en las inversiones, la ordenación espacial de las actividades derivadas de la implementación de los sistemas energéticos, la formulación de normas territoriales de protección de los objetivos del medio y las infraestructuras de los sistemas y la evaluación de los criterios de compatibilidad con planes urbanos de la OT y del desarrollo económico. Como colofón de todo este proceso, se realiza la dirección del proceso de macro y micro localización espacial de las inversiones energéticas y la elaboración de metodologías para la OT. Su objetivo es lograr la conciliación de los intereses territoriales, ambientales y humanos, en correspondencia con las estrategias, políticas nacionales y con los compromisos internacionales contraídos por el país en materia de salvaguardar la calidad ambiental global.

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Se puede señalar que si se cumplen requisitos y lineamientos que se encuentran recogidos en las leyes, Decretos, resoluciones y otros documentos legales, destinados a organizar y regular con una proyección futurista, la ordenación territorial, para favorecer el desarrollo económico y social del país, así como el cumplimiento de compromisos internacionales en materia de salvaguardar la calidad ambiental global; se hace necesario realizar un repaso al escenario en que se debaten los temas energéticos actuales y la urgencia obligada en nuestros días de implementar una nueva filosofía en el desarrollo energético, donde se operen medidas que favorezcan y viabilicen la introducción de las energías renovables integradas al concepto de la generación distribuida. A partir de los años 20 del pasado siglo la capacidad de los centros de producción de energía eléctrica iniciaron una escalada aparentemente imparable, experimentando un crecimiento espectacular a partir de la década de los años 50. Ya a mitad del siglo XX se pasó de una potencia máxima instalada por unidad en el entorno de 150 MW y potencias medias de unas decenas de MW, a unidades que alcanzan y superan con facilidad los 1.000 MW, con potencias medias próximas a los 500 MW a comienzos de los 70 [71]. Esta línea aparentemente imparable en el crecimiento de la capacidad de generación de las centrales eléctricas, sufrió un significativo retroceso durante los propios años 70. A raíz de la crisis del petróleo se experimentó una nueva tendencia, esta vez de reducción de la potencia media de las unidades de generación, reafirmándose a lo largo de la década de los 90, cuando se llegaron a alcanzar niveles de potencia máxima instalada por unidades similares a la de los años 40. Es conocido que el diseño del actual sistema energético mundial está agotando las reservas de combustibles. A escala mundial representa aproximadamente el 93 % de la energía consumida por el hombre (carbón, petróleo y gas natural) y de la energía nuclear, cuya utilización masiva y cada vez más en aumento, conduce al agotamiento de sus reservas. Al ritmo de consumo actual, estas fuentes de energía terminarán agotándose o dejarán de ser económicamente rentables a mediano plazo. Al ritmo de los consumos actuales se calculan los plazos de agotamiento de las reservas existentes [47]: Carbón 200-250 años. Uranio 70-90 años. Gas natural 60-80 años. Petróleo 40-50 años.

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El precio actual en el mercado mundial de los combustibles fósiles, entre los que se destaca el petróleo, es ya insostenible desde el punto de vista económico para los países pobres y en vías de desarrollo. La crisis económica mundial agrava el panorama de sostenibilidad de la capacidad energética por vías convencionales de generación. Es ya una realidad que los años de energía barata y aparentemente infinita del siglo XX es tema definitivo de historia pasada. A todo ello debemos agregar los factores relativos al impacto de los sistemas convencionales de energía, que se encuentran asociados con el deterioro medioambiental y paisajístico que padece el Planeta. La contaminación de las fuentes fluviales que presagia una crisis sin precedentes del agua potable, los cambios que se operan en el sistema climático de la tierra, motivados por el calentamiento global y asociados al deterioro de la capa de ozono por las emisiones descontroladas e intensivas de gases contaminantes y otros fenómenos que ponen en juego hasta la existencia misma de la especie humana, se deben en un grado considerable a la sobreexplotación de los combustibles fósiles, donde tiene un peso significativo la generación de energía centralizada. No obstante la dramática realidad de este escenario, hoy en día la mayor parte de la potencia eléctrica consumida en el mundo es producida en grandes instalaciones centralizadas, en las cuales fuentes de energía diversas son transformadas en electricidad para su posterior transporte a largas distancias hacia los consumidores finales. La mayoría de las plantas de generación centralizadas se encuentran distantes de los centros de consumo, por lo que se hace necesario dotar al sistema de una compleja pero frágil, costosa e impactante infraestructura, que permite transportar la energía y hacerla llegar a los usuarios en óptimas condiciones. Las líneas para enfocar esta problemática tienen un mismo sentido común, que radica en poder operar cambios en la filosofía del desarrollo energético, que conduzcan a la reducción de barreras, que agilicen la implementación de los sistemas renovables de energía asociados al modo de la generación distribuida. La introducción de proyectos de estudios de investigación basados en SIG, pueden contribuir a facilitar la selección de las zonas más idóneas del territorio para el aprovechamiento de los recursos renovables disponibles, con la implementación de sistemas eficientes que armonicen y respeten el paisaje y el medio ambiente [72]. 91

Elevar el papel de la investigación científica y desarrollo tecnológico sobre el tema, la capacitación técnica y profesional de las personas encargadas del montaje y manejo de los sistemas renovables, la implementación de sistemas novedosos de gestión de proyectos que garanticen la introducción de los sistemas seleccionados de forma rápida y eficiente mediante técnicas avanzadas de información, … son aspectos centrales de la propuesta basada en el ejemplo de SIG dirigidos a la planificación energética que se defienden en esta Tesis Doctoral. Las medidas del sistema de Planificación Física, en esta nueva visión del desarrollo energético sostenible, deben estar dirigidas a llevar a cabo la formulación, dirección y control sobre la aplicación de las políticas territoriales referidas a la implementación de los sistemas energéticos renovables. El objetivo que debe dirigirlas viene marcado por una visión priorizada de su desarrollo ágil, al tiempo que cumplan las garantías de fortaleza, bajo coste y la inserción respetuosa y armónica de los sistemas a implementar con el paisaje y el medio ambiente, que puedan asegurar la estabilidad del servicio eléctrico en tiempos normales, en situaciones de desastres naturales y en situaciones excepcionales. 3.2.

La planificación energética a escala local: el ejemplo del municipio de Guamá.

En este apartado se aborda el problema de la necesidad de un nuevo tipo de planificación: sustentable, ecológica, espacial y estratégica, como un nuevo modelo donde se busca planificar el espacio geográfico. También valora el tema del comportamiento de la electrificación por diferentes tecnologías (SEN, Plantas Diesel, mini hidroeléctricas, sistemas fotovoltaicos y otras fuentes de aprovechamiento de energía renovable). En el uso de los sistemas fotovoltaicos se exponen los diferentes objetivos electrificados con esta tecnología, como son: las comunidades rurales, médicos de familia, escuelas rurales y salas de televisión. Además se incorpora la aplicación de otras fuentes renovables, como los sistemas de bombeo eólico, arietes hidráulicos, la biomasa de café y la dendroenergía. Todos ellos reflejados en mapas, donde el SIG es la herramienta que se utilizada para la realización de los estudios energéticos. En el proceso de planificación sustentable se hace énfasis en los procesos actuales, resultando un modelo normativo, innovador, político y negociador basado en el aprendizaje social [73]. Sus objetivos están encaminados a ayudar en la toma de decisiones en el uso del espacio, que pueden servir como instrumento para asegurar las obligaciones ecológicas, asegurar la estabilidad medioambiental y la restauración de los geosistemas. Expresa Salinas [74], que “La Planificación ambiental puede ser concebida como el instrumento dirigido a planear y programar el uso del territorio, las actividades productivas, la organización de los asentamientos humanos y el desarrollo de la sociedad, en congruencia con el potencial natural de la tierra, 92

el aprovechamiento sustentable de los recursos naturales y humanos y la protección y calidad del medio ambiente". Analizando los conceptos anteriores, la planificación energética que se propone va encaminada a cumplir los parámetros mencionados en la planificación ambiental, donde el aprovechamiento espacial de los recursos energéticos renovables estén encaminados a satisfacer las necesidades de los asentamientos humanos, sin poner en peligro el medioambiente y lograr una planificación energética sustentable del que Guamá es ejemplo en su aplicación. Se analiza el comportamiento de la planificación energética y su interacción con el territorio, especialmente en el municipio de Guamá, sus regulaciones, objetivos e instrumentos legales. Para el conocimiento y el cumplimiento de éstos, se analizan temas de la planificación energética en el marco de la Ordenación del Territorio. Se muestran los resultados obtenidos en el municipio de Guamá, utilizando el SIG como herramienta en la planificación energética, tomando los conceptos de Friendmann y Salinas [73]. El objetivo fundamental es proponer una herramienta que sirva de instrumento a la planificación energética del territorio. 3.2.1. Estudio de optimización de la planificación energética en Guamá

El propósito principal de este proyecto se centra en la definición de la tecnología óptima para la electrificación de un grupo específico de viviendas utilizando el SIG. Con el objetivo de comprobar la versatilidad de una metodología ya aplicada en otros ambientes geográficos, el estudio se ha centrado en el análisis del municipio Guamá, donde existen 68 comunidades y asentamientos actualmente sin electrificar, agrupando el 10% de la población total del municipio y el 47% de las comunidades. En el estudio se analizan varios sistemas susceptibles de satisfacer la demanda eléctrica existente: sistemas fotovoltaicos individuales, sistemas Diesel (tanto individuales como centrales), conexión a la red eléctrica existente. La elección del sistema más adecuado para cada comunidad sin electrificar se realiza en base a la comparación de su LEC [75]. La demanda se ha evaluado por medio de estudios en el terreno y los sistemas se han dimensionado de forma teórica en función de la demanda definida. El SIG ha constituido la herramienta principal para el análisis, ha permitido evaluar y comparar el coste del kWh producido por cada tecnología, considerándola a partir de datos de disponibilidad del potencial renovable existente, demanda, población y localización de la red eléctrica.

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El objetivo fundamental de este análisis tiene una doble vertiente: definir la tecnología apropiada en un conjunto de comunidades rurales y comprobar que la metodología IntiGIS© [76], es lo suficientemente versátil como para adecuarse a condiciones territoriales diferentes. La descripción del municipio de Guamá se centra en el estado de la electrificación de las comunidades, asentamientos dispersos y población, además de la presentación de los SIG, enumerando brevemente sus características y su potencialidad en el análisis espacial. Se presenta a sí mismo una selección de los trabajos que en el ámbito de las energías renovables y fundamentalmente en los proyectos de electrificación rural, constituyen el marco bibliográfico de referencia. De las 149 comunidades y asentamientos dispersos que posee el municipio, el estado actual de la electrificación se muestra en el gráfico III-1 y como se puede comprobar 69 de estos no se encuentran electrificados. De los electrificados, 26 lo están por el SEN, 19 con plantas Diesel, 24 con mini hidroeléctricas y 11 con sistemas fotovoltaicos.

Gráfico III- 1. Estado actual de la electrificación en las comunidades del municipio de Guamá Fuente: Elaboración propia

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3.2.2. Situación actual y sistemas convencionales

En el municipio de Guamá los asentamientos humanos rurales de mayor importancia han sido electrificados por el SEN. Actualmente lo que mejor caracteriza al sector sin servicio eléctrico son las viviendas aisladas y dispersas, que elevan notablemente los costos de inversión de la red eléctrica. A éstas se les dedica especial atención debido a que en el Programa de Electrificación Rural han sido las menos beneficiadas. La electricidad resulta un elemento fundamental para garantizar el desarrollo económico y social de la población. El costo de la extensión del SEN oscila en condiciones de montaña, entre 20.000,00 a 22.000,00 CUC (Pesos Cubanos Convertibles) por kilómetro de línea instalado, incluyendo todos los materiales y recursos necesarios. Con estas condiciones sólo se justifica la extensión del sistema por las actividades económicas y sociales que respalda [77], [78]. Estos asentamientos aislados agrupan 1420 viviendas con 4.639 habitantes registrados en el último censo de población y viviendas [79], que no tienen posibilidades de ser electrificados por medio de las tecnologías convencionales en los próximos 5 años según el IPF, ya que se encuentran en lugares muy distantes y de difícil acceso, no resultando compatible la extensión de la línea eléctrica del SEN por los elevados costos.

Figura III- 2. Estado de la electrificación del municipio Guamá, con diferentes fuentes de energía Fuente:

Elaboración propia

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A esos asentamientos dispersos y aislados va dirigido el estudio de sus potencialidades energéticas, utilizando como herramienta un SIG que permite georreferenciarlos en su entorno próximo y ayudar con mayor facilidad a la toma de decisión sobre la factibilidad del sistema renovable a implementar [36]. En la figura III-2, se muestra el mapa de la situación actual de la electrificación en el municipio Guamá por diferentes tecnologías; como se puede observar, al ser un municipio costero y montañoso, el SEN sólo se extendió hasta un punto determinado, siempre bordeando la costa, debido principalmente a que económicamente no ha sido factible hasta la fecha. Es por ello que en la parte norte, la más accidentada y distante, se emplean tecnologías de plantas Diesel y mini hidroeléctricas. En este municipio se realizó un estudio en cooperación con el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas [80] de España (CIEMAT). Este organismo dispone de una herramienta para el análisis de las tecnologías renovables en IntiGIS©, que puede ser aplicada a este territorio. La base de datos utilizada cuenta con las variables necesarias que influyen en la toma de decisiones para su electrificación.

Figura III- 3. Densidad de población de los asentamientos dispersos sin electrificar Fuente: Elaboración propia a partir de los datos del INPF

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El municipio de Guamá, por sus características geográficas, tiene una población dispersa considerable. En el mapa de la figura III-3, se muestran la densidad de población de las comunidades y asentamientos sin electrificar. Este es el territorio donde se plantea la realización del ordenamiento de las Fuentes Renovables de Energía utilizando el SIG, que más tarde permitirá ser extendido por la Isla de Cuba.

Figura III- 4. Densidad de población por Consejos Populares del municipio de Guamá sin electrificar Fuente: Elaboración propia a partir de los datos del INPF

En la figura III-4, se observa en el mapa la densidad de población sin electrificar por Consejos Populares, dando una visión de la demanda que se requiere. Esta última depende en gran medida a la cantidad de personas que residen en un territorio, hacia las cuales se debe dirigir el servicio eléctrico. En la figura III-5, se muestra gráficamente en el mapa la distancia a la red eléctrica, donde el punto más alejado de ésta (color más oscuro) se encuentra a 50 km. El objeto de este estudio es poder conocer las distancias de los asentamientos sin electrificar hasta la red, que permita realizar valoraciones económicas comparadas con las propuestas de tecnologías renovables, ya que los análisis muestran el coste de la extensión de la red, comparados con el coste de las inversiones de estas tecnologías. 97

El programa de electrificación rural que comenzó con el triunfo de la Revolución [37] para llevar la electrificación a todos los rincones del país, entre los que se destacaba el municipio Guamá, se continuó a partir de 2006 con el programa energético por el que se instalaron plantas Diesel de respaldo en los objetivos económicos y sociales en los lugares donde aún es costoso extender la red eléctrica.

Figura III- 5. Distancia a la red eléctrica Fuente: Fuente: Elaboración propia

En la figura III-6, se muestra el mapa con la representación de los asentamientos electrificados con plantas Diesel viejas y nuevas unidos a la capa de población. Como se puede observar existe una mayor dispersión en su ubicación y esto reporta un beneficio más elevado, debido a que se le presta servicio a más cantidad de población. La implementación de las plantas Diesel se hizo de forma temporal, hasta que se pudiera lograr el objetivo final, que consiste en prestar el servicio eléctrico durante las 24 horas del día de forma eficiente. Esto sólo se lograría con la implementación de sistemas renovables de energía que puedan aprovechar de manera eficiente el potencial renovable disponible en localmente.

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En estos momentos, en el municipio todas las plantas eléctricas trabajan con combustible Diesel, con una potencia instalada de 655.6 kW [81] y beneficiando a todos los Consejos Populares. Este servicio prestado por plantas Diesel, requiere además de una inversión inicial adecuada, suministro de combustible constante, lubricantes, partes y piezas consumibles o gastables, así como de operación y mantenimiento calificado durante su periodo de vida útil, además de los gastos asociados al transporte de estos recursos.

Figura III- 6. Distribución de las plantas Diesel viejas, nuevas y población beneficiada Fuente: Elaboración propia

La necesidad de asegurar la confianza del servicio eléctrico en los objetivos vitales, fundamentalmente en los hospitales de montaña, implicó la necesidad de duplicar y disponer de una capacidad de almacenaje de combustible para garantizar el funcionamiento en situaciones de desastres, trayendo como consecuencia la construcción de depósitos de combustible adicionales, además de garantizar el cumplimiento de medidas de seguridad y protección que esto exigía. A pesar de los inconvenientes presentados, se sigue trabajando con el objetivo de continuar instalando nuevas plantas que cubran todas las necesidades existentes en los lugares donde ya se contaba con esta infraestructura eléctrica, asegurando además la continuidad del desarrollo de los puntos vitales del territorio y en algunas comunidades, no existiendo una solución para las viviendas aisladas o asentamientos de difícil acceso por esta vía. 99

Las plantas instaladas tienen un régimen de trabajo limitado a 4 horas diarias y no logran , no satisfacen todas las necesidades de la población, razón por la que se debe seguir estudiando la probabilidad de implementar sistemas, en correspondencia con la disponibilidad de los recursos renovables, dirigidos a garantizar un servicio eléctrico más estable, abarcador, eficiente y factible económicamente. 3.2.3. Sistemas renovables y servicios sociales

Los recursos hídricos son usados desde hace más de 20 años para la producción de electricidad en el municipio. Este territorio cuenta con 48 ríos y afluentes con potencialidades para realizar proyectos e instalación de mini hidroeléctricas. Han sido evaluados para ello por el Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos (INRH) de la provincia de Santiago de Cuba [82], en sus dos vertientes, norte y sur. En estos momentos se encuentran en explotación 24 mini hidroeléctricas, que representan un 16% de todas las comunidades electrificadas. Las comunidades electrificadas por esta vía se localizan fundamentalmente en la costa oeste y central del municipio, donde por la distancia no ha sido factible extender la red eléctrica. Actualmente aprovechan las características de la red hidrográfica del municipio: caudal estable y relativamente abundante, recorrido caracterizado por un gran desnivel, generando electricidad para aproximadamente el 15 % de la población total del municipio. En el caso del municipio de Guamá, los sistemas de mini hidroeléctricas son los segundos de importancia para la electrificación; en este momento existe un proyecto en inversiones para la interconexión de todas las que se encuentran funcionando en el municipio y estoque permitirá un mejor aprovechamiento del recurso hídrico, ya que los excedentes se aportarán al SEN. La energía solar fotovoltaica es una de las más antiguas junto con las mini hidroeléctricas. Desde 1986 se comenzó su introducción como municipio piloto, primero con la electrificación de señales marítimas en el litoral, más tarde se electrificó un circulo social y una casa consultorio del médico de familia. Estas edificaciones se encontraban a 40 km dentro del macizo montañoso de la Sierra Maestra, en una pequeña meseta llamada “El Mulato”. El consultorio estaba rodeado de las casas rurales, la casa de la enfermera, un círculo social y una escuela. Con la ayuda de varias ONGs se pudo instalar el primer sistema centralizado de todo el país de 2,5 kW. La imagen III-1 muestra el sistema instalado. La radiación solar es una fuente de gran valor. La provincia Santiago de Cuba a pesar de sus características irregulares de relieve es una de las más beneficiadas. En toda la provincia como promedio, 100

por cada m2 inciden 5 kWh de radiación solar al día, o sea que la implementación de la tecnología es totalmente factible en todo el territorio y en cualquier época del año

Imagen III- 1. Sistema fotovoltaico de 2,5 kW El Mulato La electrificación con la tecnología fotovoltaica ha sido una solución necesaria en el municipio, fundamentalmente para los lugares de muy difícil acceso, donde no existe potencialidad de recurso hídrico.

Figura III- 7. Objetivos sociales electrificados con sistemas fotovoltaicos Fuente: Elaboración propia 101

Aprovechando el potencial solar y las posibilidades de aplicación de la tecnología fotovoltaica, se han podido electrificar todas las casas consultorio de los médicos de familia, las escuelas rurales, salas de televisión y algunas casas rurales, actualmente existen 24 escuelas rurales, 28 casas consultorios del médico de familia, 5 círculos sociales, 10 salas de TV, una instalación en un centro de rehabilitación “La Cuquita” y 70 viviendas rurales. En total existen 130 sistemas independientes en la electrificación de escuelas, salas de televisión y médicos de familia, 372 en casas rurales y el sistema centralizado en la comunidad “El Mulato”. En la figura III-7, se observan las comunidades del municipio de Guamá donde están instalados estos sistemas, la mayoría construidos con el programa social (salud, audiovisual y social), siendo este de gran importancia para el desarrollo rural en aquellas zonas donde aún no se han podido electrificar las viviendas particulares. Es considerable el impacto social reportado para la población, que puede tener acceso en algunas horas del día y fundamentalmente por la noche a la televisión, donde se imparten diferentes programas educativos e informativos y mejora su nivel informativo y cultural En el municipio actualmente existen 372 casas rurales beneficiadas con la tecnología fotovoltaica, 112 de ellas agrupadas en un asentamiento llamado “La Magdalena”, donde se incluyeron todas las viviendas, objetivos sociales, tienda, panadería, casa del médico de familia, escuela, la avenida de la comunidad y un sistema de bombeo de agua. En imagen III-2 se muestran algunas instalaciones que tienen instalados sistemas fotovoltaicos, por ejemplo el sistema de bombeo de la comunidad, la avenida con las luminarias y la casa del médico de familia.

Imagen III- 2. Algunos objetivos electrificados de la comunidad La Magdalena Por falta de precaución y rapidez en la instalación de la tecnología, no se realizó un estudio social adecuado que permitiera en primer lugar, conocer las necesidades de los usuarios; en segundo lugar, la población no asumió las instrucciones para el correcto uso del sistema, ni las medidas para el cuidado de la instalación, provocando que los pobladores de la comunidad violaran normas en la explotación de los sistemas. Por lo que actualmente sólo algunas instalaciones funcionan correctamente, como es el caso del 102

bombeo de agua, los sistemas del médico de familia, la escuela, la tienda y la avenida, no siendo así las viviendas. Esta experiencia fue el punto de partida para buscar alternativas en el ordenamiento de las tecnologías renovables para la electrificación de las comunidades y asentamientos sin electrificar, solución que se ha dado con la aplicación del SIG. En la actualidad todas las casas consultorios de los médicos de la familia de zonas rurales que no reciben el servicio por las vías convencionales, se encuentran electrificados con la tecnología fotovoltaica, idea que ha sido extendida a todo el país. En la actualidad, más de 400 consultorios médicos y de enfermeras de familia ubicados en zonas montañosas aisladas y de difícil acceso, están dotados con instalaciones solares, diseñadas específicamente para cubrir las necesidades de atención sanitaria preventiva y asistencial. En los consultorios los médicos tienen la posibilidad de utilizar lámparas de cuello, negatoscopios, electrocardiógrafos y otros equipos auxiliares del trabajo médico; cuentan además con servicio de alumbrado, refrigeración para vacunas y medicamentos, televisión y servicio de radio comunicación, que les facilita el acceso a la información a pesar del aislamiento geográfico. Todas estas condiciones permiten al médico y a la enfermera brindar a la población un servicio de salud de alta calidad. La electrificación de la casa consultorio trae consigo un aumento de la frecuencia de asistencia al mismo por la población, evidenciando un mejoramiento de la calidad de vida en las zonas rurales, logrando además la prevención de enfermedades y el incremento de la comunicación entre el médico y los pobladores, propiciando por último el mejoramiento de la conciencia sanitaria y el cumplimiento de medidas colaterales dirigidas a prevenir enfermedades y mejorar la calidad de vida de la población rural. La experiencia alcanzada en las casas de los Médicos de la familia en el municipio de Guamá, creó las condiciones para desarrollar en todo el país el programa audiovisual. En cumplimiento del mismo fueron electrificadas todas las escuelas rurales y se construyeron salas de televisión en un gran programa social, a través del cual se les pudo llevar las tecnologías de avanzada, siendo Guamá el municipio pionero. La imagen III-3 muestra una escuela y una sala de televisión electrificadas con sistemas fotovoltaicos, muchas de ellas son construcciones estándar en el país.

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Imagen III- 3. Escuela y una sala de televisión del municipio Guamá, electrificadas con energía solar fotovoltaica Actualmente existen en el país 2.364 escuelas primarias en zonas rurales en las que se han instalados sistemas solares fotovoltaicos. En una primera etapa se implementaron para instalación de equipos de televisión y video en apoyo al programa audiovisual, en una segunda etapa se implementaron para el mismo número de escuelas al objeto de garantizar la energía a las computadoras. Al propio tiempo se instalaron 1.860 salas de televisión dispersas por todo el territorio, que constituyen verdaderos centros para la universalización de la cultura. 3.2.4. Otras formas de aprovechamiento de las Energías Renovables

Existen otras tecnologías introducidas que ayudan a mejorar la calidad de vida en ese territorio. Por las condiciones de dispersión de las viviendas muchas son introducidas de forma puntual y en algunos casos se utilizan para diferentes usos, pero no por ello dejan de ser relevantes. Entre ellas se encuentran el bombeo eólico y el uso de la biomasa. En el municipio y debido a las características geográficas irregulares y no contar con un suministro estable de energía eléctrica, desde el siglo pasado se buscaron soluciones que permitieran continuar el desarrollo económico y social del territorio. El bombeo de agua con molinos tradicionales tuvo una etapa de auge, luego se deterioraron debido a las dificultades económicas del país, por falta de mantenimientos y piezas de repuestos. En la década del 1990 se aplicaron políticas de rescate en función del bombeo con molinos de viento, sin embargo la inclemencia del tiempo en las temporadas anuales ciclónicas, unido a la falta de aplicación de medidas de protección, ha impedido que esta tecnología tenga un resultado de impacto, en ello influyen la no existencia de un buen potencial de viento. En la actualidad sólo se encuentra en 104

explotación un aerogenerador de baja potencia, ubicado en una cooperativa campesina y dos molinos tradicionales. El café es uno de los productos de mayor incidencia económica del territorio. En el proceso de producción se lleva a cabo el despulpado o limpieza, pero esta biomasa residual del proceso no se utiliza. El municipio cuenta con cuatro despulpadoras, que procesan un total de 194.400 latas de café por zafra, generando residuales que servirían para la obtención de biogás y como residual de este fertilizante que se utilizarían para las plantaciones. Actualmente se pone en explotación un biodigestor para la producción de biogás con residual del café, destinados a mejorar las condiciones en la cocción de alimentos en una comunidad rural. La dendroenergía o biomasa del árbol tiene un elevado potencial para su uso, al encontrarse en el territorio del municipio una de las mayores reservas boscosas del país. Sin embargo la mayoría de ellas se encuentran en zonas declaradas como áreas protegidas. Los campesinos utilizan ramajes secos para la cocción de alimentos, siendo éste el más valioso uso energético junto con los desechos de los aserríos, que pueden ser tratados o empacados y ser utilizados como briquetas para distintas aplicaciones.

Imagen III- 4. Arbustillos para la producción de bioDiesel. El sector residencial y muchos objetivos económicos del municipio utilizan leña y carbón vegetal para la cocción de alimentos y otros usos domésticos. Estos tienen un papel muy importante debido a que los pobladores no tienen otro combustible que pueda ser utilizado en las zonas aisladas. Las condiciones geográficas del municipio no han propiciado el desarrollo de esta tecnología, a pesar de que se hacen investigaciones para la obtención de bioDiesel a partir de la Jatropha Curcas, 105

conocida como "piñón lechoso", que tiene propiedades medicinales y se cultiva en casi todo el país como cerca viva en la delimitación de terrenos. Otras investigaciones se hacen con la higuereta (ricino ricinos communis), que es un arbustillo con dos tipos de variedades que se cultiva de forma silvestre, con buenas propiedades para el bioDiesel. El producto final se ha obtenido en pequeñas cantidades experimentales, la imagen III-4 muestra los tipos de plantas que son comunes en todo el municipio, sus semillas son las portadoras del aceite o matera prima para el bioDiesel. La condición alargada y montañosa del municipio hace que el pastoreo del ganado sea extensivo, por lo que no es factible recolectar las excretas para ser utilizadas como energéticos. 3.3.

Aplicación de los SIG para la toma de decisiones

Conociendo las ventajas de la ordenación del territorio y la utilización de los SIG para hacer estudios integrales, proponemos la utilización de éstos para la planificación de las energías renovables en el municipio de Guamá. La potenciación de los recursos naturales en este municipio es de especial interés, tanto por su dispersión geográfica, como por su carácter autóctono. Estos recursos pueden ser aprovechados de diferentes formas para satisfacer las necesidades de la población en este territorio, fundamentalmente en las zonas aisladas, teniendo presente que el objetivo final de la energía es lograr un desarrollo social armónico y sostenible de manera tal que contribuya al bienestar de la mayor cantidad posible de personas posibles y se realice en armonía con el medio ambiente. Un SIG es definido por el National Centre for Geographical Information and Analysis (NGCIA) [83] como: “Un sistema de HW, SW y procedimientos diseñados, para facilitar la obtención, gestión, manipulación, análisis, modelado y salida de datos espacialmente referenciados, para resolver problemas complejos de la planificación y gestión”. Consiste en un Se puede definir como “aquel método o técnica de tratamiento de la información geográfica, que permite combinar eficazmente información básica para obtener información derivada. Para ello, contaremos tanto con las fuentes de información, como con un conjunto de herramientas (hardware y software), que nos facilitarán esta tarea, enmarcado dentro de un proyecto que ha sido definido por un conjunto de personas y controlado así mismo por los técnicos responsables de su implantación y desarrollo” [84]. En definitiva, un SIG es una herramienta capaz de combinar información gráfica (representación espacial de los objetos geográficos) y alfanumérica (atributos de los objetos geográficos) al objeto de obtener una información derivada sobre el espacio. 106

Los SIG tienen múltiples herramientas que nos permiten analizar el territorio. Dichas herramientas se agrupan en las siguientes funciones [85]: Funciones de entrada: permiten la captura de la información, tanto la importación de otras fuentes de carácter digital como la digitalización de fuentes analógicas. Funciones de salida: representación gráfica y cartográfica de la información. Se refiere a las actividades que sirven para mostrar al usuario los propios datos incorporados en la BD y los resultados de las operaciones realizadas sobre ellos. Funciones de gestión de la información espacial, con las cuales se extraen de la base de datos las porciones que interesan en cada momento, posibilitando la organización de la información. Funciones analíticas: facilitan el procesamiento de los datos integrados en el SIG, de forma que se pueda obtener información que se desconocía en el momento de partida. Muchos son los argumentos que permiten defender a los SIG como una herramienta muy potente y valiosa en cualquier tipo de análisis territorial. Entre ellos, cabría destacar: Permiten incorporar información con diferente nivel de detalle, flexibilizando los cambios entre las escalas y las proyecciones. Facilitan el tratamiento de datos, tanto cualitativos como cuantitativos, aportando una gran capacidad de cálculo. Son capaces de gestionar un importante volumen de información. Permiten integrar información gráfica y alfanumérica. Ponen a disposición del usuario y/o programador, las herramientas informáticas estandarizadas que permiten implementar múltiples aplicaciones y desarrollos. 3.3.1. Uso de los SIG, para los estudios de factibilidad económica

Los cambios tecnológicos que se han presentado en las últimas décadas van unidos a muchas de las formas de producir, transmitir y procesar la información. Su evolución conlleva a encontrar y plantear nuevos problemas dentro de la OT. En el municipio de Guamá, el aprovechamiento de la energía es un problema vinculado al territorio que necesita de una herramienta adecuada para su planificación. La energía ha sido un elemento que ha permitido el crecimiento y evolución del municipio, por eso se le ha prestado especial atención a la ordenación de éstas, puesto que ofreciendo soluciones más adecuadas se tendrá un municipio más equilibrado y sostenible energéticamente. 107

La ordenación del territorio en este municipio después del año 1959 no ha sido un fenómeno espontáneo. Como hemos visto, desde hace años se trabaja en la ordenación partiendo del potencial natural y paisajístico con que cuenta, por lo que crear herramientas para la toma de decisiones, diseñar proyectos sociales y trazar estrategias económicas cobra un interés especial. En ello es de gran importancia la definición de las líneas de acción que van a influir en el crecimiento poblacional, económico y de todas las actividades inherentes al desarrollo social humano. La Geografía es una de las ciencias que más información puede suministrar sobre el territorio, desde los elementos topográficos presentes, hasta las características de los fenómenos migratorios ocurridos en el mismo. El conocer cuáles han sido las diferentes tendencias históricas y sus consecuencias en el territorio, resultan muy útil para determinar el tipo de información que se puede obtener y la forma en que debe ser interpretada. La ordenación del territorio se materializa en una sucesión de figuras de planeamiento y gestión, que pueden ser plasmadas en mapas, planos a diferentes escalas, con diferentes tipos y volúmenes de información. Los SIG son una herramienta adecuada para la solución de los problemas, dado que permiten estudiar de una manera global el territorio, con sus elementos característicos y diferenciadores, las condiciones del entorno ambiental, social, cultural y geográfico (topografía, hidrología, etc.). Además, los SIG pueden ser usados en la planificación del desarrollo integrado, para aspectos de importancia como la evaluación de impactos de los peligros naturales o analizar la vulnerabilidad en el contexto de la planificación del desarrollo regional. Estos aspectos como veremos más adelante, resultan complementarios e imprescindibles para una correcta planificación energética de la Isla. Conociendo los usos de los SIG en otros escenarios vinculados con la ordenación de las energías [86], podemos plantear la realización de estudios de factibilidad técnico económica, de las variables de energía que se pueden aplicar en el territorio del municipio Guamá, con el objetivo de mejorar la calidad de vida de las personas que no reciben el servicio de la energía eléctrica. La idea de aplicación de los SIG a la planificación energética, tal y como pretendemos implementarla en Guamá, viene avalada por un gran número de experiencias precedentes en otros países. Como ejemplo, podríamos citar la aplicación para cartografiar y analizar la variabilidad espacial y temporal de los vientos en la India, [87], demostrando la versatilidad de su empleo en diferentes regiones y condiciones ambientales. También para cartografiar recursos como la energía solar como ejemplo de las experiencias en el campo de su evaluación [88], donde los resultados son mapas de radiación solar, generados a partir de imágenes de satélite según un modelo desarrollado por el National Renewable Energy Laboratory (NREL) de Estados Unidos [89]. 108

En el campo de la energía solar térmica de concentración, se puede citar el trabajo realizado por T. Altmann [90], en el que se evalúa el potencial para la instalación de una torre solar en Australia, en función de parámetros topográficos y meteorológicos. En el estudio del aprovechamiento de la biomasa, la influencia de los factores geográficos es de indudable importancia. Las funciones implementadas en los SIG permiten evaluar el potencial existente en un punto concreto del terreno, sino y deducir costes de transporte en función de la distancia entre el recurso y las plantas de tratamiento, factor este que juega un papel definitivo en la factibilidad económica del aprovechamiento de este recurso. Voivontas [91], evalúa el potencial de la biomasa para la generación de energía en la Isla de Creta, analizando los costes de transporte e identificando a partir de ellos, los lugares óptimos para la localización de los cultivos energéticos [92]. Su aportación se centra en el estudio de los residuos de origen animal para la producción de biogás, partiendo de datos sobre la población de cabezas de ganado, disponibilidad y factores energéticos. 3.3.2.

Análisis de la metodología del IntiGIS©

El CIEMAT y el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de la Universidad Politécnica de Madrid (DIE-EUITI), desarrollaron en conjunto el proyecto de investigación: “Los Sistemas de Información Geográfica en la integración regional de las Energías Renovables, para la producción descentralizada de electricidad. Análisis de parámetros técnicos”. Una de sus apuestas principales ha sido la posibilidad de continuar su desarrollo, permitiendo este proyecto continuar este tema en otros entornos geográficos. En el marco de la Cooperación Científica entre el CIEMAT y el CIES de Santiago de Cuba y con el doble propósito de definir la tecnología óptima para la electrificación de un grupo específico de viviendas y al objeto de comprobar la versatilidad de una metodología ya aplicada en otros ambientes geográficos, se realizó un estudio preliminar. Este estudio estaba centrado en el análisis de un municipio rural con 68 comunidades sin electrificar, con el 10% de la población total del municipio y el 50% de las comunidades [93]. Para hacer ese estudio se utilizó el IntiGIS© metodología desarrollada por el CIEMAT y aplicada en el municipio de Guamá, Cuba. En ese estudio se analizan varios sistemas susceptibles de satisfacer la demanda eléctrica existente: sistemas fotovoltaicos individuales, sistemas Diesel (tanto individuales como Centrales) y conexión a la red eléctrica.

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La elección del sistema más adecuado se realiza en base a la comparación del LEC, [51], es decir, el coste del kWh producido por los sistemas considerados para cada unidad de estudio. Para el cálculo del LEC se utilizan cuatro grid o matrices con una resolución de 1 km2, que contienen datos de densidad de población rural (habitantes/km2), radiación solar global media anual sobre el plano de los paneles (kWh/m2/año), velocidad media anual del viento (m/s) y distancia de conexión a la red de Media Tensión (km) [94]. Partiendo de los resultados de demanda obtenidos en el estudio realizado por Shiota [36], se toma como valor promedio de demanda 400 Wh/día para las viviendas electrificadas con generadores Diesel, tanto con sistemas individuales como centralizados, y un valor de 900 Wh/día para las electrificadas con el SEN y con sistemas fotovoltaicos. Esto es así, debido al comportamiento discontinuo en la generación con sistemas diesel frente a la posibilidad de un servicio continuado tanto por el SEN como por sistemas fotovoltaicos que incluyen baterías. Es conocido que el valor de la demanda determina la competitividad de un sistema dado. Si estableciésemos una demanda demasiado elevada, estaríamos favoreciendo los sistemas convencionales, y una demanda demasiado baja, supondría un factor de carga muy bajo, que los haría poco rentables, favoreciendo la opción renovable. El disponer de dos valores aproximados de demanda coherentes con la realidad cubana, nos permite evaluar las tecnologías de una forma más objetiva. Aunque cabría esperar que el consumo en comunidades electrificadas con generadores fuera más elevado, la falta de combustible implica el establecimiento de regímenes de trabajo limitado entre dos y cuatro horas diarias, como se comprueba con los grupos electrógenos que ya se encuentran en funcionamiento. Al introducir un valor de demanda relativamente bajo, estamos incluyendo esta limitación en la evaluación de las opciones basadas en el Diesel. A diferencia de los sistemas Diesel, los sistemas fotovoltaicos serán evaluados en función de la demanda calculada para las comunidades conectadas a la red eléctrica. En este caso, no se considera la necesidad de introducir ninguna limitación, puesto que en la fuente energética de los sistemas fotovoltaicos, la radiación es gratuita e ilimitada, de valor conocido y relativamente constante en el tiempo y en el espacio para las condiciones del territorio cubano, siempre que se diseñen sistemas que garanticen la satisfacción de la demanda calculada. Los valores de demanda asumidos por vivienda (400 y 900 Wh/día), se encuentran dentro del rango de los valores propuestos, en algunos estudios disponibles en la bibliografía.

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En la aplicación de la metodología SOLARGIS a los municipios de Kairouan, Mahdia y Monastir en Túnez [95] por ejemplo, se establecen tres escenarios de consumo. En el que se diseñarían los sistemas para la alimentación de varios puntos de luz, una radio y una TV, se estableció el valor de 400 Wh por día para una vivienda. Nguyen [96] evalúa las posibles soluciones de electrificación en Vietnam, a partir de tecnologías descentralizadas y basadas en energías renovales, asumiendo un consumo por vivienda rural de 300 Wh diarios. Esta cantidad se determinó por medio de inventarios de electrodomésticos y patrones diarios de uso por medio de encuestas. Varios son los autores que han realizado estudios de operabilidad de los sistemas fotovoltaicos ya instalados en algunas comunidades cubanas. Entre ellos cabe resaltar el realizado por Jenny [97], que se centró en el estudio de los patrones de consumo energético en una comunidad electrificada con una instalación fotovoltaica centralizada de 10 kW en comunidad Santa María de Loreto del municipio Songo La Maya (provincia de Santiago de Cuba). Se realizaron mediciones del consumo diario en 49 viviendas, intentando definir el perfil de carga y los valores de demanda. Estos valores variaban entre los 42 y los 2170 Wh/día siendo la media 230 Wh/día por vivienda. Además, más del 80% de las viviendas consumían menos de 400Wh/día. Es cierto que no es aconsejable evaluar la demanda en función de un sistema que impone limitaciones en el consumo. Se desconoce el valor real de energía eléctrica que demandaría una vivienda sin restricciones. Sin embargo, estos valores y los que asumiremos en este estudio de 400 y 900Wh/día, quedan justificados por cuanto: Estudios de demanda rural en países en vías de desarrollo han aportado valores semejantes. El bajo poder adquisitivo de la población rural cubana y el tipo de electrodomésticos disponibles en el mercado, hacen improbable que el número y el tipo de electrodomésticos, difiera mucho de las estimaciones realizadas [36] y presentadas en la Tabla 1 y en la Tabla 2, del apéndice 2.5.1 del capítulo 2 . Pinedo [50], mejoró la metodología aplicada utilizando el IntiGIS© para realizar el estudio de las tecnologías a emplear; para ello comparó varias posibilidades tecnológicas que permitieran satisfacer los valores de demanda definidos en el apartado anterior, no siendo iguales los resultados. Esta autora consideró tanto los sistemas individuales como centrales, en función de si abastecen a una única vivienda o a la comunidad completa, opciones basadas tanto en energías renovables como convencionales.

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El objetivo fundamental de la nueva aplicación es satisfacer la demanda existente, por lo que se consideran todas las tecnologías que estén disponibles y que contribuyan al resultado. Los componentes que conforman cada opción tecnológica incluida en el análisis son: Sistemas individuales (sistemas fotovoltaicos, grupos electrógenos individuales). Sistemas centralizados (grupos electrógenos para comunidades, conexión a red). Se partió de varias capas de información que poseen datos sobre radiación solar, distancia a la red existente y densidad de población, presentando previamente los requisitos que deben cumplir todas las capas de información. En donde se tiene en cuenta el formato de entrada de los datos de radiación, distancia a la red de MT y densidad de población. La resolución de las celdas propuesta es de 500m de lado; esta resolución permite considerar cada comunidad de manera aislada y diferenciada, ya que en caso de elegir una resolución menor (de 1km, por ejemplo) se cometería el error de representar más de una comunidad en alguno de los píxeles. En el estudio comparativo de las tecnologías utilizadas para la electrificación del municipio de Guamá, la evaluación del potencial de los sistemas fotovoltaicos se basa en la disponibilidad del recurso solar. Los valores van referidos a la radiación global. En la investigación debido a la carencia de datos tomados en estaciones meteorológicas, se ha trabajado con los datos elaborados en el marco del proyecto SWERA. SWERA, es un proyecto del Programa de las Naciones Unidas para el Ambiente (UNEP), cofinanciado por el Fondo para el Medio Ambiente Global (GEF), creado para potenciar la utilización de las formas renovables de energía solar y del viento eliminando las barreras causadas por la falta de información. Su objetivo es realizar la inspección de los recursos de energía solar y eólica en varias partes del mundo, y evaluar la viabilidad de utilizar estos recursos como fuentes renovables de energía para el desarrollo sostenible de 14 países en vías de desarrollo. Se incorporan los datos ya conocidos de las comunidades que estaban electrificadas y sin electrificar representadas en formato vectorial, a partir de los atributos espaciales de longitud y latitud. Los atributos espaciales disponían de los siguientes datos: nombre del asentamiento, consejo popular al que pertenece, datos de población (número de hombres, mujeres y niños que residen en la comunidad), número de viviendas, tipo de hábitat (concentrado o disperso), tipo de electrificación (mediante planta Diesel, fotovoltaica, mini hidroeléctrica, SEN o sin electrificar).

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Se consideraron los datos de las tecnologías ofrecidos por los fabricantes, tiempo de vida de los sistemas, parámetros económicos de las diferentes tecnologías, la extensión de la red y el cálculo económico del LEC. Cuando se comenzó el programa de electrificación no se tuvieron en cuenta estudios de factibilidad para la selección de las posibles tecnologías que satisficieran la demanda de los usuarios. Esto provocó que en sitios como “La Magdalena” [98], se ubicara un sistema fotovoltaico autónomo que no satisfacía la demanda de todos los usuarios de la comunidad, debido a que anteriormente estos tenían una infraestructura de corriente alterna, alimentado por un grupo electrógeno antiguo, y el sistema que se le instaló era de corriente directa con menor capacidad de potencia. La demanda sobrepasaba la potencia instalada, provocando que los usuarios no aceptaran la nueva tecnología. A partir de esta experiencia, se trazaron pautas para la búsqueda de otros métodos encaminados a la instalación de otras tecnologías más abarcadoras para la electrificación rural, haciendo estudios integrales de potenciales disponibles que satisficieran la demanda de los usuarios. IntiGIS© es una metodología que considera los sistemas tanto individuales como centrales, en función de valorar su capacidad y rendimiento tecnológico. Propone opciones basadas tanto en energías renovables como convencionales, además de presentar con claridad el objetivo fundamental de la aplicación con el fin de satisfacer la demanda existente. Esta metodología considera las tecnologías que contribuyen a alcanzar este objetivo. En el caso de estudio del municipio, a pesar del potencial hídrico existente en él, la falta de datos ha imposibilitado la inclusión de este sistema como fuente de generación de energía eléctrica. Se conoce de la existencia de varias instalaciones, basadas en el uso de turbinas tipo Pelton, en algunas de las comunidades más septentrionales donde los desniveles del territorio son más pronunciados. Por la misma razón la energía eólica tampoco ha sido contemplada. Cabe señalar que en la aplicación de la metodología IntiGIS© a otros lugares, la opción eólica sí ha sido contemplada. La flexibilidad del lenguaje empleado en el diseño de la aplicación y las funciones implementadas en el SIG, permitirían la inclusión de estas dos tecnologías. 3.3.3.

Análisis de la metodología IntiGIS© en el municipio de Guamá

A continuación se describirá la aplicación de la metodología IntiGIS© en el municipio de Guamá y se detallarán las diferentes fases por las que a traviesa el programa, haciendo hincapié en las ventanas de interacción con el usuario, hasta llegar a los resultados finales. En la imagen III-5 se observa la pantalla de interacción con el usuario, donde explica el objetivo de la aplicación, las tecnologías que se 113

valorarán, los resultados y las etapas que incluye el proceso. De ese modo se introduce al usuario en la problemática a resolver. Por medio del menú representado en la imagen III-6, se establecen algunos de los puntos de partida de la aplicación. Los valores de demanda, aunque pueden ser modificados, están evaluados de forma experimental. Además no se considera variación en el nivel de ingresos de la población del municipio analizado, dado el nivel de desarrollo económico del territorio. A partir del valor de la demanda obtenida por vivienda, en la tabla II-2 del epígrafe 2.5.1 y del mapa de población, la aplicación calcula tanto la demanda teórica anual y diaria por píxel, como la real (basada en el número de viviendas que componen cada comunidad). En el estudio no se ha tenido en cuenta el nivel de nuevos ingresos, ni la eficiencia de los electrodomésticos, y se consideraron las potencias del tipo de los electrodomésticos existentes en el mercado cubano.

Imagen III- 5. Pantalla de presentación del Sistema de Información Geográfica Fuente:

Elaborado en cooperación con el CIEMAT, de Madrid España.

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Imagen III- 6. Pantalla de descripción para la demanda doméstica. Fuente:

Elaborado en cooperación con el CIEMAT, de Madrid España.

En la imagen III- 7 se define la forma en la que serán calculadas las instalaciones centrales. El sistema central se situará en el centro del píxel, de dimensiones de 500x500m, alimentando a cada una de las viviendas por medio de una red de baja tensión. El cálculo de conexión a la red supone que se instala un centro de transformación en el centro del píxel, cuya potencia queda definida por el factor de simultaneidad y el perfil de la curva de carga diaria. El centro de transformación se conectará por medio de una red de Media Tensión (MT) con la red existente más cercana, por medio de una red de Baja Tensión (BT), a cada una de las viviendas que conforman la comunidad por medio de una red de Baja Tensión (BT). . El valor máximo de las líneas de BT será de 0,8 km, lo que implica que las comunidades que se encuentren a una distancia menor de la red existente, serán consideradas. Para el caso de los sistemas centrales (Diesel o fotovoltaico) se tomó como demanda la media anual existente para instalaciones con energía convencional referida en los datos estadísticos.

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Imagen III- 7. Pantalla para el cálculo de la demanda por píxel Fuente:

Elaborado en cooperación con el CIEMAT, de Madrid España.

En la imagen III- 8 queda recogida la pantalla que permite visualizar y modificar en caso de que así se desee, los parámetros técnicos definidos por defecto que se emplearán en el análisis: los valores de eficiencia, el consumo de combustible y los parámetros de referencia. En ella se muestran los parámetros referentes al sistema de acumulación, que pueden ser modificados por el usuario; en función de ellos y de la demanda, la aplicación calculará la capacidad de almacenamiento necesario para cada sistema. Se valoran como parámetros técnicos, la eficiencia energética, consumo de combustible, contenido de emisiones de CO2 y los parámetros empleados para el cálculo, como son: la radiación solar que incide en el plano de los paneles, la longitud de la línea de MT y el número de viviendas de la comunidad seleccionada.

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Imagen III- 8. Pantalla que permite la modificación de los parámetros técnicos definidos por defecto. Fuente:

Elaborado en cooperación con el CIEMAT, de Madrid España.

En la imagen III-9 se muestran los parámetros referentes al sistema de acumulación que pueden ser modificados por el usuario. Dependiendo de la autonomía que se desee para cada sistema seleccionado, del tipo de batería, su rendimiento energético y la profundidad de descarga, la aplicación calculará la capacidad de almacenamiento necesario para cada sistema.

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Imagen III- 9. Pantalla que muestra los parámetros relacionados con la acumulación Fuente:Elaborado en cooperación con el CIEMAT, de Madrid España. En la imagen III-10 se muestran los valores de los parámetros económicos que se tendrán en cuenta en el análisis: los costes de inversión, de operación, mantenimiento, la tasa de descuento, la tarifa eléctrica e impuestos por el CO2 emitido. Se introducen los costes de inversión para cada tecnología, tiempo de vida y costes de mantenimiento. A partir de los datos introducidos, la aplicación calcula la potencia instalada según el tipo de sistema y el factor de capacidad estimado. Para el sistema renovable considerado (instalaciones fotovoltaicas), la aplicación calcula el factor de capacidad en función del recurso disponible.

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Imagen III- 10. Pantalla que muestra los parámetros económicos Fuente:

Elaborado en cooperación con el CIEMAT, de Madrid España.

En función de las restricciones impuestas la aplicación define las comunidades aisladas como aquellas que se encuentran a una distancia superior a la máxima prevista para líneas de BT de la red eléctrica existente.

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Esta ubicación se define como la distancia media de las comunidades al centro del píxel. Para el cálculo de la línea de baja tensión, los valores en ningún momento podrían superar los 353,55 m. Esta distancia media se multiplica por el número de casas en cada píxel, obteniéndose un grid con los valores agregados de distancias de cada casa. Los valores del grid varían entre los 795,8 y los 13168,22 m, por lo que el grid de comunidades aisladas a una distancia de la red eléctrica es mayor que la longitud máxima de la línea de baja tensión, establecido como 0,8 km De las 68 comunidades de partida, 10 se encuentran a una distancia menor de la citada de la red eléctrica existente, por lo que según este dato, solo 58 comunidades están en esta categoría. A ellas se les calculará el LEC para diferentes tecnologías; las 10 restantes se encuentran próximas al SEN, siendo el sistema de electrificación más competitivo para su implementación. La aplicación sólo considera las comunidades aisladas, por tanto los resultados que siguen solo se refieren a las 58 comunidades restantes como se observa en la figura III-8.

Figura III- 8. Comunidades aisladas según distancia del SEN Fuente:

Elaboración propia.

Manejando toda la información, el sistema es capaz de calcular en LEC por tecnologías y por comunidad. Comparando los valores del LEC en cada píxel, y propone la tecnología que ofrece un menor coste anualizado y actualizado del kWh.

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El valor obtenido para el LEC en el caso de las instalaciones fotovoltaicas tiene una variación espacial escasa, entre los 0,313 y los 0,330 CUC/kWh. Los valores más elevados se encuentran en el límite con la provincia de Granma, en la zona norte y oeste de Guamá, mostrado en la figura III-9. Las comunidades con valores más bajos se localizan en la zona costera, próximas a las líneas eléctricas.

Figura III- 9. LEC para el sistema fotovoltaico individual Fuente:

Elaborado en cooperación con el CIEMAT, de Madrid España.

Figura III-10. LEC para conexión a red Fuente:

Elaborado en cooperación con el CIEMAT, de Madrid España.

Para el cálculo del LEC se considera que los costes de operación y mantenimiento no varían con el espacio, a pesar de que los gastos de transporte del combustible sí varían. Por ello el valor del LEC se 121

mantiene constante en todas las comunidades y se considera que el coste del kWh producido mediante sistemas electrógenos individuales, mantiene un precio constante para todo el municipio. El valor del LEC en el caso de sistemas Diesel es de 1,73 CUC/kWh.

Figura III-11. LEC para los sistemas Diesel central Fuente:

Elaborado en cooperación con el CIEMAT, de Madrid España.

En el resultado de los valores obtenidos para el LEC en el caso de la conexión a red, se puede apreciar una clara influencia de la distancia a la red existente. Las comunidades en las cuales el valor no supera 1,5 CUC/kWh, se localizan principalmente en el área Este del municipio. Los valores máximos superan los 16,5 CUC/kWh y constituyen el valor obtenido para las comunidades del Oeste, donde la distancia a la red es mucho mayor. Los resultados aparecen recogidos en la figura III-10. El rango de valores del LEC para los sistemas Diesel central no es muy amplio, entre los 1,29 y los 1,6 CUC/kWh. Los valores más altos coinciden con las comunidades cuyo número de viviendas es menor de 9, mientras que los valores más bajos se dan en las comunidades donde el número de viviendas supera las 15, como se observa en la figura III-11. 3.4.

Evaluación de la experiencia desarrollada en Guamá y su extensión a otras partes de la Isla de Cuba.

El objetivo final de la aplicación es determinar, mediante la utilización del SIG, el sistema más competitivo en la electrificación de las comunidades, haciendo un análisis integral de los parámetros técnicos de las distintas tecnologías, así como de los estudios de demanda en las comunidades rurales sin electrificar del municipio de Guamá. 122

La elección de la tecnología más apropiada se realiza mediante la comparación de los valores de LEC visto en la figura III-12. En las 58 comunidades aisladas sin electrificar, los resultados indican que en 54 de ellas los sistemas fotovoltaicos constituyen la opción más competitiva. En las 4 restantes la conexión a red es el sistema óptimo y económicamente viable.

Figura III- 12. Comparación de los valores del LEC Fuente:

Elaborado en cooperación con el CIEMAT, de Madrid España.

Según esta propuesta de electrificación, 623 viviendas dispondrían de electricidad procedente de sistemas fotovoltaicos, dando servicio a 2.463 usuarios. Las 195 viviendas restantes serían electrificadas por medio de conexión a red, dando servicio a 664 usuarios. Tal y como se observa en la tabla III-1, la densidad de población en las comunidades electrificadas con sistemas fotovoltaicos es significativamente menor que las electrificadas por medio de conexión a red. El valor máximo en esta dobla a la primera, mientras que en los valores mínimos presenta un valor más de 5 veces superior. La potencia total instalada en el área sería de más de 110 kW, que supondría una inversión total superior a los 147.000 CUC, produciendo más de 200.000 kWh/año. Para la conexión a red de las cuatro comunidades, sería necesaria la construcción de más de 10 km de línea de MT y apenas 1km de línea de BT. Dichas comunidades demandarían algo menos de 65.000 kWh/año. La inversión total se encuentra en el orden de los 33.750 CUC. Las comunidades electrificadas con fotovoltaica se encuentran a una distancia media de 16 km de la red, siendo factible la inversión con estos sistemas. 123

Si existieran generadores de 5 kW, permitiría reducir los costes de inversión y convertir la opción Diesel en competitiva. El cálculo del LEC para un sistema se evalúa en función de su factor de capacidad, es decir se calcula el coste anualizado de la electricidad generada asumiendo que el sistema producirá el máximo durante todo su tiempo de vida. Tabla III- 1. Datos cuantitativos de los resultados obtenidos en la definición del sistema de electrificación más competitivo, en el municipio de Guamá.

Fuente:

Elaborado en cooperación con el CIEMAT, de Madrid España.

Para el desarrollo de este tipo de proyecto debe realizarse un trabajo de campo profundo, con el objetivo de asegurar la calidad en los datos de entrada, garantizando la confiabilidad de los resultados. Esta aplicación, con las modificaciones introducidas para su adecuación al contexto del área de estudio, prueba la aplicabilidad y versatilidad de la metodología IntiGIS© a otros ambientes geográficos. Esto se debe fundamentalmente a la utilización de información relativamente de fácil acceso en todos los países (localización de comunidades, red eléctrica, radiación, etc.). 3.5.

Evaluación de la experiencia desarrollada en Guamá y su extensión a otras partes de la Isla de Cuba.

Los resultados expuestos anteriormente, constituyen el producto de la aplicación de las nuevas tecnologías para dar soluciones a problemas prácticos de la ordenación del territorio.

124

En el caso-estudio de la electrificación rural del municipio de Guamá no basta con estos resultados para resolver el problema del planeamiento. Uno de los problemas que afectan a la aplicabilidad de los resultados es la propia visualización de los mismos, lo que exige un alto conocimiento de SIG. Para solucionar el aspecto de la representación espacial y accesibilidad de la información, se propone una plataforma adecuada que permita acceder a la información disponible y conocer adonde van dirigidas sus soluciones. Los usuarios son variados, pero en la propuesta que se propone plantea se refiere fundamentalmente a los planificadores de estrategias energéticas y medioambientales. Con la información diseñada en servidores Web se pueden investigar diferentes aspectos de interés en el programa energético: Costos de inversiones. Estudios de demanda y solución más adecuada. Eficiencia energética de las tecnologías en explotación por áreas o sectores sociales. Solución de problemas de electrificación en sitios rurales o remotos. Disponibilidad de potenciales energéticos para zonas especificas. Conocimientos del ámbito social donde se introducirán las nuevas tecnologías. Impactos de las tecnologías en el entorno económico, medio ambiental y social. Estudios de riesgo de desastres. Considerando los conceptos de la Ordenación del Territorio, se propone realizar en el municipio de Guamá un ordenamiento de las potencialidades energéticas existentes para la electrificación rural. Para ello se tendrán en cuenta los criterios de protección y los parámetros de compatibilidad, así como las consecuencias del impacto de los huracanes que anualmente amenazan el territorio y la vulnerabilidad de los ecosistemas. Los resultados obtenidos en el estudio pueden impactar de forma positiva y negativa, dependiendo de la forma en que se apliquen las soluciones de los problemas. Por ello es importante que se tenga en consideración la información de todo el territorio donde se va a incursionar, incluyendo el ámbito social y todos los factores que intervienen en el paisaje, áreas protegidas, cuencas hidrográficas, tecnologías, potenciales, etc. Un objetivo vital que satisface este trabajo de investigación es introducir los resultados en el territorio estudiado, con una herramienta adecuada y ágil que sea capaz de ser comprensible y fácil para el 125

diseño de una estrategia en la toma de decisiones, donde los usuarios pudieran tener acceso a la información en función de realizar las consultas espaciales de forma rápida, con el auxilio de poder apreciarlas de manera representativa en el espacio geográfico del territorio. En el municipio de Guamá no existen experiencias en la aplicación de las tecnologías de la información para la toma de decisiones. El modelo IntiGIS©, puede ser una opción adecuada para introducirla en el país unido al (SIGFRE) opción que se verá en el capítulo siguiente, donde se explica en un ejemplo desarrollado en la provincia Santiago de Cuba y algunas provincias del oriente del país. Este sistema ha permitido realizar un inventario de todas las comunidades y asentamientos dispersos que se encuentran sin electrificar, además de los sistemas en explotación, facilitando la creación de las condiciones para estudiar las alternativas de su posible electrificación con las potencialidades renovables disponibles puntualmente, además de ayudar a la elaboración de los estudios de factibilidad económica. Con el resultado obtenido se propone el SIG como herramienta capaz de facilitar a los decisores, un importante volumen de información sobre los aspectos sociales, económicos y tecnológicos relacionados con el territorio, de lo que debe resultar un método efectivo en el programa de electrificación rural con tecnologías renovables.

126

CAPÍTULO 4.

LA PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA EN LA PROVINCIA SANTIAGO DE

CUBA, LAS TIC Y LA PROPUESTA DE UN GEOPORTAL DE ENERGÍA PARA LA ISLA DE CUBA.

Este capítulo describe la situación de la electrificación de la provincia Santiago de Cuba, además del comportamiento de la generación distribuida por energía convencional y por fuentes renovables. Se describe la introducción de los sistemas fotovoltaicos en distintas esferas sociales, la aplicación de energía hídrica y eólica. Se analiza la capacidad competitiva de las energías renovables como una aproximación al modo de la generación distribuida y su probable aporte en la electrificación de las comunidades que no poseen este servicio, con la finalidad de implementar el planeamiento energético a estas regiones aisladas, demostrando que para ello es factible disponer de una herramienta que sea capaz de aportar determinado nivel de información geoespacial a los agentes responsables, que les permita facilitar el manejo de volúmenes complejos de información en el proceso de toma de decisiones. Se muestra la aplicación del SIGFRE que brinda información georreferenciada de los recursos renovables utilizados para la electrificación de las comunidades, poblados y caseríos. Además, de aportar información de los estudios de potencialidades que podrían utilizarse a pequeña y mediana escala para la electrificación y otros usos; además de aportar datos útiles que facilitan el manejo por parte de los responsables en el proceso de toma de decisiones, así como para el uso de los recursos renovables; además de mantener actualizados el comportamiento de la electrificación y la disponibilidad energética del territorio. Se analiza la posibilidad de aplicar las TIC en la planificación energética,

presentando un

esquema donde se muestra cómo debe efectuarse la comunicación con el servidor a través de Internet, unificando el acceso a la información relevante de la temática para poder evaluar la situación energética de Cuba, se describe la relación existente entre los SIG y las páginas web, además se hace un breve recuento de la introducción en Cuba de los conceptos de generación distribuida y su relación con otras disciplinas. Se muestran algunas figuras del consumo energético por sectores, provincias, la densidad de población a la que satisface esa demanda, la capacidad de generación por diferentes fuentes, los sistemas conectados a red, las mini redes, los sistemas autónomos, con el propósito de extender el SIGFRE a todo el país.

127

Se propone la implementación de un Geoportal para la gestión energética de la Isla de Cuba, donde se implementen el IntiGIS© y el SIGFRE, que además preste un servicio de información a través de Internet e intranet, con la finalidad de unificar el acceso a la información que facilitará la evaluación de la oferta y demanda de las energías renovables y no renovables, además de los resultados de los impactos ambientales asociados y los estudios de riesgo en caso de desastres naturales y tecnológicos. 4.1. Comportamiento de la electrificación en Santiago de Cuba

La provincia Santiago de Cuba se localiza en la parte sur oriental de Cuba. Tiene un área de 6169,9 km2, en 2005 tenía una población de 1.045.337 habitantes según datos proporcionados por la Oficina Nacional de Estadísticas, el porciento de electrificación era de 89,5%, siendo más bajo que el promedio nacional de 95,5 % [99]. Para la primera aplicación del SIGFRE, se necesito de la colaboración de los Consejos Populares y el apoyo de personas que atienden el frente energético de los municipios, representante de la División de Energía de la Provincia, el grupo de hidro-energía, especialistas del FORUM y otros funcionarios de las instituciones económicas y sociales que aportaron información necesaria para el planeamiento energético de la provincia y permitió que se trazara una estrategia o programa para la electrificación rural, siendo la provincia de Santiago de Cuba una de las primeras en comenzar con este programa que luego fue extendido al resto de áreas rurales cubanas.

Gráfico IV- 1. Comparación entre los costos y la distancia de la red Fuente: Estudios realizados en la provincia Santiago de Cuba

128

La extensión de la red para zonas rurales, como estrategia de electrificación, ha sido una tarea difícil dada a dificultades económicas. El hecho de que estas zonas se encuentran aisladas con una alta dispersión en el territorio hace que la extensión de la red a esas áreas sea muy costosa, por lo que los habitantes de estas áreas no pueden contar por el momento con electricidad mediante esta tecnología. Existen otras tecnologías que pueden aplicarse para resolver el problema de la electrificación, como es la explotación de los recursos renovables disponibles. Los sistemas fotovoltaicos autónomos constituyen una alternativa en estos casos, solo que su capacidad es limitada para el uso de los equipos eléctricos. En algunos casos se limita a iluminación, una radio grabadora y un televisor, pero ya con estos se alcanzarán niveles superiores en la calidad de vida de las personas que viven en esos territorios. En el gráfico IV-1 podemos observar una comparación entre los costos y la distancia a la red de varias tecnologías. A medida que aumenta la distancia a la red los costos aumentan, pero además la dispersión de los asentamientos hace incosteable la extensión de la red, siendo irrecuperables los costos de inversión.

Gráfico IV- 2. Estado de la electrificación en la provincia Santiago de Cuba Fuente: Elaboración propia (año 2008)

En el Gráfico IV-2 se observa un inventario de las viviendas que se encuentran electrificadas por distintas tecnologías y las que no lo están. Podemos apreciar que existen 996 asentamientos poblacionales, donde se encuentran incluidos las comunidades y asentamientos dispersos. De ellas 434 comunidades están electrificadas por el SEN, 5 comunidades tienen sistemas fotovoltaicos, 36 con mini hidroeléctricas, 83 con plantas Diesel y 436 no electrificadas. Las electrificadas por plantas Diesel solo reciben un servicio de dos a cuatro horas diarias. 129

En la figura IV-1 se puede observar la información en el mapa de la provincia Santiago de Cuba, sobre el comportamiento de los diferentes tipos de tecnologías utilizadas para la electrificación en las comunidades y asentamientos dispersos, esos últimos se caracterizan por tener menos de 15 viviendas.

Figura IV- 1. Tipos y tecnologías usados para la electrificación Nota. Elaboración propia

En la tabla IV-1 se reflejan los datos de la electrificación por municipios, destacando la cantidad de comunidades y asentamientos que están electrificados y el tipo de tecnología que se utiliza. Se puede apreciar que los municipios de Palma Soriano y San Luis son los que presentan mayor cantidad de asentamientos y comunidades sin electrificar, como queda reflejado en el gráfico IV-3, actualmente se trabaja en la búsqueda de financiación para su electrificación.

130

Tabla IV- 1. Estado de la electrificación por municipios en la provincia Santiago de Cuba

Municipio

SEN

Mini hidroeléctricas

Contramaestre

57

Julio Antonio Mella

31

1

San Luis

36

8

II Frente

Plantas

Sistemas

No

Diesel

fotovoltaicos electrificados

5

42 16

20

71

30

12

33

Songo_La Maya

90

3

Santiago

37

Palma Soriano

65

III Frente

50

1

4

Guamá

25

18

20

SEN

Minihidroeléctricas

Contramaestre Julio Antonio Mella

San Luis

5

2

20

37

9

Plantas Diesel

II Frente

47

1

50 3

Sistemas fotvoltaicos

Songo_La Maya

Santiago

68

25

No electrificacados

Palma Soriano

III Frente

Guamá

Gráfico IV- 3. Cantidad de comunidades electrificadas por diferentes tecnologías, en los municipios de la provincia de Santiago de Cuba Nota. Elaboración propia

Las tecnologías renovables y la selección correcta del sistema de potencia en base a la disponibilidad del recurso renovable existente, ayuda a la reducción de los costos. Para ello es importante planificar o crear las condiciones para la sostenibilidad de la tecnología que se seleccione, con el objetivo de satisfacer la demanda de manera estable y prolongada en las nuevas inversiones. 131

Además se deben crear programas educativos para los usuarios, que les permita a través de un manual sencillo, conocer la tecnología que les proporciona la energía, lo que ayudará a crear hábitos para el cuidado y sostenibilidad del sistema instalado, creando una cultura adecuada sobre su naturaleza y funcionamiento, incluyendo la reducción de los impactos al medioambiente provocados por la tecnología seleccionada. Existen en la provincia diversos sistemas de potencia para generar electricidad: los que utilizan el petróleo (termoeléctrica, los grupos electrógenos de Batería Diesel, fuel oil y grupos de emergencia) y las energías renovables (hídrica, eólica, solar y la biomasa). Tal es el caso de las mini hidroeléctricas y otras como sistemas autónomos e independientes dispersos por toda la provincia. Entre estas últimas se incluyen instalaciones fotovoltaicas (escuelas, hospitales, médicos de familia, salas de televisión, viviendas rurales independientes, círculos sociales, etc.), además de dos pequeñas centrales fotovoltaicas [100]. Los sistemas de potencia que están disponibles para la electrificación rural son: la conexión al SEN y los sistemas renovables, de estos últimos podemos encontrar los sistemas independientes que necesitan acumulación y los que no lo usan. Los sistemas con acumulación requieren mantenimiento cuidadoso debido a que las baterías causan dificultades en la operación y tienen un corto tiempo de vida útil, siendo uno de los elementos más costosos del sistema por sus cambios periódicos, por lo que sólo deben instalarse cuando no exista la posibilidad de implementar los que no lleven sistemas de acumulación, pudiendo ser conectadas a la red incrementando la disponibilidad de electricidad en el sistema. 4.2.

Generación Distribuida con energía convencional

Desde el año 2005, la situación energética de la provincia de Santiago de Cuba ha cambiado debido al desarrollo del programa de generación que analizábamos en el capítulo segundo. Como parte de ese programa se desarrolló la generación emergente en objetivos sociales y económicos vitales y la generación distribuida con grupos de baterías Diesel, fuel oil y aislados en toda la provincia. En la figura IV-2 podemos observar la distribución de las instalaciones por municipios. Se trata de un esquema de generación eléctrica distribuida, mediante la instalación de baterías de grupos electrógenos, que operan con Diesel o fuel oil, sincronizados al SEN o trabajando en islas, lo cual constituye uno de los más profundos aportes conceptuales en la esfera de la generación distribuida. Los equipos instalados son de bajo consumo de portadores energéticos, alta disponibilidad, facilidad para su instalación y niveles de potencia utilitaria inferiores a las centrales termoeléctricas. La 132

salida de funcionamiento de algunos de esos grupos no crearía nunca una crisis como la ocurrida en el 2004, cuando se averiaron las centrales termoeléctricas [31]. Aún no se ha concluido en la provincia con la instalación de estos sistemas de potencia, como se observa en la figura IV-2, existen cuatro municipios que en los momentos actuales, no tienen independencia energética.

Figura IV- 2. Grupos de distribuidas instalados en la Provincia de Santiago Fuente: Elaboración propia

Dentro de esta nueva estrategia de electrificación, existen en la provincia 740 grupos electrógenos de emergencia, algunos de ellos conectados a red, pero la mayoría están distribuidos en todo el territorio ubicados en objetivos sociales y económicos (hospitales, panadería, tiendas, comunidades rurales, etc.). En la figura IV-3 se muestra el mapa de los sitios donde están ubicados, cambiando la visión del 2005 cuando sólo existían 148 grupos y de ellos 54 sin funcionar. En el caso de la electrificación rural la mayoría de los generadores tienen una potencia alrededor de 10kW, siendo el promedio en la provincia aproximadamente de 66,4 kW. En el área rural el consumo real es menor, porque no todas las personas tienen televisor u otro equipo consumidor de energía eléctrica. El radio de distribución de la electricidad oscila en alrededor de 133

500 m, los postes son de madera y las líneas de distribución han mejorado al igual que la potencia de trabajo. El problema que aún se mantiene es el horario de uso de las plantas, debido al consumo de combustible operan durante 4 horas en la noche y en algunos casos en el horario del medio día, brindando un servicio eléctrico con limitaciones.

Figura IV- 3. Grupos electrógenos de emergencia Fuente: Elaboración propia

Las comunidades que tienen este tipo de tecnología instalada poseen una demanda de energía mayor que los que se alimentan de otro tipo de tecnología, como por ejemplo los sistemas fotovoltaicos. En el caso de las que usan mini hidroeléctricas disponen de electricidad las 24 horas del día y sin limitaciones de carga, siendo mayor el nivel de vida de estas últimas. 4.2.1. Generación de energía con fuentes renovables

Santiago de Cuba es la provincia pionera en la explotación de las energías renovables para uso en la electrificación rural, por ser una de las provincias con menor índice de electrificación del país, además de contar con potencial disponible en el territorio para su explotación intensiva y eficiente.

134

Minihidroeléctricas

Existen localizaciones en el área de la Sierra Maestra con potenciales de agua, debido a las fuentes hídricas de diversas categorías que descienden por las laderas de las montañas. Las caídas de agua están disponibles pero el flujo es bajo debido a que las áreas de captación son pequeñas; esto no ha impedido el desarrollo de este tipo de generación, en algunos casos introducida por los propios usuarios.

Figura IV- 4. Potencialidades hídricas y las instalaciones de mini hidroeléctricas en funcionamiento. Fuente: elaboración propia

Las comunidades que aprovechan el recurso hídrico tienen una infraestructura energética mayor, por lo que la calidad de vida de los pobladores es más adecuada a pesar de encontrarse en áreas de difícil acceso. En la figura IV-4 se observa la caída de uno de sus ríos y en el mapa la ubicación de las mini hidroeléctricas en funcionamiento en la provincia, además de potencialidades existentes que aún no se explotan. Los potenciales hídricos sin explotar constituyen un posible aporte energético en esta zona que aún tiene dificultades con la electrificación, pero además pueden hacer inversiones con sistemas 135

conectados a la red eléctrica que ayude en el aumento de la disponibilidad de electricidad, propiciando el ahorro de combustible. Sistemas fotovoltaicos

La radiación solar global en la provincia Santiago de Cuba está en el orden de 4 a 6 kWh/m2.día, el promedio anual es 5 kWh/m2.día. La radiación en el plano inclinado a los 20 grados es 5,4 kWh/m2.día (datos SWERA), pudiendo disponer de un potencial solar adecuado para la generación de energía con este tipo de tecnología durante todo el año. Viviendas rurales

Existen 6 comunidades rurales que tienen instalados sistemas fotovoltaicos, de ellos 4 centralizados y el resto corresponden a sistemas independientes. La imagen IV-1 muestra las comunidades Santa María de Loreto (A) con sistema centralizado y donde su operación es eficiente con un ajuste de carga para cada usuario, organizado por la misma comunidad, y la comunidad La Magdalena (B) tiene un sistema independiente, en este caso con un funcionamiento no deseado por los usuarios, por ser un sistema que no satisface la demanda. Es importante, en el caso de la instalación de tecnologías renovables, propiciar la realización de estudios sociales que ayuden al conocimiento real de lo que desean los usuarios, para que los sistemas de generación cumplan con las expectativas y necesidades de la población y no fracasen en su sostenibilidad. En la tabla IV-2 se muestran las comunidades electrificadas con sistemas fotovoltaicos (independientes y centralizados), con el número de viviendas que benefician y la potencia instalada.

136

Imagen IV- 1. Imágenes de las comunidades con sistemas centralizados e independientes.

Tabla IV- 2. Sistemas fotovoltaicos instalados para viviendas rurales Comunidad

Tipo de sistema

No de casas

Capacidad (kW)

Santa María de Loreto

Centralizado

39

11

El Mulato

Centralizado

5

2,5

Ceiba de Beatón

Centralizado

21

1,9

La Magdalena

independiente

114

0,72 por casa

Los Caimanes

independiente

45

0,36 por casa

El Triunfo

Centralizado

25

5

Fuente: Elaboración propia

137

Sistema del médico de familia

En la provincia todos los consultorios del médico de familia de áreas rurales y dos hospitales de estas zonas, se encuentran electrificados con sistemas fotovoltaicos. El primero de los proyectos se desarrolló en 1986 con un impacto social considerable, debido a que las personas que viven en estas áreas aisladas cuentan con un servicio médico de atención primaria de calidad. En la figura IV-5 se muestra el mapa de la ubicación de estas instalaciones y una imagen de una instalación típica.

Figura IV- 5. Ubicaciones de los sistemas fotovoltaicos en los consultorios del médico de familia, dos hospitales de áreas rurales y una construcción típica. Fuente: Elaboración propia

Sistema para escuelas rurales

En el caso de las escuelas constan de dos sistemas fotovoltaicos, uno para la televisión y video y otro para la computadora. En el mapa de la figura IV-6, se muestra el mapa de la ubicación de las instalaciones y una foto de una de ellas, como se observa se encuentran distribuidas por toda la provincia.

138

Fig ura IV- 6. Ubicación de las instalaciones fotovoltaicas en escuelas rurales y foto de escuela típica. Fuente: Elaboración propia

Sistemas para salas de televisión

A pesar de los altos costos de los sistemas, fueron instalados en la mayoría de las comunidades sin electrificar, lográndose implementar las salas de televisión que le permitieran a los usuarios tener un lugar colectivo donde elevar el nivel informativo y cultural. En la figura IV-7 se observa la distribución de estas instalaciones y foto de un tipo de instalación. Al ser un programa relativamente grande y disperso en la zona montañosa, en las localidades se han trazado estrategias para el mantenimiento de los equipos y sustitución de componentes dañados, fundamentalmente con las baterías que se rompen con facilidad.

139

Figura IV- 7. Instalaciones fotovoltaicas en salas de televisión y foto de la instalación típica Fuente: Elaboración propia

La tecnología usada ha presentado dificultades debido al clima húmedo de la región, de alta salinidad y de elevada radiación solar, provocando la corrosión, aparición de fauna autóctona y otras afecciones que se encuentran en estudio. Energía eólica

La velocidad del viento es variable en la región, no se cuenta con un potencial eólico que permita pensar en la instalación de grandes sistemas, por lo que se trabaja en instalaciones de molinos de viento para bombeo de agua y se realizan pequeñas instalaciones para solucionar la electrificación de viviendas aisladas. Se trabajó con el mapa eólico del SWERA, visto en la figura IV-8, donde se muestra el potencial de densidad de viento [101] y la representación de algunos molinos de viento que se encuentran operando en la provincia.

140

Figura IV- 8. Densidad de potencia de viento (W/m2) y molinos instalados Fuente: Elaboración propia

Es significativo expresar que muchas zonas con densidad eólica se encuentran en zonas montañosas distantes de la red eléctrica, en lugares que por su geografía son de difícil acceso, lo que limita las posibilidades para la explotación extensiva de este recurso natural en las condiciones de la provincia Santiago de Cuba. 4.2.2.

Situación de la Electrificación Rural

Al ser una provincia donde todos sus municipios presentan áreas montañosas, la población que vive en estas zonas se encuentra dispersa, de ahí que el índice de electrificación se comporte por debajo de la media nacional. Actualmente existen 75 comunidades sin electrificar en la provincia, que cuentan con 15 viviendas como mínimo y más de 350 asentamientos poblacionales con menos de 15 viviendas. En la figura IV-9, se muestra el potencial solar global, hídrico, biomasa disponible y la ubicación de estas comunidades, pudiendo apreciar que existen posibilidades para su electrificación con energía renovable.

141

Figura IV- 9. Localización de las comunidades y asentamientos sin electrificar y representación de los potenciales solar e hídrico disponible Fuente: Elaboración propia

En el gráfico IV-4 de dispersión, se puede observar que la mayor cantidad de viviendas se encuentran ubicadas entre 0 y 10 km. Esta información es de importancia en el planeamiento eléctrico a partir de los análisis del LEC, donde se tienen en cuenta diferentes tecnologías. En este caso particular, observamos que las distancias de las viviendas a la red pudiera favorecer la factibilidad de electrificarlas con el SEN. Sin embargo, el propio SIG nos ofrece la información visual, que a pesar de no ser muy elevada la distancia a la red, presenta problemas derivados de la configuración orográfica del terreno. Esta región corresponde a un área montañosa con pendientes en su mayoría superiores o iguales a 40 grados, lo que eleva considerablemente los costos que se tendría que incurrir al tomarse la decisión de electrificarlas extendiendo la red eléctrica. De ahí la utilidad de los SIG, dado al carácter integral del alcance informativo y analítico que abarcan, de cara a ayudar en los procesos de determinación de los estudios de factibilidad para la toma de decisiones en función del desarrollo energético del territorio.

142

Gráfico IV- 4. Distancia de las comunidades sin electrificar de la red eléctrica Fuente: Elaboración propia

Considerando los elementos estudiados anteriormente podemos definir, que estas comunidades y asentamientos no podrán ser electrificadas a través de la red eléctrica por no ser económicamente viable. Como se observa en los estudios anteriores, los potenciales renovables se encuentran distribuidos en todo el territorio. En este caso deben realizarse los estudios de viabilidad económica y medioambiental para cada comunidad, lo que permitirá conocer las fuentes más idóneas a emplear y la tecnología que debe implementarse para garantizar eficiencia y estabilidad del servicio eléctrico y satisfacer la demanda de la población mediante soluciones sustentables. En la provincia de Santiago de Cuba se realizó un estudio de campo para poder determinar la demanda energética según la ubicación territorial y el interés social para ser electrificadas. Las encuestas aplicadas a la población se encuentran en el anexo 2. A pesar que las viviendas que actualmente se han electrificado ha sido mediante la aplicación del programa social donde los usuarios no pagan las instalaciones, ni el servicio prestado, se ha valorado que para un programa mayor el servicio debe ser cobrado a los usuarios. 143

Después de realizar las entrevistas se determinó cual sería la demanda en una comunidad sin electrificar y la accesibilidad de los pobladores para adquirir los equipos electrodomésticos, que en el caso de la provincia se necesitan de 5 a 10 años para adquirirlos. Esta información puede ayudar a una planificación adecuada por etapas en el programa de electrificación. En la tabla IV-3 se observan los resultados obtenidos. Tabla IV- 3. Demanda de los equipos Porciento de

Tiempo de

demanda (%)

accesibilidad

Refrigeradores

100

10

TV

100

5

Ventilador

78

1

Radios, Grabadoras

74

1

Planchas

63

1

Lavadora

48

10

Batidora

44

2

Equipos

Fuente: Elaboración en cooperación con JICA

Analizando los valores, se puede definir que las personas que viven en estos territorios necesitan como promedio 6 años para acceder a los equipos electrodomésticos que necesitan en sus viviendas, pero se pueden diseñar sistemas que inicialmente le brinden energía para iluminación y otras actividades que constituyen mejoras en las condiciones de vida de estos núcleos poblacionales y satisfagan sus necesidades. Análisis del costo de los sistemas

Una de las barreras analizadas para la introducción ampliada de las energías renovables la constituyen los costos económicos. La implementación de las energías renovables requiere de un proceso de inversión costoso, la falta de madurez de algunas tecnologías y la poca difusión, hacen que los costes de la inversión inicial aumenten, resultando una traba a su introducción, lo que implica plazos de amortización muy altos.

144

Un mayor esfuerzo de investigación, desarrollo tecnológico y la aplicación de técnicas avanzadas como el SIG, facilitarán los estudios de factibilidad que ayuden a reducir los riesgos, lográndose implementar tecnologías eficientes y menos costosas. Para hacer una valoración de los sistemas de generación que pueden satisfacer la demanda necesaria, se comparan los costos de los sistemas de potencia con energía renovable. Los grupos Diesel instalados en las montañas dependen de un régimen de trabajo definido. Estos limitan el servicio eléctrico de 2 a 4 horas al día, debido a los gastos de operación y traslado del combustible, agregando que para la electrificación de viviendas aisladas constituyen un punto frágil, al tener que extender la mini red a distancias no compatibles con la tecnología, además de los gastos asociados a la reducción de los impactos al medioambiente y a restablecer los daños ocasionados por este concepto. La hidroenergía será factible siempre que la instalación se realice en los lugares donde exista el potencial adecuado, al igual que los sistemas fotovoltaicos y eólicos. Estos sistemas son más económicos para poblaciones dispersas, puesto que sólo se requiere un adecuado estudio para su implementación, donde el SIG ofrece un importante volar utilitario. Tabla IV- 4. Costo de los sistemas en 10, 15 y 20 años

Fuente: Elaboración en cooperación con JICA

En la tabla IV-4 se muestran los costos en el tiempo (años de explotación 10, 15 y 20 años) según el tipo de sistema. En ella se comparan las tres tecnologías, hídrica, Diesel y fotovoltaica. Los costos que se muestran en la tabla IV-4 fueron calculados para la electrificación de dos viviendas. En el caso de la energía fotovoltaica estos se incrementan en la medida que se pretendan electrificar más viviendas, que representaría la instalación de una mayor potencia, para garantizar la misma se requiere una infraestructura mayor y por consiguiente más costosa.

145

En el caso de la provincia de Santiago de Cuba, los programas de electrificación están subsidiados por el gobierno. Su objetivo es satisfacer la demanda de la mayor cantidad de usuarios para mejorar sus condiciones de vida, de ahí que los costos vienen a ocupar un segundo lugar. Con el objetivo de completar la información se puede observar en el gráfico IV-5, la comparación de los costes mínimos de inversión y los rendimientos eléctricos medios de las tecnologías más desarrolladas. En ella se aprecia con más claridad la situación que desde el punto de vista de los costos y el rendimiento eléctrico, presentan los sistemas de energía renovable en comparación con los no renovables, situación que debe superarse [47].

Gráfico IV- 5. Comparación de los costos de inversión y rendimientos eléctricos para diferentes tecnologías. Fuente: Elaboración por [47] Justificación del sistema de potencia

Los sistemas de potencia se justifican por los costos comparados con la extensión de la línea eléctrica hasta las comunidades. El estudio preliminar en la provincia de Santiago de Cuba parte de las condiciones dispersas de las comunidades. Los resultados se muestran en la figura IV-10 donde se representan todas las comunidades y asentamientos dispersos que están sin electrificar y una propuesta preliminar para su electrificación. Como se observa, existen asentamientos dispersos sin electrificar en todos los municipios. Esto se debe al relieve montañoso, que no ha permitido extender el servicio eléctrico por encontrarse en zonas de muy difícil acceso. En el mapa los que están en amarillo (fotovoltaicos) corresponden a los que es factible

146

electrificar con sistemas fotovoltaicos y los oscuros (extensión a la red) son los que se consideran viables a electrificarse extendiendo la red eléctrica.

Figura IV- 10. Propuesta preliminar para la electrificación, de los asentamientos sin electrificar Fuente: Elaboración propia

En este análisis no se consideraron otros sistemas de potencia debido a la no existencia de la tecnología apropiada en el mercado. En el caso de la hidroenergía no existía un estudio de potencial que permitiera hacer los análisis para la electrificación con esta fuente de energía. Actualmente se pueden realizar análisis de viabilidad a partir de los estudios preliminares de los diferentes potenciales renovables en los asentamientos que necesitan ser electrificados. Como se refleja en la figura IV-11 existen potenciales de biomasa como del despulpe de café, residuales de la caña y de los árboles. Estos pueden ser aprovechados en la generación de energía, al igual que el potencial hídrico y con ello lograr satisfacer parte de la demanda de las comunidades que hoy están sin electrificar. La empresa Damp Electric [102] está produciendo una cocina que utiliza biomasa residual como combustible y que puede, además de utilizarse para la cocción de alimentos, generar energía eléctrica que se acumulan en baterías con capacidad de suplir determinada cantidad de electricidad para el alumbrado 147

de las viviendas y un televisor. La cocina es producida industrialmente, pudiendo ser una solución para las viviendas de zonas aisladas donde está demostrada la existencia de potencial de biomasa.

Figura IV- 11. Diferentes potenciales de fuentes renovables y propuesta de electrificación Fuente: Elaboración propia

El potencial renovable disponible próximo a las comunidades sin electrificar ayuda a trazar una estrategia encaminada a dar solución adecuada en la electrificación de las comunidades y asentamientos dispersos. Como se observa en la figura IV-11, en muchos asentamientos sin electrificar existe potencial renovable disponible. Desde el año 1998 se había puesto en funcionamiento el primer sistema de información para la electrificación rural denominado SGIER [103], que permitió crear las bases para que en el año 2004 se pusiera en servicio una página Web del SIGFRE en Santiago de Cuba. Toda la información se le brindaba al usuario con las posibilidades de visualizarla, actualizarla e imprimirla. En la imagen IV-2 se observa un diagrama de bloque de la página que debía estar disponible en el servidor del CIES [69], siendo las primeras experiencias en un sistema automatizado de información.

148

Imagen IV- 2. Diagrama de Bloque de la Web del SIGFRE Fuente:

Elaboración propia

Los ejemplos antes mostrados pueden ser generalizados en el país utilizando las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC), a través de un servidor Web proponiéndolos como herramienta para la toma de decisiones en las aplicaciones energéticas. 4.3.

Aplicación de las TIC en la planificación energética en la Isla de Cuba

Se propone una plataforma adecuada para la introducción y generalización de los resultados en la planificación de la electrificación rural, logrando cumplimentar uno de los objetivos propuestos: alcanzar territorios con mayor desarrollo, más equilibrados, sostenibles y competitivos socio-económicamente. A través de un servidor Web, conociendo que estos han abierto nuevos horizontes para la consulta remota de datos espaciales como herramienta en la toma de decisiones, que constituyen entornos de desarrollo. El servidor Web propuesto almacenaría todas las capas que inciden en la toma de decisiones para el ordenamiento energético, aprovechando la infraestructura ya creada por el Ministerio de Industria Básica (MINBAS) y la Unión Eléctrica (UNE) para que sea compatible con la nueva información en los diferentes niveles de acción (nacional, provincial y municipal). 149

Hoy es fundamental el valor de la información como factor decisivo en la evolución del conocimiento y desarrollo económico, dentro del sector geoenergético se buscan estrategias que ayuden al desarrollo de las fuentes renovables de energía, que pueden insertarse en las infraestructuras energéticas existentes de forma fácil y que además ayuden al proceso de mejoramiento para la toma de decisiones. El sector energético apoyado por el desarrollo científico técnico debe afrontar el reto de la eficiencia energética mediante las tecnologías de la información y las comunicaciones, pudiendo transformarse en una economía de gran eficiencia energética y bajas emisiones de carbono. Este sector de las TIC puede asumir el liderazgo en el camino emprendido para reducir la huella provocada por la sobre explotación de los combustibles fósiles, ser la primera en encontrar y crear soluciones eficaces que sirvan de información utilitaria a las administraciones, en la toma de decisiones para el adecuado enrutamiento del desarrollo energético del territorio. Las TIC son un conjunto de servicios, redes, software y dispositivos, que tienen como fin la mejora de la calidad de vida de las personas dentro de un entorno, [104] y que se integran a un sistema de información interconectado y complementario. En este caso, las ciencias informáticas se encargan del estudio, desarrollo, implementación, almacenamiento y distribución de la información, mediante la utilización de hardware y software como recurso de los sistemas informáticos. Las TIC incluyen todos los medios de comunicación y logran cambiar el ritmo de los continuos avances científicos, ayudan a mejorar la económica, la cultura, contribuyen a la rápida adquisición y distribución de los conocimientos y propician continuas transformaciones en las estructuras económicas, sociales y culturales. Uno de los instrumentos cognitivos de las TIC es que sirven para manejar cualquier tipo de datos. Por ejemplo, los sistemas informáticos integrados por ordenadores, periféricos y programas, permiten realizar cualquier tipo de proceso de datos de manera rápida y fiable. Las tecnologías limpias se explotan en todas partes del planeta por tener una componente geográfica, actualmente existen sistemas que brindan información de las potencialidades renovables disponibles, como son: el potencial solar, eólico, de biomasa, hídrico oceánico, todas ellas se encuentra en el territorio de forma dispersa, pero las TIC han permitido la divulgación y conocimiento de estos potenciales, hoy muchos de estos se encuentran en páginas Web o servidores de mapas en diferentes capas de información. En los procesos de generación de energía son eficaces al servir de ayuda en la toma de decisiones, en los análisis técnico-económicos de los sistemas de generación, distribución y transporte. Con la ayuda 150

de las TIC se podrían trazar estrategias que ayuden al desarrollo de las fuentes renovables de energía insertadas en el programa de desarrollo energético nacional, para que faciliten el proceso de la toma de decisiones. Los resultados obtenidos con la aplicación del IntiGIS© pueden ser expuestos en un servidor Web, para ser utilizados como consulta y dar solución a una de las problemáticas de la electrificación rural y el desarrollo energético sostenible del territorio, que radica en la falta de estudios de factibilidad económica de las tecnologías que están disponibles para electrificar las comunidades dispersas que hoy están sin electrificar, así como para dar disponibilidad mediante el aporte de energía a la red con la explotación intensiva de las fuentes renovables. Una de las ventajas que tiene esta información puesta en el servidor, es que se visualizarían los resultados en mapas del territorio, vinculados a otros mapas con información relevante, como es la ocupación del suelo, áreas protegidas, riesgos y otros de interés, que le permiten a los decisores tener información suficiente de las características del área en que se está trabajando. El manejo de esta información se ha diseñado de manera sencilla, de forma tal que no necesita de capacitación especial para su uso. El problema del aprovechamiento eficiente de las potencialidades energéticas del territorio, necesita de las TIC para la implementación adecuada de las diferentes tecnologías de generación. Con su introducción en el sector energético se pueden hacer estudios integrados, donde se tiene en cuenta el tipo de tecnología, la potencialidad existente, impactos que provocan al medio ambiente y otros factores necesarios en la toma de decisiones, en el caso de las energías renovables es recomendado su uso, dada su dispersión en el territorio y los diferentes tipos en que se manifiestan estos potenciales. Con el conocimiento de los sitios que disponen del potencial renovable y la demanda energética, se pueden trazar estrategias para una explotación adecuada de estas potencialidades, las TIC servirán de elemento facilitador en este proceso. Hoy existen programas de ayuda para el diagnóstico, explotación y mantenimiento de forma asequible a las personas que trabajan en el área renovable. Las estrategias se pueden lograr de forma rápida e integral y los resultados pueden apostar por las tecnologías limpias al encontrase dispersas en el territorio, pero además su aporte es considerable a los impactos sociales, con el mejoramiento de la calidad de vida de las personas y analizado desde otro punto de vista, con el aprovechamiento más eficiente de los recursos energéticos disponibles. Existen otros elementos que apoyan la aplicación de las TIC, como es la disminución de los costos en el desarrollo de soluciones tecnológicas emergentes, más eficientes y respetuosas con el medio 151

ambiente, en la divulgación de la información, en el almacenamiento de gran cantidad de datos que pueden actualizarse y procesarse para resolver problemas integrales que tienen que ver con la generación de energía, como es el control y mejoramiento de la eficiencia energética, la disminución de los índices de carbono, contribución al desarrollo sostenible, logrando ahorros energéticos mediante la realización de los diagnósticos en cada territorio. Con su aplicación se mejoraría la eficiencia energética (calidad de servicio, operación, planificación, iluminación, control de red, servicio al cliente, etc.), pudiendo integrase en sistemas potentes de información. Los SIG, a pesar de que constituyen una importante y potente herramienta para realizar análisis espaciales en el territorio combinado con gran número de información, presentan limitaciones para los usuarios que no poseen los conocimientos básicos para operar software profesionales, en ese sentido son débiles y es donde las TIC juegan un rol importante en ofrecer la información de manera asequible en páginas Web. Los usuarios utilizarán la Web para acceder a la información de manera fácil, como cualquier otra página Web, sin necesidad de requerir conocimientos especiales para el manejo de la información. Estas herramientas son proporcionadas por las TIC, por cuanto mediante su aplicación se muestran resultados de interés en las diversas aplicaciones territoriales, por lo cual se pueden buscar sitios Web o portales de información que sirven de base a la planificación territorial, ampliando el valor de la utilidad del sistema. La vinculación de los resultados obtenidos en los SIG representados espacialmente en los sistemas avanzados de información, brinda posibilidades emergentes para la actualización y consulta de datos en mapas. La idea que se propone a partir de los resultados obtenidos con el IntiGIS© y el SIGFRE, es crear una infraestructura de servidor Web o Geoportal de energía, que aporte información de los factores que intervienen en el territorio de estudio. En estas páginas se pueden hacer vínculos a otros servidores Web que brindan información de diferentes temáticas de interés para los usuarios. Ejemplos de aplicaciones utilizadas por muchas personas son Google Earth, específicamente en el tema de la electrificación rural el Sistema de Información Geográfica para el Programa Nacional de Energía Renovable (PNER GIS) de Perú [105] y otros servidores de mapas. Un Geoportal es un tipo de software que suministra servicios a los usuarios o terminales que lo solicitan, por ejemplo; en una típica arquitectura cliente-servidor, el cliente podría ser un ordenador, que

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realiza peticiones de información a través de un programa de correo y el servidor le entrega los datos en forma de correos electrónicos en respuesta a su solicitud [106]. Google Earth [107] es una de las herramientas más utilizadas y novedosa para responder satisfactoriamente a preguntas de diferentes tipos de usuarios relacionadas con la Geografía. En éste se combinan fotos satelitales, mapas y base de datos que permiten observar en detalle cualquier lugar de la tierra, además de desplegar simultáneamente sobre una zona específica diversos tipos de información geográfica (topográfica, hidrográfica, demográfica, histórica y cultural) relacionados con ella. Para la introducción de los resultados obtenidos en el SIG en otros municipios del país, se propone crear una plataforma que permita visualizar la información de los mapas que se han obtenido con los sistemas más adecuados para la electrificación. Se utilizarán diferentes niveles de acción que interactúen entre si, donde se pueda visualizar la información y que además permita el procesamiento de las consultas del usuario o cliente. Actualmente para que la información sea utilizada y mantenida se debe automatizar y crear las condiciones para que la infraestructura energética sea conocida, además de los mapas elaborados y los ya existentes de las potencialidades renovables. Todo ello se vinculará a otros sistemas informáticos de la UNE, incluyendo el Sistema de Información Corporativo. 4.3.1.

Los SIG y la GeoWeb

Si bien los primeros 10 años de cartografía en la Web fueron muy importantes, los próximos cinco prometen una revolución total, conforme se pase de la etapa de creación de mapas y representación geoespacial, hacia la de geoservicios completos en la Web [108], lo que a veces se denomina “GeoWeb”. La GeoWeb permite el uso compartido y exhaustivo de mapas, datos y el acceso universal a aplicaciones del SIG. Junto con la creciente disponibilidad de contenidos georreferenciados, la facilidad de búsqueda, descubrimiento y aplicaciones de estos servicios, la transición generará un novedoso patrón y arquitectura de SIG, que destaca servicios abiertos e interoperables que pueden emplearse como soporte de una amplia gama de aplicaciones geográficas. La GeoWeb es el patrón que ha desarrollado Google y Microsoft para dar soporte a la visualización de mapas y aplicaciones híbridas sencillas. Los patrones utilizados por el Open Geospatial Consortium (OGC) permiten la participación de todos los usuarios, logrando que millones de personas puedan acceder a la información y constituyendo una forma de compartir datos geoespaciales en la Web, que resultan necesarios para el crecimiento de la comunidad de los SIG. 153

La integración de los sistemas de información profesionales en el entorno de la Web 2.0, permite que los profesionales de SIG publiquen directamente metadatos de consulta sobre sus servicios, así como también mapas, información y una completa variedad de servicios que los usuarios podrán ver, utilizar y combinar para crear aplicaciones, significando más oportunidades para compartir información geoespacial y aprovechar otros servicios. La GeoWeb dejará de ser un instrumento de visualización y creación de mapas sencillos, para convertirse en el soporte de la integración de servicios con base total en SIG, que representen una fuente de datos reales, mapas, resultado de modelos y aplicaciones complejas donde los usuarios podrán crear nuevas bases para realizar análisis espaciales. 4.3.2.

La Generación Distribuida y las TIC

La generación distribuida es un concepto que se maneja a partir de la dispersión de las fuentes de generación en el territorio, para producir, almacenar y administrar la energía en el mismo lugar de consumo. Es un nuevo modelo energético en el que el consumidor se convierte en productor y donde las energías renovables juegan un rol importante al por estar dispersas en el territorio. La GD está cambiando el entorno energético actual en un escenario caracterizado por la creciente demanda de electricidad, el incremento de los costos de los combustibles fósiles y el desarrollo de soluciones tecnológicas emergentes más eficientes y respetuosas con el medio ambiente. Las TIC son una herramienta de trabajo adecuada para divulgar, almacenar y resolver problemas complejos en la generación y distribución de la energía. Las energías renovables se tienen en cuenta por su aproximación al modo de la generación distribuida y su importancia en el territorio. El aprovechamiento adecuado y eficiente de las energías renovables necesita de la implementación de las herramientas de la informática y la geomática en diferentes direcciones de la investigación [109], teniendo en cuenta el lugar y potencialidad existente. Ello debe permitir el mejoramiento de la calidad de vida de las personas en cualquier territorio y visto desde otro ángulo, el aprovechamiento eficiente de los recursos energéticos ya en explotación por la sociedad. La significación de las TIC en el proceso de generación distribuida es imprescindible para perfilar las estrategias y el análisis de las tecnologías energéticas que se explotan y las posibles a explotar. Las necesidades que impone el nuevo concepto de GD conducen a proponer líneas de investigación que den respuesta a los retos tecnológicos que se plantean, ante la nueva visión de distribución en el espacio geográfico de la energía y sus impactos al medio ambiente. 154

En Cuba se comenzó a trabajar aplicando los conceptos de generación distribuida en el año 2006 [30] con tecnologías de grupos electrógenos Diesel y fuel oil, primero para solucionar las dificultades de la falta de generación con el fin de satisfacer la demanda existente, más tarde para la recuperación en corto tiempo del servicio eléctrico a centros vitales durante el impacto de los ciclones tropicales.

Figura IV-12. Generación distribuida en el país por diferentes fuentes Fuente:

Elaboración propia a partir de la base nacional de GD

En la figura IV-12 se muestran las instalaciones de generación distribuida por diferentes fuentes incluyendo algunas renovables, dispersas por todo el país, que aportan al SEN. Hoy las energías renovables constituyen un elemento enriquecedor en el campo de la generación distribuida, su diversidad y disponibilidad en determinados espacios permite su aplicación en forma distribuida, propiciando el carácter sostenible en la implementación de los sistemas, con criterios de reducir los impactos negativos al medioambiente y al paisaje. El SIG constituye la herramienta adecuada que, unida a la disciplina científica y técnica administrativa de la OT, permite gestionar la energía aportando a la GD un mecanismo útil de trabajo en la planificación. En la figura IV-13 se muestra un esquema de la relación que existe entre la GD y diferentes disciplinas para mejorar la calidad de vida. 155

Lo analizado anteriormente responde a garantizar el desarrollo armónico de la economía, al asegurar un servicio eléctrico sustentable, fuerte, confiable, logrando con este aporte el avance de todos los sectores de la economía y la sociedad encaminados a la elevación de la calidad de vida de la especie humana en el territorio.

Figura IV-13. Relación de la GD con otras disciplinas Fuente:

Elaboración propia

Como se puede observar el consumo de energía por sectores en el gráfico IV-6, el doméstico es el que más consume, pudiéndose trazar estrategias con fuentes alternativas, logrando la descentralización de la producción energética y aproximándola a las áreas de consumo. En Cuba el esquema de GD está basado en combustibles fósiles, por lo que una de las dificultades más serías que deben ser resueltas está relacionada con la disminución del consumo de los combustibles, satisfaciendo la demanda del sector doméstico que es el de más consumo de energía eléctrica.

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Gráfico IV- 6. Consumo de energía por sectores Fuente:

Elaboración propia a partir [110]

Se ha demostrado que el 80% de la población cubana consume alrededor del 10% de la energía eléctrica generada en calentar el agua para usos domésticos, siendo uno de los consumos que podría reducirse con la implementación adecuada de sistemas captadores de la energía solar. El consumo energético promedio anual por provincia está representado en la figura IV-14. Este consumo lo satisface la generación centralizada, los grupos de la GD fuel oil, las baterías Diese y de emergencia, que apoyan el servicio a la demanda en las horas del pico eléctrico.

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Figura IV- 14. Consumo energético anual por provincias Fuente:

Elaboración propia a partir Información del Despacho Nacional de Carga

La capacidad de GD instalada en el país es de 2.497 MW [111], de ellos 1.280 MW corresponden a generadores Diesel y el resto a motores de fuel oil con 540 MW. La cogeneración está en el orden de los 529 MW y el aporte de las tecnologías renovables es de 69 MW. También existe una reserva de más de 6.000 pequeños generadores Diesel llamados de emergencia, que se encuentran instalados en objetivos sociales y económicos calificados como emergentes (panaderías, centros comerciales, hospitales, clínicas y centros para la producción de alimentos). La potencia combinada de todas estas tecnologías alcanza la cifra de 690 MW y actualmente se trabaja con el objetivo de interconectarlos a la red eléctrica nacional. En el gráfico IV-7 se puede observar la potencia instalada por tipo de generación. A pesar de los esfuerzos realizados y los planes de desarrollo energético implementados, aún queda pendiente solucionar la problemática de garantizar el servicio eléctrico a un grupo de asentamientos y comunidades ubicadas en lugares de difícil acceso, pudiendo resolverse esta problemática con la explotación adecuada del alto potencial de radiación solar, residual de diferentes tipos de biomasa y 158

energía oceánica, así como potencial hídrico y eólico disponibles distribuidos por todo el territorio nacional.

Gráfico IV- 7. Potencia instalada por tipo de generación en MW Fuente: Elaboración Propia según [100]

Existen barreras reales en el orden de la viabilidad económica que requieren de un tratamiento especial de estudio, donde el SIG puede jugar un papel importante en función de facilitar la aplicación de las energías renovables como aproximación a la generación distribuida y darle solución a la demanda de los usuarios. Las poblaciones dispersas se encuentran ubicadas en lugares montañosos, donde sólo pequeños sistemas renovables autónomos permitirían garantizar el servicio eléctrico económicamente viable, además de disminuir el consumo en el uso del petróleo y la emisión de los gases de efecto invernadero. La eficiencia energética y aprovechamiento de los recursos renovables constituyen las líneas a seguir como base de los cambios que se están operando en el SEN, no sólo desde el punto de vista de la generación, sino también de la operación y control. Sistemas conectados a red

La industria azucarera cubana es pionera en la aplicación de sistemas de generación de electricidad con biomasa residual de la zafra azucarera (bagazo) desde 1925 [112]. En 1959 algunos de los ingenios azucareros de la época realizaron inversiones en calderas para la quema del bagazo residual, autoabasteciéndose con parte de la energía generada e incorporando la energía excedente mediante pequeñas micro redes a la electrificación de los bateyes próximo a los ingenios [113]. 159

Luego se fueron incorporando otras fuentes. Ya en el 2007 aparece la hídrica y eólica [46], su comportamiento se muestra en el gráfico IV-8. Existen sistemas fotovoltaicos pequeños que se encuentran conectados a la red de forma experimental, pero por la irrelevancia del volumen energético que se entrega no se reflejan en esta.

Gráfico IV- 8. Aporte energético por diferentes fuentes al SEN Fuente: Elaboración Propia según [46].

Como se puede observar, las fuentes no renovables continúan ocupando una cifra considerada en la generación de energía total del país. Existen otros tipos de aprovechamiento energético con sistemas autónomos y algunos conectados a red en todo el país observados en el gráfico IV-9. En este escenario típico de la generación de energía eléctrica tiene una importancia especial el aprovechamiento de los recursos naturales disponibles en cada territorio, mediante la implementación de sistema de producción de energía renovable que aporten directamente a la red, logrando con ello la incorporación de estos sistemas a la GD y la reducción del consumo de combustibles para la satisfacción de la demanda.

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Gráfico IV- 9. Otras formas de aprovechamiento de energía no conectadas al SEN Fuente: Oficina Nacional de Estadística 2009

Según datos actuales del Despacho Nacional de Carga (DNC), la potencia instalada por fuentes renovables de energía se muestra en el gráfico IV-10, donde se puede observar lo que ha ocurrido en el año 2008 y 2009. Potencia instalada (MW)

2008

Hidríca

Biomasa

2009

Eólica

Gráfico IV- 10. Potencia renovable instalada (MW) en el año 2008 y 2009 Fuente: Elaboración propia parir de información del DNC

En el gráfico IV-11 se observa la disminución de generación de energía en un mismo periodo de tiempo con biomasa y ha aumentado la generación hídrica, a pesar de que existe menos potencia instalada de esta última, incidiendo en ello las condiciones del tiempo favorable en el periodo de lluvias. En el caso 161

de la disminución en la generación por biomasa, ha incidido el bajo corte de caña y producción de azúcar en los centrales azucareros. Generación de energía (MWh)

2008

Hidríca

Biomasa

2009

Eólica

Gráfico IV- 11. Generación de energía MWh, con fuentes renovables en el año 2008 y 2009 Fuente: Elaboración propia parir de información del DNC

Sistemas de mini redes

En todo el país existen muchos sistemas pequeños de generación de energías renovables instalados, fundamentalmente de tecnologías fotovoltaicas; pero solo se encuentran cuantificados, no existiendo información georreferenciada de su ubicación, ni de la cantidad de energía que producen. Únicamente en la provincia de Santiago de Cuba se tiene la base de datos de los sistemas ubicados en el territorio, la mayoría en áreas rurales aisladas y de muy difícil acceso. Los sistemas fotovoltaicos solucionan problemas dispersos de la electrificación con pequeñas redes internas, aportando ventajas en la reducción de distancias entre el punto de generación y el de consumo. Estos sistemas de energías limpias que reducen las emisiones de contaminantes a la atmósfera, están estrechamente vinculados a los intereses de los ciudadanos y cuentan con el valioso aporte de estos últimos, al contribuir en su cuidado y mantenimiento, logrando la sostenibilidad de los mismos. Sistemas autónomos

La sostenibilidad energética como elemento fundamental del desarrollo de la sociedad representa un reto para las áreas aisladas. Es aquí donde se requiere de la GD para trazar la estrategia correcta desde

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ahora, dando continuación a la estrategia energética del país y satisfaciendo las demandas en las áreas dispersas y de difícil acceso. La naturaleza dispersa de las energías renovables brinda una oportunidad para la generación de electricidad en forma distribuida, mediante pequeñas unidades de generación cerca del punto de consumo. Estos esquemas ayudan a minimizar los costos relativos a los sistemas de transportación y abren posibilidades para pequeñas inversiones en los puntos de generación, donde el potencial disponible permite la implementación de los sistemas eficientes y sostenibles ya sea para garantizar el servicio eléctrico a las comunidades o conectarlos a la red. De ese modo se logra aumentar la disponibilidad de energía, medida que se transforma en ahorro de combustible. 4.3.3.

Expansión del SIGFRE a todo el país mediante un Geoportal de energía

Para poder generalizar el SIGFRE a todo el país, es necesario considerar los criterios de protección que pueden limitar la aplicación de las tecnologías renovables. De ahí que se deben generar los mapas con la selección de criterios para la inversión de cada tipo de tecnología renovable, donde se representen espacialmente las áreas naturales protegidas, las carreteras, los asentamientos poblacionales, la red eléctrica de media y baja tensión y otras que de una forma u otra, inciden en el ordenamiento territorial adecuado de las energías renovables, con el objetivo de trazar una estrategia en la gestión energética de la Isla de Cuba. Estos mapas se definirán y se expondrán en el Geoportal de energía, que brindará información a los administrativos, planificadores, inversionistas, investigadores y personal interesado en el conocimiento de la explotación de las energías en el país. La propuesta es implementar un servicio de información a través de Internet e intranet, con la finalidad de unificar el acceso a la información que facilitará la evaluación de la oferta y demanda en energías renovables y no renovables, además de los resultados de los impactos ambientales asociados, los riesgos naturales, tecnológicos, etc. El Geoportal será de uso amigable e intuitivo, y se prevé con niveles de acceso público y restringido conforme con los estándares internacionales. A partir de un servidor de mapa nacional se conectarán los servidores de las empresas eléctricas provinciales y éstas a su vez a los nodos municipales. En la figura IV-15 se muestra el esquema gráfico la posible comunicación que se propone utilizando las instalaciones ya existentes en la UNE.

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Figura IV- 15. Esquema de las comunicaciones con el servidor Fuente: Elaboración propia

En los municipios se actualizaría la información básica como es: la información poblacional; producciones que aporten al aprovechamiento de las energías renovables, como las producciones de biomasa donde están incluidas café, caña, productos de la agricultura, etc.; las áreas de producción; o los movimientos de los componentes y accesorios de la red eléctrica entre otros. Existirían los grupos de investigación y desarrollo en los niveles de provincias y corporativo. En las provincias estarán asociados al departamento técnico y el grupo de energía renovable, los que se encargarían de mantener actualizadas la base de datos de su territorio. El grupo nacional prepararía los mapas temáticos, realizaría los análisis iníciales de factibilidad, certificaría la información, mantendría actualizado el Geoportal y a petición de las autoridades facultadas, prepararía el perfil de proyectos a corto, mediano y largo plazo para el desarrollo energético según la temática deseada. En una primera etapa se prepara toda la información de la base de datos: cartografía de Cuba, áreas protegidas, hidrografía, mapa del relieve, radiación solar directa, difusa, global y viento a 10 y 50 m (publicado por el SWERA y las evaluaciones hechas en Cuba), mapa de la Generación Distribuida (fuel oil, Diesel Batería, Diesel Aislado y Emergencia), líneas eléctricas, subestaciones, termoeléctricas e instalaciones de la UNE y MINBAS, sistemas de viarios, vías férreas, ríos, arroyos, presas, otras fuentes 164

hídricas y pendientes. Se realiza la compilación de la información y documentos que se incorporarían al sistema de gestión ambiental de la calidad del Geoportal. En una segunda etapa, en la medida que se vayan confeccionando los mapas temáticos certificado por sus autores, se incorporarán a las bases de datos con acceso público y limitado, junto con toda la información científica y técnica que se requiere. Durante la tercera etapa se incorporan los mapas del país, con la representación espacial de los criterios de protección elaborados en base a las normativas y recomendaciones dirigidas a garantizar la seguridad de los objetivos del medio y de la propia infraestructura del SEN. Se incorporarán los estudios de impacto económico, medioambiental y paisajístico. En la cuarta etapa se incorporan los mapas con la representación de los criterios de compatibilidad elaborados, datos de información de otros Geoportales que se vinculan con el corporativo de la UNE, como es el del Instituto de Meteorología y otros. Durante la quinta etapa se realiza la aplicación SIG a los estudios de reducción de desastres naturales de la infraestructura del SEN y su incorporación al Geoportal. El Geoportal de energía que se propone servirá de información técnica para desarrollar estrategias adecuadas en la planificación energética y los programas de pronóstico, no solo en áreas rurales sino en todo el país, logrando además determinar los impactos ambientales provocados en los puntos de generación de energía a los diferentes objetivos del medio (suelo, aire, manto freático, etc.) pudiéndose prevenir muchos de ellos. El éxito de la propuesta consiste en que los resultados se muestran en mapas que guían a los usuarios en el conocimiento geográfico del entorno que se trata y les permite ser capaces de interpretar, analizar y tomar las decisiones de forma integral, apoyando el análisis con un nivel de información del espacio referenciado que le imprimen al proceso dinamismo y elevada eficiencia utilitaria. El Geoportal de energía aportará información útil y facilitará el proceso de toma de decisiones espaciales, se desarrolla para ayudar a las personas que participan en el proceso de decisión espacial (los encargados de adoptar decisiones, profesionales, investigadores). De este modo permitirá obtener una visión del proceso de decisión espacial y el mejor acceso a una importante cantidad de conocimientos, información y diversos recursos, que pueden ser aplicados durante la toma de decisiones espaciales [114]. El apoyo a la toma de decisiones espaciales se define como la asistencia computacional y de información para tomar decisiones mejor estudiadas y fundamentadas acerca de problemas con una 165

componente geográfica o espacial. Este apoyo ayuda en la elaboración, evaluación y selección adecuada de políticas, planes, escenarios, proyectos, intervenciones o estrategias de solución en todos los ámbitos de aplicación, incluyendo la gestión de ecosistemas. Para lograr éste apoyo a través del Geoportal, es necesario tener información referida a la infraestructura energética del país, que brinde información de lo que ya existe, que permita de forma paulatina ir incorporando parámetros de interés, que ayuden a ampliar el conocimiento de la temática para lograr una mayor eficiencia en la gestión del conocimiento energético.

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CAPÍTULO 5.

DESARROLLO DE UN GEOPORTAL: ANALISIS DEL POTENCIAL DE

LAS ENERGIAS RENOVABLES EN LA ISLA DE CUBA

Se describe en el capítulo como desarrollar el Geoportal de energía, para ello se considera necesario conocer la Infraestructura de Datos Espaciales de la República de Cuba (IDERC) [115]. Esta Infraestructura abarca las políticas, tecnologías, estándares y recursos humanos necesarios para la efectiva recolección, administración, acceso, entrega y utilización de los datos espaciales a nivel nacional. Únicamente en base a ellas es posible la toma de decisiones económicas, políticas y sociales del desarrollo sostenible, lo que permitirá compartir la información geográfica en un ambiente cooperativo interinstitucional que avale las medidas de orden social, económicas y ambientales. Se plantean las políticas, estándares, organizaciones y recursos tecnológicos que facilitan la producción, acceso y uso de la información geográfica de cubrimiento nacional, que permitan el apoyo al desarrollo económico social y ambiental del país, con el objetivo de ordenar la producción y facilitar la disponibilidad, acceso y uso de datos, productos y servicios geográficos, en un entorno de cooperación entre instituciones estatales, académicas y de investigación. Se describe el potencial renovable existente en la Isla de Cuba, y a continuación se exponen los impactos de la aplicación de de las fuentes renovables al paisaje. Se presenta el modelo de potencialidad para la toma de decisiones en la implementación de las energías renovables y se describen las fuentes cartográficas utilizadas. Se hacen propuestas de criterios de selección de idoneidad del territorio para la implementación de la energía renovable, que permiten determinar las áreas no viables para la introducción de la tecnología renovable a partir del cumplimiento de las leyes, normas, decretos leyes, manuales y otros documentos de carácter normativo. Esta información es utilizada para elaborar los mapas de aptitud del territorio para la inversión en sistemas de energía renovable. Se muestran mapas de las áreas de viabilidad relativa y para cada tipo de fuente donde se pueden realizar inversiones para el aprovechamiento de la energía, calculando el área por cada fuente y la cantidad de energía que se puede aprovechar. Además se determina el índice de eficiencia en la producción, transportación y distribución de energía eléctrica de naturaleza renovable para los sistemas conectados a red; considerando este análisis se proponen en mapas la determinación del grado de aptitud de zonas para las nuevas inversiones en los sistemas conectados a la red, además de la valoración para sistemas con mini redes e individual. 167

Por último, se muestra un gráfico donde se puede apreciar el comportamiento de las áreas disponible en km2 y el factor de potencia disponible en el territorio nacional, para la inversión en cada fuente de energía renovable. Conociendo que la IDERC facilita una eficiente inversión de los recursos del país en la producción y uso de los datos geoespaciales, este capítulo promueve la implementación de los estándares de información geográfica y establece criterios para la producción de datos fundamentales, definiendo las condiciones y mecanismos bajo los cuales se dispondrá la información geográfica elaborada por el sector energético. Esta información es clave como servicio a la sociedad, a través de la conformación de un portal en línea denominado Geoportal para la Gestión Energética en la Isla de Cuba. El Geoportal para la gestión de la energía se construye como un sub-sistema, a partir de la información recopilada en la infraestructura de la UNE y su interconexión a sistemas de información ya existentes en el Sistema de Información de la Unión Nacional Eléctrica (SICUNE). Su interconexión a los demás sistemas tiene como finalidad consultar y tener acceso a la información, los productos y servicios de forma georreferenciada, siendo posible mediante la publicación de mapas básicos y temáticos, la documentación de los datos (metadatos), la disponibilidad de catálogos de búsquedas específicas, el desarrollo de bases de datos geográficas y aplicaciones de diversas instituciones que se pueden integrar coherentemente, cumpliendo con los criterios de la sociedad de la información. El Geoportal se identifica por tanto como un subsistema, con objetivos propios y un determinado nivel de compartimentación, subordinado directamente al Sistema de Información Corporativo. Está dirigido a complementarlo en función de apoyar con datos actualizados en tiempo real, así como viabilizar y facilitar el proceso de toma de decisiones por parte del personal autorizado, en la implementación y desarrollo del programa energético en el ámbito del país. El Geoportal constituye una herramienta básica para: la preparación y seguimiento de los planes de desarrollo económico y social de la institución, el ordenamiento y el desarrollo territorial, la prevención y atención de desastres, la defensa nacional, la planificación y gestión del desarrollo energético, la planificación y elaboración de proyectos de infraestructura, además de la protección del medioambiente y los recursos naturales, entre otros. El objetivo del Geoportal es implementar un servicio de información que facilite la toma de decisiones en el ámbito de la administración energética del territorio de la Isla de Cuba, con el acceso a datos relevantes para la evaluación de las características ambientales, la demanda y la oferta de energías renovables.

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Se propone instalar un servidor de mapas como base del Geoportal, de uso amigable e intuitivo; ambos elementos tendrán un nivel de acceso adecuado, tanto a las necesidades de los usuarios como de sus gestores, respetando la confidencialidad de la información en su caso y cuando sea posible, facilitando la mayor interoperabilidad con otros sistemas y aplicaciones. Además su diseño será conforme a los estándares internacionales. El Sistema se diseñará de forma que se actualice automáticamente cuando se incorporen nuevos datos en el servidor de mapas, sin tener que modificar el código de la aplicación Web. Así mismo, los datos procedentes de otros servicios de mapas interoperables como el de Meteorología, también podrán ser integrados con el objetivo de viabilizar el seguimiento de los eventos hidro-meteorológicos que amenacen con impactar el territorio nacional y pongan en riesgo al sistema energético. Al disponer de un servidor de mapas, se permitirá generalizar la información sobre los recursos renovables a todo el personal interesado en la implementación del uso eficiente de sus potencialidades, dando lugar a que toda la información que se conozca y se produzca referente a los potenciales renovables quede registrada en el servidor de mapas, siendo de uso común a investigadores, estudiantes y administrativos que necesiten conocer en el territorio el comportamiento de este tipo de energía. Al conocer la demanda existente en el país y considerando que esta se mantiene en constante aumento a la par del desarrollo económico social, es de interés de la UNE contar con un estudio de potencial renovable, que permita incluir una nueva visión en el desarrollo energético. Este modelo debe tener todas las fuentes productoras de energía, especialmente las renovables desde una perspectiva de generación distribuida, que permita aproximar la generación a los sitios de consumo y con ello asegurar una elevada eficiencia en la transportación y distribución de la energía. En la figura IV- 14 del epígrafe 4.3.2. se observa el mapa de consumo energético por provincias, donde se pueden apreciar las regiones que tienen las más altos consumos y donde deben realizarse los esfuerzos principales para introducir las energías renovables si existiera potencial aprovechable, con el objetivo de propiciar una disponibilidad energética que iría asociada a la satisfacción creciente de la demanda sin consumos importantes de combustible convencional. 5.1. Potencial renovable en Cuba

Existen hoy en Cuba diversas fuentes y productores de información relacionadas con el uso y explotación de la energía renovable dispersas en el territorio nacional, por lo que lograr unificarlas para uso colectivo es de vital importancia para la gestión energética del país.

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Hay ministerios y empresas que están proyectando en sus programas estratégicos utilizar las fuentes renovables para su explotación, pero que no cuentan con la información adecuada sobre la disponibilidad del recurso en el territorio, su eficiencia en la explotación, ni la tecnología idónea para ser aprovechada como energía renovable. El Geoportal propuesto permitirá brindar información certificada por especialistas en cada una de las fuentes renovables que hoy están dispersas en la Isla. Sectores como la agricultura, la industria del azúcar, el café, el arroz y coco entre otros, aportan subproductos que en muchos casos no se aprovechan adecuadamente y que pudieran ser utilizados como potencial energético. Muchos de ellos no están cuantificados, ni se tiene información confiable de su disponibilidad. Existen embalses de agua en el país que cada día liberan energía en sus vertimientos, pero a pesar de conocerse los sitios donde se encuentran ubicados, no se tiene una visión territorial que permita a los especialistas contar el conocimiento de la infraestructura existente, ni la disponibilidad de demanda territorial para realizar inversiones que se adecuen a satisfacer esas demandas.

Gráfico V-1. Energía potencial renovable disponible en la Isla de Cuba Fuente: Elaboración propia a partir de [116]

Según estudios realizados y datos aportados por CubaSolar [116], se realizó la estimación de los volúmenes de energía que se pudiera producir en el país, de aprovecharse el potencial renovable existente y se cumplimentaran las normas para su aprovechamiento. Como se observa en el gráfico V-1, la más significativa resulta la energía solar, seguida de la biomasa residual de la industria azucarera, recurso que está disponible y disperso durante el tiempo de zafra, aunque existe biomasa disponible en el país para ser aprovechada durante todo el año.

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Potencial Solar

La energía solar fotovoltaica se basa en la absorción de la radiación solar por parte de un material semiconductor que constituye las denominadas células fotovoltaicas, provocando un desplazamiento de cargas en su interior que origina la generación de una corriente continua. Para la Isla de Cuba el aprovechamiento de la energía solar a través de celdas solares para la producción de energía eléctrica, ha demostrado su viabilidad de empleo en todo el territorio nacional y en cualquier época del año. Ello es posible con la instalación en sistemas conectados directamente a red, o de sistemas autónomos independientes en objetivos sociales y económicos, cooperativas, fincas, campesinos individuales, repetidores de televisión e instalaciones de telefonía no atendidas. En el gráfico V-2 se puede apreciar la cantidad de instalaciones dispersas en el territorio nacional, mostrando que el potencial puede ser explotado en mayor escala.

Gráfico V- 2. Cantidad y tipo de instalaciones con sistemas fotovoltaicos Fuente: Elaboración Propia según datos CubaSolar

La imagen V-1 muestra alguna de estas instalaciones. Es importante mencionar que existen en todo el país dos sistemas fotovoltaicos conectados a red, siendo esta modalidad la que más perspectivas de implementación presentan actualmente, con el objetivo de aumentar la disponibilidad de energía y con ello el ahorro de combustible. El coste mínimo calculado de la inversión en los sistemas solares fotovoltaicos, es aproximadamente cuatro veces superior a su rendimiento eléctrico [47]. Sin embargo cuando se considera que después de 171

implementados, son mínimos los gastos de mantenimiento y control, así como el tiempo promedio de su vida útil utilizando tecnologías adecuadas, la recuperación económica de la inversión es relativamente breve, máxime si se tiene en cuenta que los gastos relacionados a la reducción de su impacto en el medio ambiente son irrelevantes. Hoy se trabaja en la introducción de sistemas de bombeo de agua, que funcionan con electricidad producida por paneles fotovoltaicos en diferentes partes del territorio. Los sistemas fotovoltaicos independientes satisfacen la demanda de energía en lugares de difícil acceso donde la red eléctrica no puede extenderse; queda pendiente desarrollar los sistemas conectados a red, que representarían un aporte significativo a la demanda de energía creciente del país a la vez que se logra explotar un recurso natural disponible y sustentable.

Imagen V- 1. Instalaciones dispersas por la Isla de Cuba El secado solar de diferentes cultivos se ha experimentado en diversas aplicaciones, como es el secado del café que de manera tradicional lleva ya mucho tiempo empleándose en secadores a cielo abierto. También se han diseñado secadores solares de madera, de granos, de plantas medicinales, etc. La 172

imagen V-2 muestra algunos dispositivos diseñados en Cuba para el secado de algunos productos; en (A), secado de sacharina, en (B) secador de madera y en (C) secador de granos. Esta forma de aprovechamiento de la energía solar debe intensificarse, por lo que se necesita conocer el lugar donde está ubicada la materia prima o producto que se necesita secar con el objetivo de preparar condiciones factibles de explotación. Esto se logra a través de la información territorial georreferenciada mediante el Geoportal.

Imagen V- 2 . Algunos dispositivos utilizados para el secado solar. Hay otras formas de aprovechamiento de la energía solar, entre las que se pueden señalar la termo conversión. Su principio de funcionamiento se basa en la conversión de la energía procedente de la radiación solar en calor transferido a un fluido, generalmente agua. Esta tecnología también ha sido explotada en Cuba, aunque hoy no está generalizada en su totalidad. Su aprovechamiento eficiente ahorraría determinado nivel de energía eléctrica en el sector doméstico y el sector económico, sustituyendo parte de la que hoy se emplea en estos fines. El coste mínimo calculado de la inversión en los sistemas solares térmicos es aproximadamente 2 veces superior a su rendimiento térmico traducido en potencia eléctrica [47]. Sin embargo es útil considerar que los gastos de explotación y la reducción del impacto en el medio ambiente, se comportan en parámetros similares a los sistemas solares fotovoltaicos, con tiempos de recuperación económica muy breves. 173

En la imagen V-3 se muestran algunos dispositivos captadores para uso térmico diseñados en Cuba para el aprovechamiento de este tipo de energía, como son; la sauna solar (A) y los calentadores de agua (B). Existen otros dispositivos como la cocina solar, híbrida biomasa-solar, concentradora y otras variantes destinadas al ahorro de la energía producida por métodos convencionales. Según datos de la Organización No Gubernamental CubaSolar, se han puesto en funcionamiento 25.000 m2 de calentadores en instalaciones sociales y turísticas. La mayoría han sido de fabricación cubana, aunque últimamente se han importado desde China.

Imagen V- 3. Dispositivos captadores de energía solar para uso térmico La cantidad de energía solar (directa y reflejada) que se recibe durante la duración de un día en un punto determinado del territorio, sobre una superficie colectora horizontal de 1 m2, recibe el nombre de insolación [117]. Se usan diferentes unidades para expresar el valor de la insolación de un lugar. La más conveniente para nuestra aplicación es el KWh/m2. En el caso de la energía del sol que se utilizare para calentar agua, resulta más conveniente usar como unidad las calorías por metro cuadrado (Cal/m2) o los Btu/f2 (British thermal units por pié cuadrado). La reducción de una cantidad a la otra puede hacerse recordando que 1KWh/m2= 860 Cal/m2 = 317,02 Btu/f2. Irradiación es el valor de la potencia luminosa y los fabricantes de paneles fotovoltaicos (FVS) determinan la máxima potencia eléctrica de salida usando una fuente con una potencia luminosa de 1 kW/m2. Este valor se conoce con el nombre de SOL y se ha convertido en un estándar para la industria,

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facilitando la comparación de paneles de distintos orígenes. Recordando que 1 m2 = 10.000 cm2, y que 1 kW = 1.000 W, se tiene que: 1 SOL = 1 kW/m2 = 100 mW/cm2. El valor de la irradiación varía al variar la masa de aire, la que cambia constantemente desde el amanecer al anochecer. Para simplificar el cálculo de la energía eléctrica generada diariamente por un panel fotovoltaico, se acostumbra a definir el día solar promedio. Este valor corresponde al número de horas, del total de horas entre el amanecer y el anochecer, durante el cual el sol irradia con una potencia luminosa de 1 SOL (1 kW/m2). Supongamos, como ejemplo, que el promedio de insolación diaria en una localidad es de 5 kWh/m2. Si este valor es dividido por un SOL (1 kW/m2), se obtiene el valor (en horas) del día solar promedio para esa locación y esa inclinación. En el país se ha realizado diversos estudios territoriales y sectoriales que han determinado la insolación para diferentes meses del año, con distintos ángulos de inclinación de la superficie captadora y el valor medio mensual de la radiación incidente sobre un plano para diversos ángulos de inclinación, por ejemplo en Imías, Guantánamo [118], estos estudios de la experimentación se extendieron también al resto de la propia provincia, en este caso utilizando la información contenida en la base de datos del SWERA, pudiendo comprobarse la correspondencia relativa en los resultados finales del trabajo de investigación.[119]. Hasta el momento no se posee alguna información publicada sobre el estudio del potencial solar que abarque todo el territorio nacional, por lo que a los efectos de este trabajo utilizaremos la información que se encuentra disponible en la base de datos publicada por el SWERA. SWERA es un proyecto del UNEP (United Nations Environment Programme - Programa de las Naciones Unidas para el Ambiente), con el co-financiamiento de GEF (Global Environment Facility, Fondo para el Medio Ambiente Global), creado para potenciar la utilización de las formas renovables de energía solar y del viento eliminando las barreras causadas por la falta de información. Su objetivo es realizar la inspección de los recursos de energía solar y eólica en varias partes del mundo y evaluar la viabilidad de utilizar estos recursos como fuentes renovables de energía para el desarrollo sostenible de 14 países en vías de desarrollo, entre los que se encuentra Cuba. Se utilizó el mapa del recurso solar a una resolución de 10 km elaborado mediante el modelo SUNY. Y el un mapa del recurso solar a una resolución de 40 km elaborado mediante el modelo CSR (Climatological Solar Radiation) del NREL. 175

Considerando que en este caso se evalúa el potencial solar mediante la instalación de paneles fotovoltaicos, nos referiremos a la evaluación de los datos disponibles de radiación solar global (G). Significando que en el caso de evaluar la viabilidad de la instalación de concentradores solares, se debe tener en cuenta la radiación directa en vez de la global. La radiación solar directa es la que incide en la superficie de la tierra sin ningún tipo de interferencia. Este tipo de radiación se caracteriza por proyectar una sombra definida de los objetos opacos que la interceptan, debido a que la latitud y altura del lugar inciden directamente en ello. Los datos de radiación global disponibles están en un formato shape, con geometría de polígonos regulares a modo de celdas, y poseen las siguientes características: -

Radiación solar global en superficie horizontal, con resolución de 40 km. Se dispone de medias mensuales diarias y de la media diaria anual en unidades de kWh/m2 día.

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Radiación solar global en plano inclinado con resolución de 40 km. Según los metadatos de esta capa de información, los valores de insolación representan la energía solar media disponible que incidiría en un colector plano, orientado al Sur y con un ángulo de inclinación sobre la horizontal del mismo valor que la latitud en la cual se posiciona dicho colector. En el caso de la Isla de Cuba sería por tanto de una cifra próxima a los 20º, disponiéndose de medias mensuales diarias y de la media diaria anual en unidades de kWh/m2.día.

-

- Radiación solar global en superficie horizontal, con resolución de 10 km. Se dispone de medias mensuales diarias y de la media diaria anual en unidades de kWh/m2.día. Según la información aportada, los valores obtenidos por medio del modelo cuentan con una

precisión del 10%. Los datos relativos a la radiación solar global sobre plano inclinado, determina el nivel de eficiencia del aprovechamiento de la insolación que incide sobre un panel fotovoltaico y su adecuada evaluación responde al objeto de aprovechar el máximo de la radiación incidente. Para la evaluación adecuada del potencial solar en función de la producción de electricidad, hay que tener en cuenta la radiación global (G) que llega a una superficie inclinada que depende de la latitud del sitio de estudio, observado en la figura V-1. Con las estaciones, la altura del sol respecto a la horizontal cambia al alcanzar su altura máxima. La diferencia de altura respecto a la horizontal varía con la latitud del lugar. Para las locaciones donde el cambio de altura es apreciable, la variación del ángulo de inclinación permite que los rayos solares 176

incidan casi perpendicularmente sobre la superficie colectora durante todo el año, lo que incrementa el nivel de energía que puede ser transformada. En ocasiones la posición de los paneles viene impuesta (ubicación en fachada, tejados, aprovechamiento de infraestructuras ya construidas, etc.). En este caso, se asume una posición exenta, teórica y general que se considera óptima tomando como ángulo de orientación 0º, con lo que el panel quedaría orientado al Sur.

Figura V- 1. Angulo de Inclinación

Mediante el análisis que sigue y la metodología que se presenta, se pretende justificar su aplicación y validez en el estudio para la Isla de Cuba. Se conoce que en otros estudios similares se han empleado valores de radiación generados a partir de imágenes de satélite con resultados aceptables [21]. La representación espacial se ha realizado en mapas con una escala adecuada para el estudio del país 1:250.000. Es importante destacar que para la continuación de los estudios territoriales y sectoriales, se requiere el empleo de escalas menores, a fin de obtener una mayor precisión en los análisis del terreno, la representación de los objetivos, el comportamiento de la demanda, el impacto social y medioambiental, la realización de los estudios de factibilidad energética y económica, así como la puntualización y actualización de las mediciones puntuales de la radiación solar que incide en determinados espacios del territorio nacional. La figura V-2 muestra el mapa de la radiación solar global sobre plano horizontal y en la figura V-3 la radiación global sobre el plano inclinado.

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Figura V- 2. Radiación solar global sobre plano horizontal (kWh/m2.día) Fuente: Elaboración Propia según datos del SWERA

Figura V- 3. Radiación solar global en el plano inclinado (kWh/m2.día) Fuente: Elaboración Propia según datos del SWERA

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El territorio cubano se encuentra comprendido dentro del cinturón solar de la tierra; pero a pesar de ello el potencial no se puede calificar de bueno, incidiendo de manera significativa su característica insular, rodeado de grandes masas de agua y ubicado en una zona tropical con una elevada humedad relativa del clima; pero es un recurso que en estas condiciones se encuentra disponible durante 362 días del año aproximadamente, que lo convierten en un factor determinante y atractivo para su empleo en sus diversas aplicaciones energéticas. Considerando que entre los objetivos del estudio se encuentra el de poder aportar a los inversionistas los datos iniciales para la toma de decisiones del desarrollo energético del país, se hace necesario conocer la irradiación promedio que incide sobre el territorio nacional que es de 5,78 kWh/m2.día para poder desarrollar un adecuado manejo de la energía que se puede captar dependiendo de la tecnología que se utilice. A pesar de que se recomienda realizar estudios puntuales en los sitios seleccionados para la introducción de cualquier tipo de tecnología solar en función de aprovechar al máximo la energía solar incidente. Potencial eólico

La fuente primaria para la generación de la energía eólica es la energía solar que provoca las diferentes velocidades de viento a diferentes alturas debido al calentamiento desigual de la superficie terrestre. El aire al desplazarse desde las altas a las bajas presiones, da lugar al viento. La energía del viento que es posible captar con una máquina eólica es directamente proporcional a la densidad del aire, a la superficie de la captación y al cubo de la velocidad del viento. Existen perturbaciones como resultado de otras fuerzas y además, a escala local la orografía ejerce un efecto muy importante sobre las características del suelo. El viento esta siempre presente en la superficie de la tierra. Tan pronto sopla con la fuerza de una tormenta como con la suavidad de una brisa. Se estima que la energía contenida en los vientos es aproximadamente el 2% del total de la energía solar que llega a la Tierra, las tendencias apuntan a que este recurso sea una de las más prometedoras fuentes de energía inagotable a las que deberemos apelar en función de la sostenibilidad. La electricidad generada a partir del viento es una opción interesante de disponibilidad de energía. Esto ha quedado demostrado en países como España, que cada vez implementa a mayor escala los parques eólicos conectados a la red eléctrica.

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El aire al incidir sobre las palas del aerogenerador produce la energía cinética que se transforma en energía eléctrica a través de diferentes procesos, esta tecnología comenzó a utilizarse en Dinamarca y se ha extendido por todo el mundo con el fin de producir energía eléctrica. En el territorio de la Isla de Cuba no podemos hablar de amplias zonas con buena densidad de viento; pero existen algunas donde se exhiben valores aceptables con atractivo económico, fundamentalmente cuando puedan estar conectados a la red eléctrica con el fin de brindar disponibilidad de energía Otras de las aplicaciones están relacionadas con el aprovechamiento en el bombeo de agua, esta es de las modalidades más antiguas en el mundo y en la Isla de Cuba. Los molinos de viento se han empleado en muchas partes, y funcionan con bajos potenciales de viento. Durante la Edad Media los molinos de viento alcanzaron un importante auge en Europa. Los construidos entre los siglos XV y XIX servían para el bombeo de agua en tierras que se encontraban bajo el nivel del mar, aserraderos de madera, fábricas de papel y prensado de semillas para producir aceite entre otros. En Cuba se utiliza el molino tradicional para el bombeo de agua desde el siglo pasado, por lo que hoy estos se encuentran dispersos en el territorio nacional. Hoy constituyen una realidad que desde varias décadas atrás vienen demostrando su utilidad práctica, no solo en el aspecto funcional, si no en el potencial de energía eléctrica producida por los métodos tradicionales que los mismos logran ahorrar [120]. Existen más de 7.000 molinos instalados en el territorio nacional que han reportado considerables ahorros de combustibles, y ofrecen una solución para zonas rurales de difícil acceso y distantes de la red eléctrica. Para la explotación de esta tecnología es necesario que el usuario tenga información del comportamiento de las máquinas eólicas para su adecuada selección y explotación. Existe hoy en Cuba el Centro Integrado de Tecnología Apropiada (CITA), la institución que mayor relevancia ha adquirido en esta labor en los últimos años. Como fruto de su actividad se presentan los resultados de la evaluación de diferentes molinos, existen otras instalaciones que lo desarrollan por ejemplo, en la Empresa de Producciones Agropecuarias "26 de Julio" de la provincia Granma. La imagen V-4 muestra algunos de sus modelos. A partir de la información procedente de la base de datos sobre estudios realizados hasta el presente, se puede afirmar que en Cuba existen lugares donde se puede producir electricidad a partir de la energía eólica, siendo una solución real y económicamente ventajosa.

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Imagen V- 4. Diferentes molinos fabricados para bombeo de agua Sitios como Cayo Coco, Cayo Sabinal, Punta de Maisí, Cayo Guillermo, Cayo Santa María, la Isla de Turiguanó y algunos enclaves presentan grandes posibilidades de interconexión al SEN, en bloques de unos 30 MW. Los resultados obtenidos con los trabajos de prospección y evaluación del potencial eólico cubano que se realizan desde 1991 caracterizan las posibilidades estudiadas hasta hoy. Los sitios analizados con mediciones de más de 2 años, han permitido que se preparen proyectos de inversiones para el aprovechamiento de esta energía [41]. Para la realización del estudio del potencial eólico se utilizó la información publicada por el SWERA, la que se encuentra contenida en bases de datos y comprende un total de 65.535 cuadrículas con un área promedio de 1,7 Km2, en la base de datos se especifica por cada una, la densidad de viento equivalente a la potencia eléctrica que se encuentra disponible a instalar. La representación espacial se ha realizado en mapas con una escala adecuada para el estudio del territorio nacional 1:250.000; pero se considera que para los estudios territoriales y sectoriales se deben emplear escalas menores, donde se pueda estudiar con más precisión la situación del terreno y el comportamiento de las exigencias planteadas para el ordenamiento territorial de las energías. En esta información se puede comprobar que existe un total de 27.112 Km2 que representa el 24,7 % del territorio nacional, que se encuentra catalogada como zona de calma o donde la densidad del viento es irrelevante para ser utilizado en función de producir energía, de la misma forma se ha podido calcular que existen 72.781 Km2, que representa el 66,2 % del territorio donde prevalecen los vientos categoría 1, es decir con una densidad de potencia de viento entre 16 a 199 W/m2.día como promedio al año, en 7.003 Km2, que representa el 6,1 % los vientos corresponden a la categoría 2 con una densidad de potencia de viento entre 200 a 299 W/m2.día como promedio anual y 2.990 Km2, que representa el 3 % los vientos corresponden a las categorías 3, 4 y 5 con una densidad de potencia de viento entre 300 a 547 W/m2.día como promedio al año, medida a una altura de 30 metros.

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El análisis revela que las regiones con densidad de viento más aceptable para acometer las inversiones en sistemas eólicos se encuentran en sitios aislados, localizándose los más prometedores en las zonas próximas a las costas, así como en las montañas coincidiendo esto con los estudios realizados en el 2005 por INEL [41]. Se han realizado otros estudios a nivel territorial, obteniéndose los mismo resultados [121]. El comportamiento del viento es multicausal, donde predominan principalmente los factores asociados al clima, la radiación solar, las irregularidades del espacio geográfico y en especial para Cuba la temperatura de las aguas del océano; es por ello que no se pretende dejar como concluido el estudio del potencial eólico que se presenta en este trabajo, siendo necesario continuar la labor de estudios puntuales, donde se obtenga con exactitud el potencial real de las diferentes regiones del país [41, 122].

Figura V- 4. Densidad de potencia eólica de Cuba (a 30 m sobre el nivel del suelo), según SWERA Fuente: Elaborado con datos del SWERA

A partir de los datos estudiados hasta el momento sobre el potencial de viento, se ha podido calcular que como promedio en el territorio nacional a 10 metros de altura incide una densidad de viento 182

equivalente a 147,17 W/m2.día. Al propio tiempo se ha podido determinar que el área de incidencia de viento estimable en el espacio territorial de la Isla es equivalente a 82.776 Km2. pudiendo obtenerse una potencia disponible a instalar equivalente a 12.182 GW, esto depende fundamentalmente del tipo de máquina eólica que se utilice. En la figura V-4 se muestra el mapa de densidad de potencia elaborado por el SWERA. El Grupo Provincial de Energía Eólica de Santiago de Cuba, en colaboración con el Órgano de Montaña Nipe-Sagua-Baracoa de la provincia Guantánamo, está contribuyendo a una caracterización más precisa del potencial eólico en las regiones de las provincias sureñas del oriente cubano, a partir del empleo del modelo de microescala WASP, elaborado por el Laboratorio Nacional Riso, utilizando mapas cartográficos de menor escala [123]. Muchas zonas no presentan condiciones de viento estimadas para su explotación como fuente generadora de energía eléctrica, pero pueden ser valoradas para la ubicación de molinos de viento y pequeños aerogeneradores debido a que estos no necesitan velocidades muy elevadas. Potencial Hídrico

Las condiciones geográficas de la Isla de Cuba y las características de su estructura hídrica implican que el potencial hídrico se encuentre integrado en su mayoría por fuentes de pequeña y mediana potencia; pero que por su estabilidad, autonomía, ventajas operacionales, rendimiento de los sistemas y dispersión territorial, lo convierten en un recurso necesario a tener en cuenta dentro de la estrategia del desarrollo energético del país. En 1960 como respaldo al desarrollo agrícola y social, se comenzó un programa con una verdadera voluntad hidráulica gracias al cual se construyeron en todo el país más de mil presas y embalses [43]. Estas inversiones iníciales, junto al desarrollo alcanzado en la producción de las turbinas idóneas, permitieron la construcción de pequeñas centrales hidroeléctricas en regímenes subordinados al destino final del agua. El análisis de los datos permite determinar que en la actualidad existen en el país 233 fuentes estudiadas generadoras de energía hídrica, estas se encuentran ubicadas en embalses y ríos. El análisis de esta información ha permitido calcular que los mismos poseen un caudal estimado en 1.648 m3/s y afectan un espacio territorial equivalente a 11.750,1 Km2.[43].

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Figura V- 5. Potencial hídrico en presas Fuente: Elaboración propia, a partir de datos Empresa de Hidro-energía, UNE, MINBAS

En la figura V- 5 se observa el mapa de potencial hídrico existente por provincia y los puntos donde se puede realizar la inversión. Se puede observar como las fuentes hídricas están dispersas por el país, pudiendo solucionar problemas de déficit de energía o aportar a la red para incrementar la disponibilidad de energía eléctrica. Para ello se precisa la implementación de sistemas directamente conectados a red, representando una aproximación a la generación distribuida y contribuyendo a minimizar las pérdidas y garantizar una mayor eficiencia. Esta fuente de energía permite además dar soluciones energéticas locales en zonas rurales, principalmente en las áreas montañas, donde hoy está concentrado la mayor cantidad de asentamientos rurales que no disfrutan del uso de la energía eléctrica. Otras técnicas que se estudian y se introducen aceleradamente son: la aplicación de la gravedad en el riego y el abasto de agua, el uso de sifones, bombas de ariete, malacates, bombas de soga y otras tecnologías apropiadas. Todas ellas contribuyen principalmente al aprovechamiento del recurso hídrico de 184

forma local y a una útil alternativa, propiciando el ahorro de combustible y la garantía de estabilidad de los servicios energéticos territoriales. Potencial de Biomasa (cañera, biogás, café, arroz, dendroenergía, etc.)

Como es sabido, la energía solar que llega a la Tierra se transforma en energía bioquímica por medio de la fotosíntesis. Su valor es considerable para Cuba, que es un país agrícola. La agricultura además de constituir la más importante fuente de alimentos y materias primas, es un componente estratégico del desarrollo de las fuentes renovables de energía en la búsqueda de soluciones técnica y económicamente viables a nuestras necesidades. Por ejemplo: la caña de azúcar está entre las plantas superiores de mayor aprovechamiento de la energía solar (cerca de 2 %); a título informativo, para una zafra de 3,5 millones de toneladas de azúcar hay que moler unos 30 millones de toneladas de caña, que producen 8,5 millones de toneladas de bagazo y una cantidad similar de residuos agrícolas [124]. Históricamente el bagazo, a pesar de la ineficiencia, se ha utilizado para producir energía, cubriendo aproximadamente 30 % de las necesidades energéticas del país. Desde el punto de vista de su aprovechamiento energético, el uso integral y eficiente de una zafra permitiría disponer del equivalente de miles de toneladas de combustible convencional cada año en forma de portadores renovables. En esta dirección se ha venido trabajando. En estos momentos se desarrolla un plan acelerado para convertir la industria de la caña de azúcar, en una industria de azúcar, energía, alimentos y bio-refinerías. Hoy la industria del azúcar se encuentra en una fase de recuperación; lograr que sea eficiente representa un potencial energético de importancia que se podría incorporar a la generación de energía con fuentes renovables, logrando contribuir a la solución energética sustentable y limpia de la Isla. La modernización de la infraestructura energética de los centrales azucareros está dirigida a lograr producciones sostenibles de electricidad. Durante el año 2008 se hicieron estudios económicos tomando como base el diagnóstico y optimización de los diferentes subsistemas de transformación de la energía que componen una planta de cogeneración [125], donde además se incorporan otros tipos de biomasa. Como se puede observar en la figura V-6, existe además de la biomasa de la caña otras que pueden aportar a la producción de electricidad. Con el resultado de los estudios desarrollados y los datos que se poseen se ha podido determinar que en el país existen 55.162 km2 que constituyen áreas potenciales para la producción de biomasa, donde se incluyen además de las zonas boscosas energéticas, las áreas 185

agrícolas de los centrales azucareros y otros cultivos capaces de generar biomasa con fines de producir energía. Estas áreas pueden producir un total de 4.805.628 toneladas de biomasa al año.

Figura V- 6. Potencial de biomasa Fuente: Elaboración propia

Estos trabajos demuestran que este potencial renovable podría ser explotado con mayor eficiencia, dando su aporte a la generación de energía de la Isla, que por su aproximación a la energía distribuida, tiene aún mayor importancia en función de reducir las pérdidas, ganar en eficiencia y alcanzar una mayor estabilidad del servicio eléctrico en tiempos normales, así como en casos de desastres naturales y situaciones excepcionales. De la industria azucarera no sólo se obtendría energía por la cogeneración, sino también se podría obtener biogás a partir del mosto residual que se produce en el proceso de producción. Muchos han sido los trabajos científicos desarrollados para la utilización de la biomasa con alta eficiencia y tecnologías de avanzada, tales como la combustión en lecho fluidizado y la gasificación.

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Figura V- 7. Densidad de ganado vacuno, porcino y caprino por Provincia Fuente: Elaboración propia, a partir de datos Empresa de Hidroenergía, UNE, MINBAS

Se han construido modernas plantas industriales para la producción de biogás en centrales azucareros, plantas de beneficio de café, vaquerías y otros objetivos económicos, lo que demuestra que se puede disminuir considerablemente la contaminación ambiental con efectos económicos positivos. El potencial de biogás en las condiciones actuales proviene de unos 58 millones de metros cúbicos de vertimientos biodegradables o no, que constituyen hoy día una de las principales fuentes de contaminación del país. Su origen se concentra fundamentalmente en las fábricas de azúcar, destilerías de alcohol, despulpadoras de café y granjas porcinas. Además del potencial de la industria azucarera [126], existe en el país un potencial elevado de residuos de origen animal, tal y como se ha podido demostrar en un estudio realizado por el la Empresa de Hidroenergía sobre la densidad de ganado existente por provincias. La figura V- 7 se observa la densidad de ganado que aporta residual para la producción de biogás en el país. También se puede mostrar en la figura V-8 la densidad de aves de corral que aporta residual para la producción de biogás en la Isla. Existe un potencial productor de residual que pueden ser empleados para 187

producir biogás, logrando beneficios considerables a la economía y al medio ambiente mediante el fortalecimiento de los suelos con abonos y el aumento de la producción agrícola.

Figura V- 8. Densidad de Aves de corral por provincias Fuente: Elaboración propia, a partir de datos Empresa de Hidroenergía, UNE, MINBAS

Se explotan en el país gran cantidad de pequeñas plantas de biogás, dispersas en todo el territorio nacional. La provincia de Las Tunas es un ejemplo de la generalización de esta tecnología al tener instalados aproximadamente 25 sistemas. El gas producido se utiliza fundamentalmente para la cocción de alimentos. Otras provincias han experimentado la producción de electricidad mediante sistemas híbridos biogás-Diesel; también se han obtenido resultados en la producción de metano de residuos urbanos. La imagen V-5 muestra algunas instalaciones de este tipo de tecnología. El uso de la biomasa para la obtención de biogás y para el tratamiento de los residuos agrícolas y pecuarios, adicionalmente a su beneficio energético por la producción de biogás, tiene un efecto inmediato en la descontaminación ambiental, además que significa una producción adicional de biofertilizante, rico en potasio y activo como mejorador de suelos.

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Imagen V- 5. Diferentes tipos de sistemas de biogás instalados El programa de reforestación que ha llevado adelante el país durante más de cuarenta años con la aplicación de la ciencia y la técnica, ha permitido que el potencial de dendroenergía explotable con fines energéticos, sin peligro a romper el equilibrio ecológico, se calcule en 3,5 millones de metros cúbicos al año, aunque por lo general es de uso local y no se encuentra distribuido uniformemente, ya que se concentra en las zonas montañosas, lugares bajos, costas y cayos. La construcción de hornos eficientes de nueva tecnología para la producción de carbón, así como la construcción y generalización de las cocinas eficientes, ha permitido usar de manera idónea la biomasa del árbol. Estas instalaciones se han implementado en escuelas, instituciones de salud y otros centros laborales, que además de aumentar la eficiencia, ha humanizado el trabajo de los que intervienen en el proceso de la elaboración de alimentos. Otro potencial de biomasa considerable a tratar para uso como energía renovable en la Isla, es la cáscara de arroz, en menor medida el aserrín, la viruta de madera, el afrecho de café, las cáscaras de coco y otras. 5.2. El paisaje y la energía renovable

En los análisis sobre los estudios de factibilidad para la instalación de los sistemas generadores de energía, los efectos ambientales que producen tanto las energías tradicionales como las renovables, deben ir acompañados de la revisión de la mayoría de los parámetros que determinan las características del territorio sobre el que se asientan las infraestructuras de generación. [127].

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El termino de paisaje puede conceptualizarse como un sistema territorial compuesto por componentes complejos de diferentes rangos, formados bajo la influencia de los procesos naturales y de la actividad modificadora de la sociedad humana, que se encuentran en permanente interacción y que se desarrolla históricamente [127]. En este sentido, el paisaje más que un ente contemplativo y pasivo del territorio, constituye un organismo vivo, en constante movimiento y evolución, acompañando el desarrollo de la sociedad humana, unas veces en perfecta armonía y otras en conflicto antropogénico, modificándose y en el peor de los casos degradándose. Energía solar

Si incorporamos el aprovechamiento de la energía solar en los inventarios de afecciones ambientales debidos a la introducción de estas tecnologías, el elemento paisaje se detecta de inmediato debido a que alguna de las infraestructuras necesarias para la producción de este tipo de energía ponen en entredicho el respeto a la variable paisajística. Se puede considerar que las tecnologías relacionadas con el aprovechamiento de la energía solar no son de las más agresivas. Desde el punto de vista antropogénico y en relación con el paisaje, se pueden seleccionar aquellas acciones que incidirán directamente sobre las variables ambientales y de esta manera realizar los análisis para adoptar las medidas necesarias que logren mitigar y modificar sus efectos. El resultado irá dirigido a armonizar las variables y hacer sostenible la inversión. En la fase de construcción generalmente es necesario realizar el desbroce y limpieza de la superficie de la instalación, así como movimientos de tierras provocados por construcción de carreteras, pistas para el trabajo y construcción de edificaciones necesarias para la infraestructura de las instalaciones, comportándose como afectaciones al entorno paisajístico. También lo constituyen la creación de instalaciones provisionales de obra, así como la contaminación atmosférica generada por el tránsito de maquinaria pesada, emisión de gases y contaminación acústica. Se considera que los impactos en este tipo de instalaciones en la fase de obra son mínimos y poco representativos en las afecciones al paisaje. En la etapa de funcionamiento se producen otros impactos, como son: la ocupación permanente del suelo; impacto sobre la variable paisajística provocado por la intrusión visual de una superficie cubierta por placas solares, de formas geométricas regulares y aspectos cromáticos muy diferenciados del entorno; contaminación lumínica provocada por la reflexión que la luz solar origina sobre los cristales que cubren los dispositivos, afectando éstos aspectos a potenciales observadores; así como el sistema de transportación que está basado en los postes y las tendederas de cables necesarias para el aprovechamiento de la energía producida por el sistema de generación eléctrica.

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Las relaciones entre aprovechamiento de la luz solar y paisaje pueden mitigar su impacto y lograr una relación sostenible y armónica con el medio ambiente y el territorio. La introducción de estas tecnologías representa una modificación antropogénica del paisaje, que puede producir alteraciones; pero que no dan lugar a un nuevo sistema paisajístico, siendo la energía fotovoltaica una de la que más signos respetuosos tiene a la visión paisajista demuestra. A diferencia de los sistemas tradicionales de energía, el equipamiento tecnológico que se incorpora puede armonizarse perfectamente con los atributos naturales del paisaje, el impacto puede manejarse de manera controlada en sitios o locales específicos y su explotación no se encuentra predispuesta a generar impactos irreversibles en la perspectiva paisajística; se considera importante asumir que las ventajas de su significado económico y la mejora de calidad de vida que representa la introducción de estos sistemas se justifican en beneficio de la sociedad. Tecnología eólica

La generación de energía por la tecnología eólica constituye uno de los sistemas que más impactan en el paisaje del territorio, dado los elementos activos que inciden en el proceso inversionista y de su puesta en funcionamiento. Un generador eólico está constituido por las partes fundamentales siguientes: las aspas, un generador de electricidad, torre de soporte y cables de tensión. Su principio de funcionamiento radica en que el aire pasa sobre la parte superior del aspa más rápido que sobre la parte inferior; la velocidad más alta sobre el aspa provoca un ascenso o tirón hacia arriba, que la hace girar sobre el eje que conecta al generador. Las dimensiones de las aspas pueden variar desde 30 m a 110 m de diámetro según su potencia [128]. El generador de electricidad funciona aprovechando el movimiento rotacional que imprimen las aspas impulsadas por la velocidad del viento, que se transfiere a través del eje hasta que se logra inducir una corriente eléctrica. La torre de soporte es una estructura en la cual van montadas las aspas y el generador de electricidad. La dimensión de la torre suele ser igual al diámetro de las aspas aunque en algunas ocasiones, por motivos económicos, se instalan torres más bajas cuya proporción es 0,75 veces el diámetro de las aspas. En el caso de algunas tecnologías de mediana y pequeña potencia, se le agregan cabrestante que sirven de soporte para sostener la torre en función de evitar que no sea derribada por el viento. Del análisis de las características de esta tecnología se han seleccionado aquellas acciones que incidirán directamente sobre las variables del paisaje, pudiendo señalar las siguientes: en la fase de 191

construcción se realiza el desbroce y limpieza de la superficie de instalación de los aerogeneradores, lo que implica realizar movimientos de tierra, la construcción de carreteras y pistas, enterramiento de cableado, cimentación de aerogeneradores, soportes de líneas de tensión y construcción de edificaciones para la instalación de la infraestructura; también han de mencionarse el movimiento de maquinarias, creación de instalaciones provisionales de obra, contaminación del aire generada por el tránsito de maquinaria pesada y emisión de gases y contaminación acústica provocada sobre la fauna, el factor humano se encuentra generalmente alejado de la ubicación de estas instalaciones. En la fase de funcionamiento se identifican las siguientes: la ocupación temporal del suelo durante el plazo de vida útil de los aerogeneradores, estimada entre 25 a 30 años; la contaminación acústica (sobre la fauna fundamentalmente), provocada por el movimiento metálico del multiplicador y el generador; además por el roce del viento contra las palas, se puede producir la mortalidad de avifauna por colisión con las palas y electrocución con las líneas de alta tensión. También se ha de incluir el impacto directo sobre la variable paisajística provocado por la intrusión visual de las altas torres, incompatibilidad de usos entre tipologías de paisaje y contrastes visuales de la instalación. De lo anteriormente planteado se puede conocer que en los lugares escogidos para la instalación de estos sistemas, se realiza una modificación antropogénica del paisaje natural, de sus relaciones verticales y horizontales. En consecuencia, se incorporan al paisaje de forma predominante determinados elementos que son creados bajo la influencia y participación directa y consciente de la actividad humana, surgiendo de esta manera un paisaje modificado antropogénicamente [129]. Es justo destacar que paralelamente se agregan al paisaje, determinadas propiedades referentes a la estructura, distribución, relaciones de desarrollo y dinámica, que lo van a singularizar como sistema material y que va a revertir de manera positiva el impacto causado por la introducción de estos sistemas. De sus resultados se benefician los vecinos de la zona y en algunos casos sectores importantes de la sociedad que imprime valores nuevos al desarrollo económico y social del territorio. En estos procesos se realiza la incorporación y enriquecimiento de las características del paisaje, jugando un papel determinante en el logro de la incorporación de estos sistemas al máximo nivel posible. El objetivo es el de alcanzar la armonía necesaria con la naturaleza, un nivel ecológico adecuado, lograr el funcionamiento del paisaje en la sucesión permanente, estable y rítmica de los procesos de circulación y transmisión de energía. De ese modo se garantiza un determinado estado del paisaje y la sustentabilidad del proyecto en relación con el territorio. Es importante destacar que en el país las perspectivas de instalación de estos sistemas crean una afectación en el paisaje y que dado el grado de impacto que causan, su instalación debe decidirse sólo 192

cuando se garantice una elevada eficiencia del equipamiento tecnológico en la generación de energía, de forma tal que su funcionamiento estable y eficiente contribuya en la producción de energías limpias y sustentables, obteniéndose un saldo positivo que aseguren una mayor rentabilidad de la instalación en función de la energía obtenida.

Figura V- 9. Áreas protegidas y potencial de densidad de viento Fuente: Elaboración propia

En algunos casos las zonas que poseen presencia de buena calidad de viento se encuentran ubicadas en áreas protegidas y montañosas, donde muchas de ellas tienen un nivel paisajístico elevado. La figura V- 9 se muestra el mapa de áreas protegidas sobre una capa de potencial de densidad de viento, donde se deben estudiar con detenimiento y profundidad los impactos de la puesta en funcionamiento de cualquier tipo de generación de energía, principalmente la eólica, dada las características de la infraestructura de estas tecnologías y el impacto que producen en el territorio.

Tecnología hídrica

El impacto fundamental en el paisaje debido a la instalación de tecnologías para el aprovechamiento del potencial hídrico, está relacionada con los cambios en la estructura morfológica del terreno. En este sentido se puede señalar que en el caso de la Isla de Cuba, dada las características y volumen de las 193

instalaciones que pudieran incorporarse, los cambios morfológicos que se pueden provocar no constituyen una alteración paisajística de importancia, dependiendo en todo caso de las dimensiones que exija la instalación según el volumen de energía eléctrica prevista. El fundamento básico de este tipo de generación consiste en el aprovechamiento de la energía potencial del agua almacenada en un embalse o procedente de un río para producir energía eléctrica. La energía potencial del agua en su camino descendente por las tuberías forzadas, se transforma de energía cinética a energía de presión, energía mecánica y finalmente en energía eléctrica [47]. Del análisis de las características de estos proyectos se han escogido aquellas acciones que incidirán directamente sobre las variables del paisaje. Al igual que en los sistemas anteriores, en la fase de construcción se realiza el desbroce y limpieza de la superficie sobre la que se van a realizar las obras de acumulación de agua o canalización de la misma; se realizan paralelamente movimientos de tierra provocados por la construcción de vías de acceso y aporte de materiales; construcción de tendido eléctrico, las edificaciones temporales y para la infraestructura del sistema; contaminación del aire generada por el tránsito de maquinaria pesada y emisión de gases; contaminación acústica provocada por las obras de la ubicación de estas instalaciones; y la modificación de los márgenes del río. En la fase de funcionamiento se opera la ocupación permanente del suelo a consecuencia de la acumulación del agua por el cauce. Se incorporan al paisaje infraestructuras permanentes asociadas al sistema, se desarrollan cambios en la accesibilidad, impacto sobre la variable paisajística provocado por la intrusión visual, así como la modificación de la estructura fluvial y la masa vegetal asociada al curso de agua. Se deben incorporar sistemas que garanticen la autorregulación, el equilibrio del paisaje y una estructura que le permita cumplir determinadas funciones socioeconómicas [129]. Diferentes tecnologías de aprovechamiento de la Biomasa (cañera, café, arroz, dendroenergía, biogás, etc.)

De las energías renovables analizadas, la producción de energía a través de la biomasa es la que mayor número de partículas contaminantes emite al medio ambiente a lo largo de todo el proceso de transformación, pero esto no ha impedido que se exploten con el objetivo de generar energía, ennegreciendo el paisaje, en muchos casos opacando la visión del entorno.

194

Las medidas propuestas para minimizar los impactos deben estar dirigidas a mejorar la calidad de vida, recuperar la calidad ambiental en áreas degradadas, minimizar la repercusión sobre los biotopos, alcanzar la integración paisajística y mejorar la calidad visual del territorio. Las tecnologías vinculadas con el aprovechamiento de la biomasa en interés de la producción de energía, inciden directamente sobre las variables ambientales y el paisaje. A continuación se describen esas afecciones en las diferentes fases del proceso. En la fase de construcción se realiza el desbroce y limpieza de la superficie de instalación de la tecnología y el movimientos de tierras; construcción de edificaciones, afirmados y cimentación sobre los elementos geológicos y geomorfológicos; creación de instalaciones provisionales de obra, contaminación atmosférica generada por el tránsito de maquinaria pesada y emisión de gases, afección sobre la fauna a consecuencia de la presencia humana y movimiento de maquinaria. En la etapa de funcionamiento se realiza la ocupación permanente del suelo por la tecnología utilizada, se generan perturbaciones por incremento de los niveles acústicos inducidos por las actividades de la planta; se generan residuos sólidos; se generan efluentes cloacales sobre la calidad de las aguas subterráneas, se produce un impacto sobre la variable paisajística provocado por la intrusión visual de las edificaciones, incompatibilidad de usos entre tipologías de paisaje y contrastes visuales de la instalación. Las condiciones económicas del país, el coste de los combustibles fósiles y la necesidad de emprender el camino de las energías limpias, inducen los esfuerzos por el aprovechamiento de la energía contenida en la biomasa disponible en el territorio, el punto de coherencia de esta política podemos alcanzarlo, si logramos traducir sus efectos de impacto como elementos enriquecedores de la fertilidad y riqueza del suelo, mejoramiento de la condición sanitaria y mayor pureza del aire. La apuesta por garantizar la calidad de la vida en la supervivencia de la especie humana, da lugar a la aplicación de políticas de desarrollo energético sustentable, la realización de inversiones que se caractericen por alcanzar un equilibrio coherentemente armónico con el medio ambiente, y donde la preservación del paisaje como parte de este, juega un rol importante. La elección de las medidas debe sustentarse en el análisis del medio y la definición de los impactos, pretendiendo incidir en las primeras fases de su generación, al objeto de que además de reducir las consecuencias negativas, minimicen los costes de la operación de restauración en caso de ser necesaria. Los elementos planteados anteriormente consideran los impactos más significativos en el paisaje asociado con la implementación de las fuentes de generación de energías en la Isla de Cuba, y se analizan 195

las mayores barreras al desarrollo de estas que en gran medida proceden de las infraestructuras de transporte vinculadas a las mismas, poniendo estos aspectos de relieve la importancia que tiene la elección de los emplazamientos para minimizar su impacto sobre el paisaje. En el caso de la tecnología eólica y fotovoltaica pueden ser desmontados y las áreas donde estuvieron emplazados no han perdido sus propiedades naturales y pueden recuperar su aspecto paisajístico, siendo completamente reversibles en breve plazos aquí es donde el hombre como gestor de las acciones es capaz de influir en la variable paisajística, a su nivel de preparación y a la sensibilidad que sea capaz de manifestar a la hora de planificar y desarrollar las tareas del ordenamiento territorial energético, a la adecuada elaboración y puesta en práctica de una voluntad política encaminada al logro de objetivos específicos. 5.3.

Diseño del modelo de eficiencia energética para la Isla de Cuba

El establecimiento de la idoneidad del territorio de la Isla de Cuba para la implantación de las fuentes renovables se lleva a cabo a partir de la realización y análisis operativo de diferentes mapas y bases de datos temáticos. Estos han sido elaborados en la cartografía existentes de la Isla de Cuba a escala 1:250.000 y se convertirá en la principal base el referente para la elaboración del Geoportal. La herramienta utilizada para la base de datos y los análisis ha sido el SIG, que ha servido de apoyo para la realización de los análisis cartográficos y estadísticos realizados, así como los resultados obtenidos y otras herramientas que han sido utilizadas para analizar los potenciales renovables. En la figura V- 10 se observa el modelo de eficiencia energética para la Isla de Cuba, que facilita la preparación de la información geoespacial, como herramienta para el análisis durante el proceso de toma de decisiones en la implementación de las fuentes renovables de energía y que puede ser aplicado también a las fuentes convencionales. Se definirán las zonas más idóneas para la puesta en funcionamiento de los sistemas, en función de criterios que responderán a garantizar la protección de los objetivos del medio y la seguridad de los propios sistemas de energía renovable que serán implementados. Ello debe realizarse en correspondencia con el tipo de infraestructura de las instalaciones y las limitaciones debidas al impacto de las mismas en el territorio, así como los parámetros de compatibilidad en función de obtener la mayor eficiencia del sistema.

196

Isla Islade deCuba Cuba

Primera Primera Etapa Etapa

Revisión Revisiónyybúsqueda búsquedade denuevos nuevosdocumentos documentos normativos normativosyyde deconsulta. consulta. Actualización Actualizacióndel delestudio estudiosobre sobreelelpotencial potencialde delas las energías energíasrenovables renovablesen enelelterritorio. territorio.

Puntualización Puntualizaciónyyestudio estudiodel delsistema sistemade denormas normasyylos los criterios criteriosde decompatibilidad. compatibilidad. Producción Producciónde delos losmapas mapascon conlalarepresentación representaciónespacial espacial del delpotencial potencialde deenergía energíarenovable renovable

Segunda Segunda Etapa Etapa

Producción Producciónyyreproducción reproducciónde denormas normasde de protección protecciónyycriterios criteriosde decompatibilidad. compatibilidad.

Representación Representaciónespacial espacialde delas lasnormas normasde deprotección. protección. Se Segenera generaun unmapa mapapor porcada cadaobjetivo objetivodel delmedio. medio.

Tercera Tercera Etapa Etapa

Puntualización Puntualizaciónsobre sobrelos losintereses intereseslocales localesde delos los territorios. territorios.

Superposición Superposiciónen enelelmapa mapade deCuba, Cuba,de delas lascapas capascon conlos los perímetros perímetrosde deprotección. protección. Obtención Obtenciónde delas laszonas zonasde deviabilidad viabilidadrelativa. relativa.

Cuarta Cuarta Etapa Etapa

Superposición Superposiciónde delas lascapas capascon conlos losperímetros perímetrosde de protección, protección,acorde acordeaacada cadatipo tipode deenergía energíarenovable renovableaa implementar, sobre el mapa del potencial. implementar, sobre el mapa del potencial.

Producción Producciónde delos losmapas mapasde deviabilidad viabilidadpara paralala implementación implementaciónde delos lossistemas sistemasde deenergía energíarenovables. renovables. (Solar, (Solar,Hídrica, Hídrica,Eólica EólicayyBiomasa). Biomasa).

Quinta Quinta Etapa Etapa

Representación Representaciónen enelelmapa mapade deviabilidad viabilidadde delos los criterios criteriosde decompatibilidad. compatibilidad. Cálculo del área del polígono de zona apta para Cálculo del área del polígono de zona apta paralala implementación implementaciónde delalaenergía energíarenovable renovableyysu su ubicación. ubicación.

Producción Produccióndel delmapa mapacon conelelcriterio criteriode deaptitud aptitudde dezona zonapara paralala implementación implementaciónde delos lossistemas sistemasde deenergía energíarenovable, renovable,según según disponibilidad disponibilidaden enelelterritorio. territorio. Elaboración de polígonos de las zonas aptas. Elaboración de polígonos de las zonas aptas.

Análisis Análisisde delalainformación informaciónespacial espacialproducida, producida,por porparte partede delas lasautoridades autoridadesfacultadas facultadaspara paralalatoma tomade delaladecisión, decisión,en enfunción funciónde deimplementar implementarelelsistema sistemade deenergía energía más másadecuado, adecuado,con concriterios criteriosde desustentabilidad sustentabilidadyyfactibilidad factibilidadeconómica. económica. Biomasa Biomasa

Solar Solar

Hídrica Hídrica

Eólica Eólica

No Norenovable renovable

Figura V- 10. Modelo de eficiencia energética para la Isla de Cuba Fuente: Elaboración propia

Para la realización de este trabajo ha sido necesaria la producción de un conjunto de criterios basados en normas de protección del medio, el paisaje y las propias infraestructuras de los sistemas renovables de energía. Los criterios han sido formulados como resultado del estudio y consulta de un conjunto de normas internacionales y cubanas, leyes, decretos leyes, reglamentos, manuales técnicos y otros documentos, que refieren y sugieren normativas a tener en cuenta para la implementación de las energías renovables. Paralelamente, se construyeron los parámetros de compatibilidad para la instalación de los sistemas de energía renovable, con objeto de garantizar una adecuada eficiencia de los sistemas y el máximo aprovechamiento de los recursos naturales disponibles. Este trabajo pretende adecuar las normas existentes en la inversión, que repercutan en la seguridad, eficiencia económica, la estabilidad física y técnica de los sistemas instalados propiamente, con el óptimo aprovechamiento de los recursos naturales en armonía con el entorno territorial.

197

El modelo de eficiencia energética para la Isla de Cuba, se basa en la determinación de la aptitud del territorio para la inversión en los sistemas productores, de transportación y distribución de energía. Se empleó el método de superposición de capas a partir de las herramientas que se encuentran disponibles en los SIG, en base a la representación espacial de los criterios de protección especificados para los grupos poblacionales, áreas protegidas, redes eléctricas, pendientes, carreteras, vías férreas, presas, ríos y arroyos, además otros objetivos que pudieran ser de interés particular del territorio que se analice, así como el empleo del sistema para realizar los cálculos necesarios en función de proponer políticas coherentes con el desarrollo energético sustentable del país, en armonía con la protección del medio ambiente. Se tomó en consideración el sistema específico que de acuerdo a la demanda, el recurso natural disponible y las posibilidades económicas sugieren para garantizar la eficiencia energética. El modelo pretende construir un método sencillo y asequible en su manejo por parte de los gestores de decisión, que sin ser especialistas en informática y con un conocimiento básico del tema, puedan manejar las herramientas disponibles y acceder a datos relevantes, de forma que se viabilice la información necesaria para realizar el proceso de toma de decisiones en el desarrollo energético de los territorios. En el modelo desarrollado en la primera etapa, se proyecta realizar la puntualización y estudio del sistema de criterios basados en las normas de protección del medio, el paisaje y las propias infraestructuras de los sistemas renovables de energía, así como profundizar en el análisis de los parámetros de compatibilidad para la implementación de los sistemas renovables, elaborándose los cálculos correspondientes en función de garantizar una adecuada eficiencia y el máximo aprovechamiento de los recursos naturales disponibles. Esta documentación se encontrará disponible en el Sistema de Gestión de la Calidad del Geoportal. Se realiza la revisión y búsqueda de nuevos documentos normativos y de consulta sobre la temática energética, paralelamente se desarrolla la actualización del estudio sobre el potencial de las energías renovables disponibles en el territorio, desde el nivel del Consejo Popular. Esto posibilita que el personal especializado actualice los mapas con la representación del potencial energético renovable de la Isla de Cuba. En la segunda etapa se realiza el proceso de producción y reproducción de los criterios de protección de los objetivos del medio y de los sistemas de energía renovable y se determinan los parámetros de compatibilidad para los sistemas. 198

Paralelamente se realiza la representación espacial de los objetivos del medio y se le agrega el perímetro de protección que le corresponde en teniendo en cuenta los criterios de protección producidos. De esta forma se elaboran los mapas temáticos con los perímetros de protección y entre ellos se encuentran: mapa con el perímetro de protección de los grupos poblacionales, de las áreas protegidas, de las redes eléctricas, de las pendientes, de las carreteras, de las vías férreas, de los ríos y arroyos, así como de las presas. Durante los trabajos a desarrollar en la tercera etapa, se pretende construir el mapa de viabilidad relativa para la implementación de los sistemas de energía. Este mapa se obtiene mediante la superposición de todas las capas producidas con los perímetros de protección sobre un mapa de la Isla de Cuba, de esta forma se pueden visualizar espacialmente las zonas de viabilidad relativa para la implementación de los sistemas de energía. Paralelamente se establecen los cálculos de las áreas viables y la actualización de las tablas que conforman la base de datos. Al mismo tiempo se realiza la puntualización con el territorio sobre la posible existencia en las zonas de viabilidad, de objetivos que no se hayan declarado o cualquier otra información de interés local que pudiera influir en el proceso de toma de decisiones. De ser necesario se procede a la representación espacialmente de los elementos nuevos surgidos y que resulten de importancia para agilizar el proceso de toma de decisiones por los gestores de decisión. En la cuarta etapa de desarrollo del modelo se generan los mapas de viabilidad para la implementación de los sistemas de energía renovables: energía solar, eólica, hídrica y biomasa. Para la obtención de estos resultados se procede a superponer las capas con los perímetros de protección acordes a cada tipo de energía renovable a implementar. Utilizando las herramientas del sistema se ejecutan los cálculos necesarios y se actualizan las tablas que conforman la base de datos. Con la información procesada hasta este momento se desarrolla la quinta etapa, que consiste en determinar el índice de eficiencia según la infraestructura eléctrica. Para ello se construye el mapa de aptitud de zonas para la implementación de los sistemas de energía; en este caso se produce un mapa por cada tipo de energía a implementar, pues los criterios de protección y los parámetros de compatibilidad se aplican diferenciadamente, en correspondencia a la variante energética seleccionada. Al mapa de viabilidad para la implementación de la energía se le adiciona el parámetro de compatibilidad, permitiendo calcular y visualizar la información adecuada y facilitar la determinación de las zonas más idóneas para la inversión en los sistemas de energía a implementar.

199

Tomando como base la información elaborada en las etapas anteriores, se estudia y determina el índice de eficiencia según la infraestructura eléctrica. Una vez seleccionada la zona de mayor idoneidad para la inversión del sistema de energía correspondiente y aprovechando las herramientas de ArcGIS, se construye un polígono de la misma, calculándose el área y su ubicación. De esta manera queda lista la información geoespacial requerida para la formulación y argumentación de la propuesta, facilitando a los gestores el proceso de toma de decisión en función de la implementación de los sistemas energéticos, con la premisa de alcanzar una elevada eficiencia tecnológica sobre bases sustentables de desarrollo. Fuentes documentales

El establecimiento de la idoneidad del territorio para la implementación de las energías renovables (solar, eólica, hídrica, biomasa), se realiza a partir de varios mapas temáticos elaborados en una escala 1:250,000, que por ahora será la principal cartografía y referente para el Geoportal. Las Fuentes Cartográficas utilizadas en los análisis se encuentran referidas a continuación: 9 Un shape lineal que recoge la red hidrográfica de la Isla de Cuba, según sean ríos, arroyos y

cañadas.

9 Un shape poligonal que recoge las láminas de agua de la Isla.

9 Un shape lineal que recoge el sistema de vías del país, distinguiéndose la autopista nacional, la

carretera central y otros viales de interés para el planeamiento de las energías renovables.

9 Un shape poligonal y puntual que recoge los núcleos poblacionales, sean ciudades, pueblos y

asentamientos.

9 Un shape lineal que recoge las líneas de tendido eléctrico de la Isla de Cuba.

9 Un shape poligonal que recoge las Áreas Naturales Protegidas de la Isla de Cuba. 9 Un shape lineal que recoge el modelo del relieve de la Isla de Cuba. 9 Un fichero raster georreferenciado del relieve de la Isla de Cuba.

9 Un fichero raster georreferenciado, que representa el mapa de radiación solar global y directa

que incide en el territorio.

9 Un fichero raster georreferenciado que representa el mapa eólico de la Isla de Cuba y un shape

poligonal de sitios para realizar inversiones eólicas.

9 Un shape puntual de los Centrales Azucareros que operan y que están de reserva.

200

Se utilizaron otras fuentes de Información cartográfica del Municipio Guamá, Provincia Santiago de Cuba y Cuba, mapas puntuales de biomasa del café, sistemas renovables que se aplican, biomasa forestal, biogás, eficiencia energética, molinos de viento, etc. Selección de criterios

Por la necesidad de cumplimentar la idoneidad del territorio para la implementación de las energías renovables, fue necesario utilizar una herramienta adecuada que facilite la selección de criterios para el ordenamiento territorial del desarrollo energético. El objetivo perseguido va dirigido a lograr la introducción de sistemas de energías limpias, reduciendo al mínimo el impacto de las infraestructuras y sistemas de producción, transportación y distribución de energías, a la vez que se logre la satisfacción siempre creciente de la demanda. Actualmente, los documentos para la selección de criterios se encuentran difusos en documentos de diversa naturaleza y en algunos casos no se encuentran expresados con claridad. La necesidad de implementar sistemas sustentables, ha requerido establecer, introducir y aplicar, un riguroso sistema de producción y reproducción de criterios de protección del paisaje y los objetivos del medio, así como la aplicación de parámetros de compatibilidad económicos y medioambientales, a fin de determinar la idoneidad del territorio para la implementación de las energías renovables. Previamente se seleccionaron los criterios para catalogar la aptitud del territorio de la Isla de Cuba, en función de la inversión en los sistemas energéticos y en especial del aprovechamiento de las energías renovables (solar, biomasa, hídrica y eólica). Durante el proceso de elaboración de los criterios de protección de los objetivos del medio, fue necesario el estudio de varias fuentes de información. A la vez que se consideró la producción de éstos, encaminados a garantizar la protección de los sistemas a implementar, principalmente los relativos a las energías renovables. Se estudiaron y recopilaron las normas que tienen relación con la selección de la idoneidad del territorio para la implementación de las energías renovables, además de la documentación correspondientes a las inversiones en la generación, distribución y transportación de las energías convencionales y otras de interés internacional, siendo necesaria su adecuación a las condiciones concretas de la Isla de Cuba, para ser aplicadas a la disponibilidad de los recursos naturales, el impacto de los sistemas en el paisaje y el medio ambiente, el estado de las infraestructuras energéticas y la situación socioeconómica actual. 201

Primero se ha tenido en cuenta la existencia de documentos que existen como normas de inversión de diferentes estructuras que son necesarias para la implementación de las energías, en especial de las renovables; y como segundo parámetro estarían las normas legales, legislaciones ambientales existentes en el país y diferentes documentos consultados de índole nacional e internacional. Las normas y documentos que se han considerado aparecen en el anexo 1, estas son de relevancia porque permitieron crear criterios para la inversión, la implementación y aprovechamiento de las energías renovables en la Isla de Cuba. Se consultaron normas de protección de diferentes sistemas como ríos, cuencas, áreas forestales, ciudades, pueblos, áreas protegidas, carreteras, líneas férreas, inversiones, etc. Su estudio facilitó preparar los criterios para la selección de diferentes territorios de la Isla donde pueden realizarse inversiones en el aprovechamiento de las energías renovables. 5.3.1. Aptitud del territorio para la inversión en las energías renovables

Previamente se establecieron los criterios para la catalogación de la aptitud de las diferentes zonas y territorios del país y la disponibilidad existente en ellos de los recursos naturales, en interés del aprovechamiento de los sistemas de energías y en especial las renovables. Las inversiones en los sistemas de energías suelen tener impacto sobre el paisaje de los territorios donde se asientan, por lo que se hace necesario un análisis particular de la aptitud del territorio para el desarrollo de las estructuras, a fin de garantizar el máximo aprovechamiento de los recursos naturales disponibles y limitar el desarrollo de actividad en las zonas más sensibles y donde la planificación territorial deberá ser extremadamente cuidadosa. [130]. Para la implantación de los sistemas de energías se procedió a catalogar el territorio en base a criterios de protección y eficiencia territorial, dirigidos a salvaguardar el paisaje, los espacios de interés ambiental y la estabilidad del resto de las infraestructuras territoriales, así como asegurar el aprovechamiento máximo de los accesos a la red eléctrica nacional. Ello no implica que las zonas catalogadas como no viables puedan ser modificadas en función de criterios más específicos, generalmente locales y propios del emplazamiento elegido. En estos casos la viabilidad deberá quedar condicionada a la valoración particular y detallada de la posible ubicación del sistema de que se trate [131]. A partir de los antecedentes documentales y espaciales estudiados previamente, se establecen los criterios para la delimitación de las zonas viables y no viables, pudiéndose apreciar en la tabla V-1 las variables y los criterios para la protección de cada objetivo en especifico, así como los elementos que se 202

han tenido en cuenta y que han permitido la construcción de los mapas de aptitud del territorio para la implementación de las energías renovables. Tabla V- 1. Criterios para la delimitación de las zonas viables y no viables para la implementación de los sistemas de energía

Documentos normativos Variable

de protección (Anexo 1)

Núcleos poblacionales Áreas protegidas

Perímetros

(Metros)

5 normas internacionales, 19 normas cubanas y otros documentos que legislan, reglamentan o sugieren medidas concretas. 10 Normas cubanas y 3 documentos legislativos nacionales.

Áreas limitadas. Km2

500

23958,84

1000

18241,28

50

1128,15

5 normas internacionales, 19 normas Redes eléctricas

cubanas y otros documentos que legislan, reglamentan o sugieren medidas concretas.

Pendientes

Carreteras

Líneas férreas

12 normas cubanas y 3 documentos normativos de carácter nacional. 19 normas interacciónales y 6 documentos normativos de carácter nacional. 19 normas interacciónales y 6 documentos normativos de carácter nacional.

Ríos, presas, 19 normas interacciónales y 6 documentos embalses y normativos de carácter nacional. canales

Pendientes ≥ a 30 %.

11076,39

150

2943,99

100

1792.66

300

3819,45

Fuente: Elaboración propia

Criterios de protección de los núcleos poblacionales

Para la selección de los criterios de protección de los núcleos poblacionales, se analizó el impacto de los sistemas de producción, transportación y distribución de energía convencional y los de las energías renovables, así como las nuevas inversiones que se pudieran realizar en esta esfera.

203

La representación en el mapa de los criterios de protección seleccionados permite considerar las limitaciones derivadas de las normativas y los documentos rectores. De ese modo se garantiza que durante el proceso de toma de la decisión por las autoridades facultadas para acometer las nuevas inversiones relativas a los sistemas productores, de transportación y distribución de energía, sean tenidos en cuenta de manera paralela, los criterios de protección de la población y otros intereses específicos relacionados con el tema de cada territorio.

Figura V- 11. Perímetro de protección de los grupos poblacionales Fuente: Elaboración propia

La aplicación adecuada de estos criterios implica asegurar el mínimo nivel de ruido y otros efectos contaminantes. Para el caso de las energías renovables, estos criterios pueden adecuarse atendiendo a las características propias de los sistemas y al impacto que provocan al medio.

204

Criterios de protección de las áreas protegidas

En los criterios de protección de las Áreas Protegidas que están reconocidas por el Decreto ley 201 de 1999 del Sistema Nacional de Aéreas Protegidas y el Acuerdo 6242:2001 del Consejo de Ministros, Declaración de Áreas Protegidas en la República de Cuba [133], se tuvo en cuenta los factores de impacto.

Figura V- 12. Perímetro de protección de las áreas protegidas Fuente: Elaboración propia

En el mapa de la figura V-12 se muestran los criterios seleccionados. La representación en el mapa de estos criterios permite considerar las limitaciones derivadas de los criterios elaborados y los documentos rectores, garantizando que durante el proceso de toma de la decisión por las autoridades facultadas se puedan acometer las nuevas inversiones relativas a los sistemas productores, de transportación y distribución de energía. A su vez y de forma paralela se consideran los criterios de protección de las Áreas Protegidas y otros intereses específicos relacionados con el tema de cada 205

territorio. El análisis de la información elaborada permitió calcular el área total que interesa las áreas protegidas, siendo equivalente a 18.241,28 Km2. Existen experiencias en el país de la instalación de sistemas de energías renovables en las Áreas Protegidas. Esto sólo se justifica con el objetivo de aprovechar al máximo el recurso natural disponible para beneficiar a los pobladores de comunidades aisladas que residen en sus límites; son instalaciones y sistemas que por su pequeña envergadura representan un menor impacto en el paisaje, a la vez que no emiten elementos contaminantes del medio ambiente, logrando con ello armonizar la presencia de estos con el medio[134]. Criterio de protección de las redes eléctricas declaradas

Las redes eléctricas declaradas comprenden la totalidad del sistema de producción, transportación y distribución de electricidad del SEN [135]. Incluye las Subestaciones de las diferentes categorías y todos los de producción de electricidad convencional y energías renovables. Los criterios garantizan las áreas destinadas a servidumbre, trabajos de mantenimiento y seguridad, antes la cercanía de otras instalaciones productoras de energía, a la vez que se utiliza la información para la determinación de la compatibilidad de las nuevas inversiones. Para la representación espacial de los criterios seleccionados se crea una capa en la que se señalan las redes eléctricas declaradas y se incluye el perímetro de protección, que corresponde de acuerdo a lo especificado en los criterios elaborados y los documentos consultados. La representación de los criterios de protección en el mapa, así como la realización de los cálculos y la información desarrollada en tablas, se justifica para dotar a las autoridades facultadas en la toma de decisiones de la información en función de acometer las nuevas inversiones relativas a los sistemas productores, de transportación y para la distribución de energía. En la figura V-13 se puede observar la representación en el mapa del perímetro de protección de las líneas eléctricas, pudiendo calcularse que el espacio territorial afectado por éste concepto es equivalente a 1.128,15 Km2.

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Figura V- 13. Perímetros de protección de las líneas eléctricas Fuente: Elaboración propia

Criterio de protección de Pendientes

Los documentos normativos reconocen que las pendientes son sistema de elevaciones y depresiones del terreno representadas en el mapa mediante las curvas de nivel. El criterio establecido para esta variable se basa en que éstas no presentan las mejores condiciones desde el punto de vista ambiental por la alta vulnerabilidad del suelo y desde el punto de vista técnico por la posibilidad de desplazamiento de las obras civiles y equipos. Además, las obras que sería necesario acometer para su acondicionamiento resultarían altamente impactantes al desencadenar procesos erosivos intensos, pudiendo ser el origen de sinergias no deseadas. La representación se observa en la figura V-14 donde se puede notar la aplicación de este criterio, ocupando un espacio territorial equivalente a 11.076,39 Km2.

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Figura V- 14. Perímetro de protección según las pendientes Fuente: Elaboración propia

Criterios de protección de las carreteras

Las carreteras son todo el sistema de vías de comunicación principales del país, donde se encuentra representada la autopista nacional, la carretera central y otras vías de inferior categoría, pero con importancia para garantizar el transporte para el desarrollo de la economía nacional. Atendiendo a la categoría de los viarios, los criterios garantizan la seguridad del tráfico en su recorrido cercano a las instalaciones productoras de energía; la preservación de los terrenos de servidumbre y mantenimiento de la red viaria; así como la protección propiamente de los sistemas de energía que se implementen, en relación con accidentes que se puedan producir en puntos próximos a los sistemas desarrollados y que pudieran incidir en la seguridad de los mismos.

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Paralelamente permite obtener una representación visual en el espacio, con el fin de valorar la factibilidad del empleo de los viarios en el proceso de transportación de la infraestructura de los sistemas renovables a implementar, evitando o reduciendo la construcción de nuevas vías y carreteras, minimizando el impacto en el paisaje, el medio ambiente y el coste económico de las nuevas inversiones.

Figura V- 15. Perímetro de protección de las carreteras Fuente: Elaboración propia

La representación de los criterios seleccionados se observan en la figura V-15, además se pudo determinar mediante la realización de los cálculos, que el espacio territorial que afecta es equivalente a 2.943,99 Km2. Ello permite considerar las limitaciones derivadas de las normativas y la factibilidad de su empleo para la transportación de las infraestructuras de los sistemas a desarrollar, garantizando que durante el proceso de toma de decisiones por las autoridades facultadas para acometer las nuevas inversiones relativas a los sistemas productores, de transportación y distribución de energía. A la vez de manera paralela, se toman en consideración los criterios de protección y parámetros compatibilidad de las carreteras, además de otros intereses específicos relacionados con el tema de cada territorio. 209

Criterios de protección de las líneas férreas declaradas

Para los criterios de protección de las líneas férreas se consideraron aquellos que garantizan la seguridad del tráfico en su recorrido cercano a las instalaciones productoras de energía, la preservación de los terrenos de servidumbre y el mantenimiento de la red viaria, así como la protección propiamente de los sistemas de energía que se implementen en relación con accidentes que se puedan producir en puntos próximos a los sistemas implementados y que representan peligro potencial en la seguridad de los mismos.

Figura V- 16. Perímetro de protección según líneas férreas declaradas Fuente: Elaboración propia

Paralelamente permite obtener representación visual en el espacio, con el fin de valorar la factibilidad del empleo de las vías férreas existentes en el proceso de transportación de la infraestructura de los sistemas renovables a implementar. De esta manera se reduce o evita la construcción de nuevas

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vías, minimizando el impacto en el coste económico de las nuevas inversiones en el paisaje y el medio ambiente. En la figura V-16, se observan en el mapa los criterios seleccionados, la representación espacial de éstos permite considerar sus limitaciones, garantizando que durante el proceso de toma de decisión por las autoridades facultadas para acometer las nuevas inversiones de los sistemas energéticos, puedan manejar la información necesaria sobre el tema en cada territorio. El perímetro de protección de las líneas férreas afecta un espacio territorial equivalente a 1.792,66 Km2. Criterios de protección de los ríos, presas, embalses y canales

Figura V- 17. Perímetro de protección de las presas ríos y arroyos Fuente: Elaboración propia

Para la selección de los criterios de protección de las presas, ríos y arroyos, se analizó el impacto de los diferentes sistemas de producción, transportación y distribución. En el caso de las inversiones para sistemas de producción de la energía aprovechando el potencial hídrico, se tiene en cuenta que estas instalaciones se ubican preferentemente dentro de la fuente hídrica. 211

Considerando los criterios seleccionados se garantiza la seguridad del caudal hídrico en su recorrido cercano a las instalaciones productoras de energía [136]. Al propio tiempo se ha considerado la protección de los sistemas a implementar sobre el impacto de los fenómenos hidrometeorológicos severos que anualmente se producen en el territorio nacional, y que con frecuencia alteran el volumen de las fuentes hídricas. La representación espacial de los criterios seleccionados se observa en la figura V-17, pudiendo calcularse el espacio territorial que ocupa equivalente a 3.819,45 Km2. 5.3.2. Idoneidad del territorio para la inversión de proyectos de energías renovables

Para realizar la localización espacial de las zonas viables para la implementación de los sistemas productores de energía, así como su transportación y distribución, se ha procedido al análisis de las áreas no viables y sus perímetros de protección, aquí se tuvo en cuenta los núcleos poblacionales, áreas protegidas, redes eléctricas, pendientes, carreteras, líneas férreas, así como ríos, arroyos, lagunas y presas. Como se puede apreciar en la figura V-18, las áreas no viales se identifican en color claro y en color verde las zonas de viabilidad relativa para la inversión en todos los sistemas de energía. El área total de la Isla de Cuba es equivalente a 109.886 Km2 y a partir de la valoración de los perímetros de protección de las diferentes variables que influyen para posibles inversiones de energías renovables y no renovables. Utilizando herramientas del SIG, se ha podido calcular el área viable relativa para estos sistemas, siendo de 46.925,24 Km2, que representa el 42,7 % del espacio territorial. Siempre será necesario con posterioridad del análisis, la puntualización territorial sobre la factibilidad económica, social, técnica y medioambiental, esta información obtenida brinda una propuesta interesante para la estructuración de la política energética del país. El método aplicado busca definir las áreas donde se puedan realizar las inversiones en energías renovables de la forma más sencilla y asequible. Para ello, en un primer lugar se realiza la cartografía del potencial de cada fuente y, en una segunda fase, se realiza la estimación de las áreas potencialmente explotables por recursos como por cumplir con todos los parámetros económicos, ambientales y sociales planteados.

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Figura V- 18. Viabilidad relativa para la implementación de todos los sistemas de energías Fuente: Elaboración propia

Criterio de viabilidad para la inversión en energía solar

Es necesario significar que para los análisis particulares en la inversión de las energías renovables, se ha tenido en cuenta las capas con los perímetros de protección y los parámetros de compatibilidad de las diferentes variables, en correspondencia a los intereses requeridos por cada fuente renovable de energía. En el caso de la energía solar se valoran las siguientes: el mapa de la radiación solar global y las capas correspondientes a las zonas no viables según los criterios de protección elaborados y que en este caso se señalan los relativos a las carreteras, las pendientes, líneas férreas, así como ríos, arroyos y presas. Esta situación obedece a que este tipo de energía puede implementarse en los poblados, en las áreas protegidas de manera controlada y las redes eléctricas se tienen en cuenta para determinar el parámetro de compatibilidad en función de determinar la vialidad de la energía producida.

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Figura V- 19. Viabilidad del territorio para la inversión en la energía solar Fuente: Elaboración propia

Como resultado se obtiene la información espacial y la base de datos que corresponde a las áreas viables para la instalación de sistemas solares. Siempre se va a requerir la profundización en los estudios puntuales de factibilidad, dado a que estas zonas pueden encontrarse ocupadas por plantaciones agrícolas u obras de carácter temporal, además de existir objetos e instalaciones permanentes que, por no haberse inventariado oportunamente, no se hayan considerado espacialmente en los estudios realizados. En la valoración de los poblados, las áreas más factibles para la instalación de estos sistemas las constituyen las parcelas libres dentro de los mismos o en sus límites y las cubiertas de las edificaciones, lográndose con ello una mejor eficiencia de la utilización del suelo. En la figura V-19 se puede apreciar el criterio de viabilidad para la inversión en la energía solar. A partir de la valoración de los perímetros de protección de las diferentes variables que influyen, así como los otros objetivos del espacio territorial donde es posible desarrollar inversiones de energía solar, el manejo y análisis de la información se calculó el área viable para estos sistemas, siendo de 85.586 Km2 214

que representa el 77,89 % del espacio territorial. Considerando que para la instalación de 1 MWp de fotovoltaica se requiere aproximadamente la ocupación de 1,5 ha de terreno, en las áreas viables estudiadas puede instalarse una potencia de hasta 5705,73 GW. Criterio de viabilidad para la inversión en la energía eólica

En el análisis y estudio de la energía eólica se determinó la viabilidad para su implementación, teniéndose en cuenta como áreas no viables los núcleos poblacionales, áreas protegidas, pendientes, líneas férreas; así como arroyos, ríos y presas, utilizando como base la información contenida en el mapa de densidad de potencial de viento elaborado por SWERA, siendo necesario señalar que del área total que ocupa el espacio territorial del país, sólo en 82.776 Km2 existe densidad de viento con valores aceptables para ser valorados en el estudio, es decir densidades de viento igual o superior a 16 W/m2 y hasta 547 W/m2, teniendo en cuenta la posibilidad de instalación de pequeños sistemas, hasta campos eólicos.

Figura V- 20. Viabilidad del territorio para la inversión en la energía eólica. Fuente: Elaboración propia 215

A partir de la valoración de las diferentes variables que influyen en el territorio y teniendo en cuenta los valores que se poseen en la base de datos, se calculó el área viable para estos sistemas, siendo de 76.181 Km2, que representa el 69,32 % del espacio territorial. Considerando que el promedio de la densidad de viento en el territorio es de 147,17 W/m2, el potencial eólico sería de de 11211,56 GW, dependiendo de la tecnología que se disponga y el diámetro de las aspas de los aerogeneradores. La relación del uso del suelo por unidad de potencia de energía eólica demuestra, que para instalar 1 MW se requiere utilizar entre 0,68 ha, en el caso de aerogeneradores aislados, y 2 ha en el caso de parques eólicos. Las redes eléctricas y las carreteras constituyen elementos de viabilidad para la instalación de estos sistemas. Las primeras para la evacuación de la energía eléctrica producida y la segunda, aseguran la cobertura viaria para el traslado de la infraestructura necesaria, evitando las nuevas construcciones reduciendo los costes económicos, así como la reducción del impacto medioambiental y paisajístico. En la figura V- 20 se puede observar el mapa de viabilidad para la inversión en los sistemas eólicos. Se puede significar que en función de lograr el óptimo aprovechamiento del viento en zonas con criterios de protección, puede analizarse su instalación dentro de los límites de estas, para lo que será necesario un profundo y detallado análisis de factibilidad y de impacto en el paisaje y al medio ambiente. Criterio de viabilidad para la inversión en la energía hídrica

La viabilidad del territorio para la implementación de los sistemas hídricos se determina por el nivel de eficiencia que se puede obtener de la tecnología implementada. Para la determinación de la viabilidad del territorio, en interés de realizar nuevas inversiones relacionadas con esta energía renovable, se hace un análisis a partir del mapa de potencial hídrico y la capa correspondiente al área de protección de las áreas protegidas. Esta información permite valorar las zonas viables para la inversión, se puede apreciar en la figura V-21 el marco de viabilidad para la implementación de los sistemas hídricos. En este caso están representados puntualmente en lugares de vertimiento de presas y caídas pronunciadas de ríos. Existen algunas particularidades relacionadas con este tipo de energía que para la situación energética de Cuba, se convierte en una atractiva opción por el significado de su aporte energético al desarrollo del país. Como resultado del análisis de los datos locales se considera que las 233 fuentes hídricas estudiadas son viables para la realización de inversiones consistentes de sistemas generadores de energía eléctrica, ocupando un espacio territorial equivalente a 11.750,1 Km2, con una potencia disponible para ser 216

instalada del orden del centenar de MW. [43]. Estos valores no son extrapolables a otros lugares sin un estudio minucioso de la tecnología a implementar.

Figura V- 21. Viabilidad del territorio para la inversión en la energía hídrica Fuente: Elaboración propia

Criterio de viabilidad para la inversión en la producción de energía con biomasa

La viabilidad del territorio para la implementación de los sistemas de biomasa se determina a partir de la generación y cogeneración que puede producirse con diferentes tipos de biomasa que se encuentran disponibles en el territorio. Conociendo que se pueden desarrollar tecnologías para su conexión a red o pequeñas redes que satisfacen la demanda de determinadas comunidades, intervienen los parámetros de compatibilidad con 217

los fines de su instalación así como los sistemas destinados a dotar de energía a comunidades aisladas, donde también se tendrán presentes los requisitos en función de garantizar la máxima eficiencia. Para la determinación de la viabilidad del territorio en interés de implementar inversiones relacionadas con la energía producida por la quema de biomasa, se hace un análisis a partir del mapa de potencial de biomasa y la capa correspondiente al área de protección de las áreas protegidas y asentamientos poblacionales logrando con esta información valorar las zonas viables para la inversión en este tipo de energía.

Figura V- 22. Viabilidad del territorio para la implementación de los sistemas de generación eléctrica con biomasa Fuente: Elaboración propia

Esta información se observa en la figura V-22, donde se aprecia el mapa de viabilidad para la implementación de los sistemas de generación eléctrica con biomasa. El estudio realizado y los datos que se poseen, permitió determinar que las zonas viables para la implementación de este tipo de energía

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ocupan una superficie de 48.052 km2 y que pueden generar aproximadamente 3,6 millones de toneladas de biomasa al año, con un coeficiente de potencia eléctrica disponible a instalar de 320 MW. La biomasa proveniente de las plantaciones, es la que presenta una mayor implicación del uso del suelo, pudiendo comprobarse que por cada MW de potencia se requieren entre 15.000 y 16.000 ha., 5.4.

Índice de eficiencia según la infraestructura eléctrica

La necesidad de aprovechar al máximo la infraestructura territorial existente en la implantación de instalaciones generadoras de energías renovables se justifica por lo que representa en materia de ahorro y eficiencia energética. De igual forma, la aproximación de estos sistemas a la generación distribuida debe realizarse estableciendo una visión al desarrollo energético, sobre la base de estrategias económicas sustentables que permitan aproximar los sistemas de generación a los centros de consumo y con ello minimizar las pérdidas por conceptos de transportación y distribución de la energía generada. En las condiciones existentes y considerando el índice de eficiencia en la producción, transportación y distribución de energía eléctrica para la inversión de las fuentes renovables, se considera que para compatibilizar la implantación de estos sistemas, las zonas más idóneas son aquellas que cumplan en mayor medida las siguientes condiciones: Para los sistemas conectados a red: distancia mínima del lugar de instalación del sistema a la red eléctrica, permitiendo evitar la construcción de nuevas líneas eléctricas y los impactos asociados, al tiempo que se minimizan las pérdidas en la transportación y distribución de la energía. Zonas cercanas a la red de viarios existentes, evitando la construcción de nuevas y los consiguientes impactos asociados. Distancia mínima del lugar escogido para la instalación del sistema dado con los núcleos poblacionales, donde a pesar del impacto visual o paisajístico, se asegure una mejor eficiencia energética, al evitar las pérdidas por la transportación y distribución de la energía generada. Se ha considerado necesario el establecimiento de determinados criterios de compatibilidad para la implementación de los sistemas de energías renovables conectados a la red, donde se tiene en cuenta las pérdidas ocasionadas por la distancia de las redes desde los emplazamientos generadores de energía. Se pudo analizar la potencia instalada, el estado de las propias redes y sistemas de transportación y distribución, siempre con la premisa de garantizar adecuados niveles de eficiencia tecnológica y económica. 219

En el caso de los sistemas de energías renovables estos parámetros son necesarios en función de garantizar el adecuado rendimiento energético de los mismos. Lo anteriormente analizado indica que la aplicación de los criterios debe realizarse de manera flexible en correspondencia a las condiciones y situación que presente cada territorio. Para la demostración de resultados en el estudio que se presenta, se ha considerado la aplicación de parámetros mínimos, que responden a la implementación de sistemas de energías renovables de pequeña y mediana potencia: donde los sistemas de transportación y distribución de energía no presentan optimas condiciones, por lo que en estos casos no se considera compatible la inversión de nuevos sistemas de energía renovable, a una distancia superior a los 5 km desde el punto de producción hasta la red. Para los pequeños sistemas renovables destinados a entregar energía eléctrica a las comunidades aisladas, la distancia no debe ser superior a 1 km del destino final. El análisis de la aplicación de estos parámetros de compatibilidad expuestos, responde a la necesidad de establecer un punto de conexión a la red lo más cercano posible para la evacuación, transportación y distribución de la energía producida, minimizando al máximo las pérdidas energéticas y lograr una adecuada eficiencia. En el caso de los sistemas destinados para la electrificación de las comunidades aisladas, se justifica por las características de potencia de la instalación y la longitud del sistema de transportación y distribución que es más diverso y extenso, siendo más vulnerable a las pérdidas durante estos procesos. 5.4.1. Determinación del grado de aptitud de zonas para la inversión en los sistemas de energía solar.

Valorando la información contenida en el mapa de viabilidad para la implementación de los sistemas de energía solar y los parámetros de compatibilidad producidos, se determina el nivel de aptitud para la instalación de los sistemas de energía solar. Apoyados por la representación espacial estudiada y su combinación con la eficiencia de las líneas eléctricas, así como los datos contenidos en la base de datos, se realizan los cálculos pertinentes, conformándose la propuesta con la información adecuada en función de garantizar el apoyo informativo requerido a las autoridades facultadas en el proceso de toma de decisiones. Se entenderán como zonas más idóneas, aquellas que supongan un aprovechamiento al máximo de las infraestructuras, eviten las pérdidas por transporte y distribución de energía y provoquen menores impactos en la economía, el paisaje y el medioambiente. 220

Como se puede apreciar en la figura V-23, se muestra las zonas con aptitud para la implementación de la energía solar fotovoltaica para sistemas conectados a red, según los criterios estudiados. Para ello se han considerado los parámetros de compatibilidad producidos a partir del sistema seleccionado, donde éste no debe encontrar a más de 5 km de la red eléctrica. Los estudios realizados a partir de las consideraciones tenidas en cuenta, ha permitido calcular que el área de eficiencia para las nuevas inversiones de sistemas fotovoltaicos es equivalente a 36.762 Km2, pudiendo instalarse una potencia aproximada a 2.450,80 GW.

Figura V- 23. Aptitud de zonas para la inversión en la energía solar fotovoltaica para los sistemas conectados a red Fuente: Elaboración propia

Los sistemas fotovoltaicos autónomos, así como los que aprovechan la energía solar mediante la termoconversión, no necesitan de la particularidad de estos criterios para su inversión. Estos pueden aplicarse en todas las zonas aptas, incluyendo la cubierta de los edificios y espacios libres dentro de los 221

límites de las ciudades y poblados, logrando el aprovechamiento óptimo del espacio territorial en función de lograr una adecuada eficiencia energética. Para la inversión en las pequeñas centrales fotovoltaicas, destinadas a satisfacer demanda de energía eléctrica a comunidades aisladas, se ha considerado establecer como parámetro de compatibilidad que la distancia desde el sistema productor de energía hasta los consumidores no sea mayor a 1000 m. Aquí se aplica el mismo modelo metodológico que para los sistemas fotovoltaicos conectados a red en función de obtener el máximo de eficiencia y minimizar las pérdidas, con la diferencia de que el perímetro de compatibilidad que se representa en el mapa relacionado con los poblados y asentamientos es de 1 km, por lo que dentro de los limites de esta representación se pueden apreciar las zonas aptas para instalación de estos tipos de sistemas. Determinación del grado de aptitud de zona, para la inversión en los sistemas de energía eólica.

Para apoyar el análisis en los casos de sistemas eólicos es necesario, en primer lugar, tomar en consideración el mapa de viabilidad estudiado, superponiendo los parámetros de compatibilidad elaborados para las líneas eléctricas. Dado el impacto de estos sistemas y su coste económico, solo es compatible su instalación en zonas que presenten disponibilidad adecuada de este recurso natural, por lo que se debe profundizar en la realización de estudios puntuales en el lugar donde se pretende instalar esta tecnología.

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Figura V- 24. Aptitud de zonas para la inversión en la energía eólica. Fuente: Elaboración propia

Como se puede apreciar en la figura V-24, se realizó la representación espacial relacionada con los requisitos que van a determinar la eficiencia del sistema a instalar. Se puede apreciar en el mapa las zonas que están comprendidas dentro de los límites de los parámetros de compatibilidad para las líneas eléctricas, correspondiendo a las que tienen aptitud para la instalación. Los datos obtenidos como resultado de los estudios desarrollados, ha permitido determinar que el área de aptitud para la implementación de la energía eólica es equivalente a 32.649,08 Km2, siendo el potencial eólico equivalente a 4.804,97 GW. Para los sistemas que se desarrollen con el objetivo de conectarlos a la red, a las líneas eléctricas se le agregó el valor del parámetro de compatibilidad representada espacialmente mediante un perímetro de hasta 5 km como máximo permisible para la inversión en los sistemas en este modo de trabajo. Para los sistemas eólicos que se implementen en función de entregar energía a las comunidades aisladas, se cumple la metodología y los mismos criterios expresados anteriormente, con la particularidad 223

de que la referencia serían dichas comunidades, señalando que en un futuro también se podrían considerar aerogeneradores de pequeña y media potencia en sistemas urbanos como generación distribuida, y en integración de edificios. Estas también se encuentran representadas en el mapa, presentando valores similares al parámetro de compatibilidad. Determinación del grado de aptitud de zonas para la inversión en los sistemas de energía hídrica.

Para la determinación del grado de aptitud de zonas para la implantación de sistemas hidroeléctricos se toma como base la información contenida en el mapa de viabilidad del territorio para la implementación de los sistemas hidroeléctricos, puesto que la aptitud para su inversión se determina por el nivel de eficiencia que se puede obtener del sistema implementado. Valorando que pueden desarrollarse sistemas conectados a red, con el fin de aumentar la disponibilidad de energía así como implementar sistemas para electrificar comunidades y objetivos independientes que se encuentren en zonas de difícil acceso, se consideró la aplicación de las variables que se determinan por los parámetros de compatibilidad que se han elaborado. Este procedimiento está justificado por la finalidad de obtener un mayor rendimiento y eficiencia. Para apoyar el análisis en los casos de sistemas que se conectarán a red, a las líneas eléctricas se le agregó un área de compatibilidad representada espacialmente mediante un perímetro de hasta 5 km, como máximo permisible hasta el lugar donde se encuentran los potenciales hídricos. Estos mismos criterios se aplicarán para la electrificación de los poblados y comunidades aisladas. La figura V-25 muestra los potenciales hídricos que poseen aptitud para la realización de nuevas inversiones en sistemas de este tipo.

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Figura V- 25. Aptitud de zonas para la inversión en la energía hídrica Fuente: Elaboración propia

Para los casos de sistemas que pueden implementarse en función de entregar energía a las comunidades aisladas, se le agregó al área de poblado el criterio de compatibilidad representado espacialmente mediante una sombra (color amarillo) de hasta 5 km. Este es el límite máximo de distancia desde el poblado que será beneficiado hasta el potencial hídrico, señalando que pudieran aplicarse metodológicamente otras distancias, en correspondencia a la potencia a instalar y el estado de las redes eléctricas entre otros aspectos. De esta forma se pueden apreciar en el mapa los potenciales que se encuentran dentro de los límites del perímetro de compatibilidad representado, siendo estos los que resultan aptos para la implementación de los sistemas hídricos y garantizar el servicio eléctrico a las comunidades y asentamientos aislados. Las zonas aptas se determinan en base a la existencia del potencial adecuado y la distancia de este hasta la red eléctrica o hasta el poblado como posible destino final.

225

El procesamiento de la información sobre el potencial hídrico y la aplicación de los criterios elaborados para la determinación de la aptitud en función de la implementación de la energía hídrica, permitió establecer el área de eficiencia para las nuevas inversiones de estos sistemas, siendo equivalente a 7.479 Km2, pudiendo instalarse una potencia aproximada de hasta 0,05 GW. Determinación del grado de aptitud de zona, para la inversión en los sistemas de generación de energía con biomasa.

En la figura V-26 se muestran los criterios de aptitud para la implementación de sistemas que generen energía con biomasa que se puedan conectar a la red. Las líneas eléctricas que se muestran tienen el valor del parámetro de compatibilidad representado espacialmente mediante un perímetro de hasta 5 Km en función del tipo de aprovechamiento de la biomasa. Se puede apreciar en el mapa las zonas que están comprendidas dentro de los límites de los parámetros de compatibilidad para las líneas eléctricas y que corresponden a las que tienen aptitud para la conexión. El análisis de los datos relacionados con este tipo de energía renovable ha permitido calcular el área territorial del país que ofrece eficiencia para acometer inversiones en sistemas generadores de electricidad conectados a la red a partir de la biomasa, siendo equivalente a 16.289 Km2 y pudiendo instalarse una potencia aproximada de hasta 0,10847 GW. En el análisis de los sistemas de biomasa que pudieran implementarse se pueden tener en cuenta sistemas que entreguen energía a las comunidades aisladas con miniredes. Estas también se encuentran representadas en el mapa, presentando valores similares al parámetro de compatibilidad.

226

Figura V- 26. Aptitud de zonas para la inversión de sistemas de generación de energía con biomasa Fuente: Elaboración propia

5.4.2. Importancia de la red eléctrica para el aprovechamiento de la energía renovable.

En el desarrollo de los sistemas de generación de energía eléctrica, las redes de transportación y distribución se plantean como una de las principales condicionantes en la selección de los emplazamientos, siendo este elemento imprescindible para evacuar y distribuir la energía eléctrica generada por los sistemas. La consideración del sistema de redes eléctricas existentes en el proceso de implementación de nuevos sistemas de energía, fundamentalmente los renovables, constituyen un elemento necesario debido a que juegan un papel relevante en el desarrollo energético del territorio y en especial, de los sistemas de generación conectados directamente a red en función de reducir el impacto en el paisaje, el medio ambiente y los costes económicos. 227

Figura V- 27. Área de compatibilidad de las redes eléctricas Fuente: Elaboración propia

Uno de los criterios seleccionados y que determinan la eficiencia de la inversión en las fuentes renovables de energía, en correspondencia con la infraestructura eléctrica, está relacionado con la consideración de asegurar la mínima distancia del lugar de instalación del sistema a la red eléctrica. Esto evita la construcción de nuevas líneas y los impactos asociados con el paisaje y el medio ambiente, al tiempo que se suprime las pérdidas en la transportación y distribución de la energía. Es recomendable que durante el proceso de toma de decisión se valore el sistema de redes existentes, su estado físico, la potencia que se conduce por las mismas y las distancias a la que se encuentran de los potenciales energéticos renovables en aquellos lugares donde es probable la implementación de los sistemas de generación de energía. En la figura V-27 se puede observar la representación espacial del área de compatibilidad de las redes eléctricas a partir de estos conceptos. 228

Este análisis se desarrolló en el epígrafe 5.4, donde se valora el índice de eficiencia según la infraestructura eléctrica, determinándose las zonas más idóneas para la implantación de los sistemas de energías renovables, criterios que son aplicables a cualquier tipo de generación de energía. En este epígrafe se analiza además el lugar donde se encuentre el sistema productor. Para los sistemas fotovoltaicos independientes, se ha valorado como criterio de compatibilidad que los mismos no deben encontrarse a más de 1 km del destino final del servicio eléctrico que se preste. Partiendo de las condiciones concretas de la Isla de Cuba en relación con el estado de las redes eléctricas, la potencia de los sistemas que se prevé implementar, la diversificación y longitud del tendido eléctrico tiene importancia como sistema para conducir la energía hasta el punto de consumo. En la elaboración de estos parámetros se ha considerado que en las condiciones del país, la tendencia actual está dirigida a la implementación de sistemas de mediana y pequeña potencia diseminados en las zonas que presenten una mejor aptitud, donde se considera como una condicional la situación y estado que presentan las redes eléctricas existentes en los sitios seleccionados. 5.4.3. Cálculo del área viable para la introducción de los sistemas renovables

A partir de las herramientas del sistema y tomando como base la información cartográfica existente sobre los potenciales de las diferentes fuentes de energía, así como los datos de las distintas tablas de la base de datos, se pudo calcular el área viable para cada tipo de fuente en correspondencia con la aplicación de los criterios de protección elaborados, además se determinó la potencia total. Un procedimiento similar se realizó para la determinación de la aptitud del territorio en función de acometer las nuevas inversiones de los sistemas conectados a la red. En la tabla V-2, se muestran los resultados de las áreas viables para cada tipo de fuente, así como las áreas aptas para su implementación y la cantidad total de energía que se puede generar. Tabla V- 2. Potencial de energías renovables en Cuba. APTITUD PARA LA INVERSIÓN

TIPO DE ENERGÍA

AREAS DE VIABILIDAD

sistemas conectados a red

Área Km2

Potencial (GW)

Área Km2

Potencial (GW)

Solar Fotovoltaica

85.586

570

36.762

2450

Eólica

76.181

11200

32.649

4800

Hídrica

11.750

0,09

7.479

0,05

Biomasa

48.052

0,32

16.289

0,1

229

En el gráfico V-3, se muestra el comportamiento de las áreas del espacio territorial para la inversión para cada fuente renovable en km2, en él se puede apreciar que la energía solar tiene mayor disponibilidad en el territorio para cualquier otro tipo de instalación (sistemas individuales o conectados a red).

Gráfico V- 3. Comportamiento de las áreas del espacio territorial para la inversión para cada fuente renovable en km2 Los estudios desarrollados en este capítulo, la información contenida en las bases de datos, el conocimiento del volumen y diversidad de la demanda energética de los territorios, la información de las tecnologías de energía renovables disponibles a las que el país puede tener acceso y otros datos particulares de interés que se consideren, permiten conformar y poner en manos de los decisores las propuestas argumentadas con información real, que facilite a la dirección de los territorios y del país encontrarse en mejores condiciones para adoptar y establecer la política más adecuada para la planificación y el ordenamiento territorial del desarrollo energético sustentable de la Isla de Cuba.

230

CAPÍTULO

6.

RESULTADOS

Y

CONCLUSIONES:

UN

MODELO

PARA

LA

PLANIFICACIÓN ENERGETICA EN LA ISLA DE CUBA.

La investigación realizada en esta Tesis Doctoral promueve una visión integradora dirigida a incorporar los recursos renovables disponibles territorialmente en el desarrollo energético nacional formando parte de un nuevo paradigma de sostenibilidad y desarrollo. Se plantea como vía necesaria la inclusión de un grupo de criterios de protección y parámetros de compatibilidad, que formando parte de los análisis de factibilidad económica y energética, estén dirigidos a fortalecer el proceso de planificación sectorial en el ordenamiento territorial. Se justifica y demuestra la capacidad de las energías renovables para dar solución a los problemas energéticos en comunidades aisladas. A la vez que pueden ser empleadas con un concepto más amplio en el sistema de generación de electricidad a nivel nacional con los sistemas conectados a red, representando un paso de avance en el camino por la independencia energética y la reducción de impactos al medio ambiente en la Isla de Cuba. Dado el volumen de datos e información de carácter general y particular empleado en el desarrollo de la investigación, el estudio predispone la incorporación de un sistema de gestión infraestructural de datos geoespaciales. Su plasmación práctica se materializará en un Geoportal de energía, técnicamente sustentado en un servidor de mapas que asegura el procesamiento de la información y ofrece, como producto derivado, el conjunto de elementos esenciales de factibilidad que facilitan el proceso de toma de decisión del desarrollo energético del país. En la investigación se demostró una nueva visión integral del ordenamiento territorial, incorporando con un sentido globalizador a todas las fuentes de energía para garantizar el desarrollo energético futuro del país, sobre bases respetuosas con el medio ambiente y en especial en la transformación del paisaje, en la búsqueda de un tránsito confiable hacia nuevas fórmulas amigables con la naturaleza y el progreso de la Humanidad. Se introducen las energías renovables dentro del paradigma de la GD, tanto para el mantenimiento del servicio eléctrico en situaciones catastróficas como por su importancia en el normal funcionamiento del sistema electro-energético nacional. Los resultados obtenidos se muestran en mapas de las aplicaciones dispersas de tecnologías para la electrificación, como son las renovables (sistemas fotovoltaicos, mini hidroeléctricos, campos eólicos y otros aprovechamientos renovables de energía), las convencionales como son las plantas Diesel para electrificar objetivos vitales, y los grupos de generación distribuida (Diesel y fuel oil). 232

La metodología propuesta permitió la elaboración de mapas del potencial energético disponible de las distintas fuentes y de las aplicaciones de las energías renovables en el territorio, brindando información visual de la tecnología más apropiada para la electrificación rural, teniendo presente los resultados económicos del coste de inversión. A partir de los análisis anteriores se demuestra la viabilidad de los SIG en la gestión del territorio, tomando como ejemplo su aplicación en el municipio de Guamá, donde se describe la experiencia basada en la adecuación de los recursos disponibles y las demandas de energía de la población rural como uno de los aportes esperados de la metodología IntiGIS. Mediante la elaboración de mapas se demuestra la utilidad de los SIG en la ordenación y planificación del territorio, constatándose que estos pueden ser utilizados como herramienta en la planificación de las fuentes de energía renovable para su uso en la electrificación rural. Es por ello que presentan múltiples ventajas, al incorporar y manejar un importante volumen de información, de elaborar simulaciones y análisis manteniendo una perspectiva espacial, comprobando de esta forma que la metodología IntiGIS es lo suficientemente versátil para adecuarse a condiciones geográficas diferentes. Se presenta el modelo para la planificación energética para la Isla de Cuba utilizando un Geoportal como una filosofía de desarrollo de soluciones Web, basada en el geoposicionamiento de contenidos. En ella se combinan la experiencia en el desarrollo tecnológico, demostradas capacidades en diseño e ingeniería de interacción y un enfoque creativo. Mediante el manejo adecuado de esta herramienta es posible plantear soluciones innovadoras, extensibles y eficientes. El Geoportal tiene por objeto gestionar el desarrollo energético del país, representando toda la información contenida dentro del Portal Web sobre un mapa, bajo la vista y el área que mejor corresponda, determinada por su viabilidad y como resultado de la valoración de los criterios elaborados, y los parámetros de compatibilidad construidos y aplicados a cualquier sistema de generación. Por su parte el servicio Web facilitará información a las autoridades facultadas para la toma de decisiones en el ámbito de la administración energética del territorio cubano, con el acceso a datos espaciales relevantes, para la evaluación de las características ambientales, y de cara a la satisfacción de la demanda y la oferta de las energías. El estudio realizado permite argumentar la introducción del Geoportal para la gestión energética de la Isla de Cuba como una herramienta que facilita alcanzar la eficiencia del planeamiento y la ordenación territorial, además de generalizar los resultados obtenidos en el municipio de Guamá a todo el país. Este sistema permitirá la visualización, consulta y búsqueda de información ya no sólo en el ámbito rural, sino 233

en las zonas donde sea necesario implementar cualquier tipo de tecnología a partir de los inventarios realizados de los potenciales energéticos y manejados integralmente por el SIG. El Geoportal como herramienta de información, facilitará los estudios sobre impactos económicos, sociales, paisajísticos y medioambientales, así como la sostenibilidad asociada a las tecnologías que se implementarán en la electrificación. Como iniciativa de avanzada se plantea su incorporación a la planificación energética en el territorio, integrando toda la información del país, que servirá para el ordenamiento y planificación de las energías renovables y el desarrollo energético, además de introducir técnicas de informática y comunicaciones en el proceso de inversiones de la UNE.

Ilustración VI- 1. Esquema funcional del Geoportal Fuente: Elaboración propia

Por sus atributos y alcance, permite ser identificado como un subsistema subordinado directamente al Sistema de Información Corporativo, además de poseer objetivos propios definidos y un nivel de compartimentación dado, con accesos públicos y restringidos a los diversos niveles de información que brinda. En la ilustración VI-1, se muestra el modelo funcional propuesto, observándose su vinculación 234

vertical al SICUNE, como un subsistema que interactúa con el resto de los sistemas existentes en la organización a través del servidor de mapas. Este subsistema estará vinculado a un servidor de mapas que prestará servicio de información a todos los sistemas existentes y donde el SIGFRE se integrará al SIGDECU, al incluirse en la generación distribuida. Se puede decir que el Geoportal será una herramienta con sistema de gestión de calidad, manuales y procedimientos para su uso. A través del Geoportal se podrá vincular el SIG de fuentes renovables al sistema eléctrico de potencia; realizar el diagnóstico de fallos y fiabilidad del sistema eléctrico, valorando el trabajo en isla con sistemas fraccionados de la generación distribuida y la generación emergente; permitirá estudiar las pérdidas del sistema eléctrico; conocer el pronóstico del crecimiento de la demanda, su expansión y otros elementos de interés para los decisores y planeadores en el área energética de la Isla de Cuba; y además, se dibuja como una herramienta integradora de los SIG y las TIC que facilitará la gestión energética del país. Los resultados de los análisis SIG se mostrarán de forma interactiva en el Geoportal a través de mapas (imágenes) compatibles con datos vectoriales y matriciales, sirviendo de instrumento a los decisores en la planificación adecuada del desarrollo energético territorial. En la ilustración VI-2 se observa el modelo de la planificación y el ordenamiento territorial del desarrollo energético para la Isla de Cuba, donde las energías renovables se consideran priorizadas para el desarrollo estratégico con una aproximación al modo de la generación distribuida. Como posibles acciones futuras cabe mencionar que la metodología propuesta puede extenderse fácilmente a otros territorios, dada la relevancia y auge que ha alcanzado la opción de la generación de energía con tecnologías renovables. Logrando la aproximación a la generación distribuida, en función de mitigar el impacto al paisaje y al medio ambiente provocado por la generación de energía convencional y reducir las pérdidas en los procesos de transportación y distribución de energía Al tiempo que se garantiza el servicio eléctrico a los sistemas vitales en el territorio en situación de desastres naturales y situaciones excepcionales. Como ya se ha planteado, bastaría trasladar los resultados a países con características de desarrollo similares a Cuba, donde la aplicación de los SIG permitiría adaptarse al mismo problema introduciendo sus propios parámetros de recursos naturales, como sol, viento, fuentes hídricas, biomasa y otros, adaptándose a características geográficas diferentes.

235

Modelo para la planificación y el ordenamiento territorial del desarrollo energético de la Isla de Cuba GESTOR DE DECISIÓN

Información para el planeamiento energético en el marco del ordenamiento territorial.

Información del Sistema Meteorológico.

GEOPORTAL DE METEOROLOGÍA

Información de otros sistemas.

GEOPORTAL PARA LA GESTIÓN DE LA ISLA DE CUBA Vínculos de intercambio de información

GEOPORTALES Y PAGINAS WEB DE INTERÉS Vínculos de intercambio de información

GRUPO DE DESARROLLO CIENTIFICO-TECNICO CORPORATIVO

SERVIDOR DE MAPAS SIG CARTOGRÁFICO

GRUPO DE DESARROLLO CIENTIFICO-TECNICO DE LA PROVINCIA

Convencional

BASE DE DATOS

Solar

Hídrica

Eólica

Biomasa

Oceánica

SIC UNE

Ilustración VI- 2. Modelo para la planificación y el ordenamiento territorial del desarrollo energético para la Isla de Cuba Fuente: Elaboración propia

Otra posible acción es la utilización de la información climatológica para realizar análisis espaciales georreferenciados de riesgos de desastres y las propuestas adecuadas de mitigación de los efectos negativos provocados a la infraestructura energética, pudiéndose crear mapas de vulnerabilidad a escala de país tal y como refleja el esquema propuesto en este trabajo de investigación. Además, permite la realización de cálculos adelantados sobre la cuantía y valoración económica de las posibles afecciones provocadas durante los desastres naturales. Sería interesante poder estudiar en un futuro la aplicación de la metodología a lugares geográficos con climas extremos, como una visión integral, para implementar programas estratégicos con energía renovable y darle solución a los problemas de la electrificación de comunidades aisladas para solucionar este problema de forma sostenible. También puede ser una opción para resolver con sistemas renovables los sistemas de bombeo como situación extrema del agua potable existente hoy en muchos países.

236

Este trabajo de investigación, y su aplicación a nivel del país, constituye un punto de partida para alcanzar niveles de desarrollo energético que permitan la introducción progresiva de las energías renovables en el sistema de generación nacional. Esta introducción debe dirigirse a alcanzar la paridad de la energía generada por métodos convencionales, ahorrando con el consumo de energía generada por métodos renovables y logrando, paulatinamente, niveles de sostenibilidad avanzados en el desarrollo energético territorial. La Tesis propone el diseño de un Geoportal para desarrollar la gestión energética en la Isla de Cuba, sirviendo de herramienta para la planificación e intervención en el territorio, actualizando las potencialidades renovables y los impactos económicos, sociales y ambientales. También se ha tratado de demostrar la capacidad de las energías renovables para dar solución a los problemas energéticos en comunidades aisladas. A la vez que pueden ser empleadas con un concepto más amplio en el sistema de generación de electricidad a nivel nacional con los sistemas conectados a red, representando un paso de avance en el camino por la independencia energética y la reducción de impactos al medio ambiente del país. Así como, para la incorporación de las energías renovables dentro de la Generación Distribuida, tanto para el mantenimiento del servicio eléctrico en situaciones catastróficas como por su importancia en el normal funcionamiento del sistema electro-energético nacional. Como conclusión final, hay que resaltar que con esta Tesis se ha tratado de proyectar una nueva visión integral de la Ordenación del Territorio, incorporando con un sentido globalizador a todas las fuentes de energía para garantizar el desarrollo energético futuro del país, sobre bases respetuosas con el medio ambiente y, en especial, en la transformación del paisaje y en la búsqueda de un tránsito confiable hacia nuevas fórmulas amigables con la naturaleza y el progreso humano.

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NC, NC 26 Atmósfera. Ruido en zonas habitables. 1999.

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NC, NC 55 Calidad del aire. Emisiones máximas admisibles de contaminantes a la atmósfera en fuentes fijas del sector de la energía. 2008.

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NC, NC 96-39 Protección contra incendios. Sistemas automáticos de detección. Requisitos generales de proyección e instalación. 1984.

161.

NC, NC 96-44 Protección contra incendios. Automatización. Ubicación de los sistemas automáticos. 1985.

162.

Cubana, N., NC 96-12: Protección contra incendios. Instalaciones de sistemas de suministro de agua. 1981.

163.

NC, NC 96-36 Protección contra incendios. Sistemas automáticos de extinción. Requisitos generales de proyección e instalación. 1984.

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Cubana, N., NC 96-06: Protección contra incendios. Locales o áreas con peligro de explosión o incendios. Clasificación. 1979.

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Ministros, C.d., Decreto ley 201 del Sistema Nacional de Aéreas Protegidas . 1999.

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247

ACRÓNIMOS

ACC

Academia de Ciencias de Cuba

AML

Arc Macro Language

BT

Baja Tensión

BTU

British thermal Unit

CIEMAT

Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas

CIES

Centro de Investigación de Energía Solar

CIGRE

Consejo Internacional de Grandes Sistemas Eléctricos

CITA

Centro Integrado de Tecnología Apropiada

CITMA

Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medioambiente

CNE

Comisión Nacional de Energía (ya desaparecida)

CO

Monóxido de Carbono

CO2

Dióxido de Carbono

COPEXTEL Corporación Comercializadora de componentes electrónicos CUC

Peso Cubano Convertible

DNC

Despacho Nacional de Carga

ECOSOL

División Comercial de Componentes Electrónicos

ETSIA

Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos

FRE

Fuentes Renovables de Energía

GD

Generación Distribuida

GEF

Global Environment Facility 248

IDERC

Infraestructura de Datos Espaciales de la República de Cuba

IGT

Instituto de Geografía Tropical

IIDT

Instituto de Investigaciones de las Telecomunicaciones

IMRE

Instituto de Materiales y Reactivos

INEL

Instituto Nacional de Ingeniería para la Electricidad

INRA

Instituto Nacional de Reforma Agraria

INRH

Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos

IPF

Instituto de Planificación Física

JICA

Agencia Internacional de cooperación Japonesa

JUCEI

Junta de Coordinación e Inspección

JUCEPLAN Junta Central de Planificación (Organismo encargado en Cuba de la Planificación de las actividades económicas durante la primera etapa del desarrollo económico y social del país) MEP

Ministerio de Economía y Planificación

MINBAS

Ministerio de Industria Básica

INRH

Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos

SIGFRE

Sistema de Información Geográfico de Fuentes Renovables de Energía

SO2

Dióxido de azufre

SWERA

Solar and Wind Energy Resource Assessment

TGTEE

Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía

TIC

Tecnologías de la Información y la Comunicación

UE

Unión Europea 249

UNE

Unión Nacional Eléctrica

UNEP

United Nations Environment Programme

UPM

Universidad Politécnica de Madrid

ZDA

Zonas de Desarrollo Agrario

*IntiGIS

Inti (dios inca del sol) y GIS (Sistemas de Información Geográfica)

250

LISTA DE GRAFICOS

Gráfico I- 1. Por ciento de la electrificación del municipio de Guamá por diferentes tecnologías..................28 Gráfico III- 1. Estado actual de la electrificación en las comunidades ............................................................94 Gráfico IV- 1. Comparación entre los costos y la distancia de la red ............................................................128 Gráfico IV- 2. Estado de la electrificación en la provincia Santiago de Cuba ...............................................129

Gráfico IV-3.Cantidad de comunidades electrificadas por diferentes tecnologías, en los municipios de la provincia d Gráfico IV- 4. Distancia de las comunidades sin electrificar de la red eléctrica............................................143 Gráfico III- 1. Estado actual de la electrificación en las comunidades ............................................................94 Gráfico IV-5. Comparación de los costos de inversión y rendimientos eléctricos para diferentes tecnologías.................................................................................................................................146 Gráfico IV- 6. Consumo de energía por sectores ...........................................................................................157 Gráfico IV- 7. Potencia instalada por tipo de generación en MW..................................................................159 Gráfico IV- 8. Aporte energético por diferentes fuentes al SEN....................................................................160 Gráfico IV- 1. Comparación entre los costos y la distancia de la red ............................................................128 Gráfico IV- 2. Estado de la electrificación en la provincia Santiago de Cuba ...............................................129 Gráfico IV- 3. Cantidad de comunidades electrificadas por diferentes tecnologías, en los municipios de la provincia de Santiago de Cuba ..................................................................................................131 Gráfico IV- 4. Distancia de las comunidades sin electrificar de la red eléctrica............................................143 Gráfico IV- 5. Comparación de los costos de inversión y rendimientos eléctricos para diferentes tecnologías.................................................................................................................................146 Gráfico IV- 6. Consumo de energía por sectores ...........................................................................................157 Gráfico IV- 7. Potencia instalada por tipo de generación en MW..................................................................159 Gráfico IV- 8. Aporte energético por diferentes fuentes al SEN....................................................................160 Gráfico IV- 9. Otras formas de aprovechamiento de energía no conectadas al SEN .....................................161 Gráfico IV- 10. Potencia renovable instalada (MW) en el año 2008 y 2009 .................................................161 Gráfico IV- 11. Generación de energía MWh, con fuentes renovables en el año 2008 y 2009 .....................162 Gráfico V-1. Energía potencial renovable disponible en La Isla de Cuba .....................................................170 Gráfico V- 2. Cantidad y tipo de instalaciones con sistemas fotovoltaicos....................................................171 252

Gráfico V- 3. Comportamiento de las áreas del espacio territorial para la inversión para cada fuente renovable en km2 ......................................................................................................................230 Gráfico V-1. Energía potencial renovable disponible en La Isla de Cuba .....................................................170 Gráfico V- 2. Cantidad y tipo de instalaciones con sistemas fotovoltaicos....................................................171 Gráfico V- 3. Comportamiento de las áreas del espacio territorial para la inversión para cada fuente renovable en km2 .......................................................................................................................230

253

LISTA DE IMÁGENES

Imagen I- 1. Ubicación de la Isla de Cuba........................................................................................................11 Imagen I- 2. Pico Real del Turquino ................................................................................................................13 Imagen I- 3. Palma real (árbol nacional) ..........................................................................................................15 Imagen I- 4. Algunas especies de orquídeas endémicas de Cuba.....................................................................16 Imagen I- 5. Zonas de la cordillera de la Sierra Maestra..................................................................................19 Imagen I- 6. Viviendas típicas de las zonas rurales del municipio de Guamá .................................................22 Imagen I- 7. Fosa de Oriente ............................................................................................................................23 Imagen I- 8. Parque Nacional Sierra Maestra...................................................................................................29 Imagen I- 9. Representación de la fauna ..........................................................................................................29 Imagen I- 10. Parque Sierra Maestra, zona más accidentada ...........................................................................30 Imagen I- 11. Playa Sierra Mar y las terrazas marinas .....................................................................................31 Imagen I- 12. Playas e instalaciones próximas al litoral ..................................................................................32 Imagen I- 13. Carretera bordeando todo el litoral Sur......................................................................................32 Imagen II- 1. Emplazamiento de dos grupos electrógenos...............................................................................42 Imagen II- 2. Parques eólicos Gíbara y Turiguanó...........................................................................................50 Imagen II- 3. Embalse natural A y artificial B .................................................................................................52 Imagen II- 4. Pantallas principales del SGIER .................................................................................................68 Imagen II- 5. Pantallas secundarias del SGIER................................................................................................69 Imagen III- 1. Sistema fotovoltaico de 2,5 kW El Mulato .............................................................................101 Imagen III- 2. Algunos objetivos electrificados de la comunidad La Magdalena..........................................102 Imagen III- 3. Escuela y una sala de televisión del municipio Guamá, electrificadas con energía solar fotovoltaica ................................................................................................................................104 Imagen III- 4. Arbustillos para la producción de bioDiesel. ..........................................................................105 Imagen III- 5. Pantalla de presentación del Sistema de Información Geográfica ..........................................114 Imagen III- 6. Pantalla de descripción para la demanda doméstica. ..............................................................115 Imagen III- 7. Pantalla para el cálculo de la demanda por píxel ....................................................................116 254

Imagen III- 8. Pantalla que permite la modificación de los parámetros técnicos definidos por defecto........117 Imagen III- 9. Pantalla que muestra los parámetros relacionados con la acumulación ..................................118 Imagen III- 10. Pantalla que muestra los parámetros económicos .................................................................119 Imagen IV- 1. Imágenes de las comunidades con sistemas centralizados e independientes. .........................137 Imagen IV- 2. Diagrama de Bloque de la Web del SIGFRE..........................................................................149 Imagen V- 1. Instalaciones dispersas por la Isla de Cuba ..............................................................................172 Imagen IV- 1. Imágenes de las comunidades con sistemas centralizados e independientes. .........................137 Imagen IV- 2. Diagrama de Bloque de la Web del SIGFRE..........................................................................149 Imagen V- 2 . Algunos dispositivos utilizados para el secado solar. .............................................................173 Imagen V- 3. Dispositivos captadores de energía solar para uso térmico ......................................................174 Imagen V- 4. Diferentes molinos fabricados para bombeo de agua...............................................................181 Imagen V- 5. Diferentes tipos de sistemas de biogás instalados ....................................................................189

255

LISTA DE FIGURAS

Figura I- 1. Área de estudio. .............................................................................................................................12 Figura I- 2. Extensión de la Isla de Cuba..........................................................................................................13 Figura I- 3. Relieve de la Isla de Cuba e imágenes de la cueva de Bella Mar..................................................14 Figura I- 4. Ubicación geográfica de la provincia Santiago de Cuba...............................................................18 Figura I- 5. La provincia Santiago de Cuba y el Municipio de Guamá............................................................19 Figura I- 6. Consejos Populares de Guamá ......................................................................................................21 Figura I- 7. Densidad de población de las comunidades y asentamientos dispersos del municipio de Guamá..........................................................................................................................................24 Figura I- 8. Ubicación de las plantas Diesel en el municipio de Guamá..........................................................27 Figura II- 1. Termoeléctricas del país...............................................................................................................38 Figura II- 2. Mini hidroeléctricas que están operando desde 1986, en el municipio de Guamá ......................40 Figura II- 3. Emplazamientos de la G D del país .............................................................................................43 Figura II- 4. Clasificación de las tecnologías de generación ............................................................................45 Figura II- 5. Centrales azucareros operando en el país.....................................................................................49 Figura II- 6. Potencial eólico de Cuba ..............................................................................................................51 Figura II- 7. Parques eólicos y molinos de viento por provincias ....................................................................51 Figura II- 8. Hidroeléctricas operando en la Isla de Cuba ................................................................................53 Figura II- 9. Instalaciones de biogás implementadas en el país .......................................................................55 Figura II- 10. Implementación de los sistemas fotovoltaicos instalados en el país..........................................56 Figura II- 11. Radiación solar en el municipio Guamá. ..................................................................................64 Figura II- 12. Densidad de potencia de viento en el municipio de Guamá ......................................................65 Figura II- 13. Proyecto para la interconexión de la mini hidroeléctricas .........................................................66 Figura III- 1. Modelo de la relación entre economía, naturaleza, sociedad y calidad de la vida......................74 Figura III- 2. Estado de la electrificación del municipio Guamá, con diferentes fuentes de energía...............95 Figura III- 3. Densidad de población de los asentamientos dispersos sin electrificar......................................96 Figura III- 4. Densidad de población por Consejos Populares del municipio de Guamá sin electrificar.........97 256

Figura III- 5. Distancia a la red eléctrica ..........................................................................................................98 Figura III- 6. Distribución de las plantas Diesel viejas, nuevas y población beneficiada ................................99 Figura III- 7. Objetivos sociales electrificados con sistemas fotovoltaicos....................................................101 Figura III- 8. Comunidades aisladas según distancia del SEN.......................................................................120 Figura III- 9. LEC para el sistema fotovoltaico individual.............................................................................121 Figura III-10. LEC para conexión a red..........................................................................................................121 Figura III-11. LEC para los sistemas Diesel central.......................................................................................122 Figura III- 12. Comparación de los valores del LEC......................................................................................123 Figura IV- 1. Tipos y tecnologías usados para la electrificación ...................................................................130 Figura IV- 2. Grupos de distribuidas instalados en la Provincia de Santiago ................................................133 Figura IV- 3. Grupos electrógenos de emergencia .........................................................................................134 Figura IV- 4. Potencialidades hídricas y las instalaciones de mini hidroeléctricas en funcionamiento. ........135 Figura IV- 5. Ubicaciones de los sistemas fotovoltaicos en los consultorios del médico de familia, dos hospitales de áreas rurales y una construcción típica. ...............................................................138 Figura IV- 6. Ubicación de las instalaciones fotovoltaicas en escuelas rurales y foto de escuela típica........139 Figura IV- 7. Instalaciones fotovoltaicas en salas de televisión y foto de la instalación típica......................140 Figura IV- 8. Densidad de potencia de viento y molinos instalados ..............................................................141 Figura IV- 9. Localización de las comunidades y asentamientos sin electrificar y representación de los potenciales solar e hídrico disponible........................................................................................142 Figura IV- 10. Propuesta preliminar para la electrificación, de los asentamientos sin electrificar ................147 Figura IV- 11. Diferentes potenciales de fuentes renovables y propuesta de electrificación.........................148 Figura IV-12. Generación distribuida en el país por diferentes fuentes .........................................................155 Figura IV-13. Relación de la GD con otras disciplinas ..................................................................................156 Figura IV- 14. Consumo energético por provincias .......................................................................................158 Figura IV-15. Esquema de las comunicaciones con el servidor.....................................................................164 Figura V- 1. Radiación solar directa...............................................................................................................178 Figura V- 2. Radiación solar global en el plano inclinado .............................................................................178 257

Figura V- 3. Densidad de potencia eólica de Cuba (a 50 m sobre el nivel del suelo), según SWERA..........182 Figura V- 4. Potencial hídrico en presas.........................................................................................................184 Figura V- 5. Potencial de biomasa..................................................................................................................186 Figura V- 6. Densidad de ganado vacuno, porcino y caprino por Provincia..................................................187 Figura V- 7. Densidad de Aves de corral por provincias ...............................................................................188 Figura V- 8. Áreas protegidas y potencial de densidad de viento .................................................................193 Figura V- 9. Modelo de eficiencia energética para la Isla de Cuba................................................................197 Figura V- 10. Perímetro de protección de los grupos poblacionales..............................................................204 Figura V- 11. Perímetro de protección de las áreas protegidas ......................................................................205 Figura V- 12. Perímetros de protección de las líneas eléctricas .....................................................................207 Figura V- 13. Perímetro de protección según las pendientes .........................................................................208 Figura V- 14. Perímetro de protección de las carreteras ................................................................................209 FigFigura V- 16. Perímetro de protección de las presas ríos y arroyos..........................................................211 ura V- 15. Perímetro de protección según líneas férreas declaradas ..............................................................210 Figura V- 17. Viabilidad relativa para la implementación de todos los sistemas de energías .......................213 Figura V- 18. Viabilidad del territorio para la inversión en la energía solar..................................................214 Figura V- 19. Viabilidad del territorio para la inversión en la energía eólica. ...............................................215 Figura V- 20. Viabilidad del territorio para la inversión en la energía hídrica ..............................................217 Figura V- 21. Viabilidad del territorio para la implementación de los sistemas de generación eléctrica con biomasa......................................................................................................................................218 Figura V- 22. Aptitud de zonas para la inversión en la energía solar fotovoltaica para los ...........................221 Figura V- 23. Aptitud de zonas para la inversión en la energía eólica...........................................................223 Figura V- 24. Aptitud de zonas para la inversión en la energía hídrica .........................................................225 Figura V- 25. Aptitud de zonas para la inversión de sistemas de generación de energía con biomasa..........227 Figura V- 26. Área de compatibilidad de las redes eléctricas ........................................................................228

258

LISTA DE ILUSTRACIONES

Ilustración VI- 1. Esquema funcional del Geoportal .....................................................................................234 Ilustración VI- 2. Modelo para la planificación y el ordenamiento territorial del desarrollo energético para la Isla de Cuba ...........................................................................................................................236

260

LISTA DE TABLAS

Tabla II- 1. Promedio de equipos para la comunidad ejemplo. ........................................................................61 Tabla II- 2. Demanda de potencia estimada en una comunidad ejemplo. ........................................................63

Tabla III- 1. Datos cuantitativos de los resultados obtenidos en la definición del sistema de electrificación más competitivo, en el municipio de Guamá. ...........................................................................124 Tabla IV- 1. Estado de la electrificación por municipios en la provincia Santiago de Cuba .........................131 Tabla IV- 2. Sistemas fotovoltaicos instalados para viviendas rurales ..........................................................137 Tabla IV- 3. Demanda de los equipos ............................................................................................................144 Tabla IV- 4. Costo de los sistemas en 10, 15 y 20 años .................................................................................145 Tabla V- 1. Criterios para la delimitación de las zonas viables y no viables para la implementación...........203 Tabla V- 2. Áreas viables y con aptitud para la inversión según el tipo de fuente renovable y la energía que se puede generar .................................................................................................................229

262

ANEXOS Anexo 1

Las normas que se han considerado son las siguientes: ISO 6240

Edificaciones. Normas para el desempeño. Principios para su preparación y factores

a considerar [137]. ISO 6241

Referente a las edificaciones. Normas para el desempeño. Principios para su

preparación y factores a considerar [138]. ISO 716

2: 1992

Normas para los estándares de construcción. Evaluación y Medición

[139] ISO 969:03

Edificaciones. Normas para el desempeño. Lista de chequeo para el proceso del

programa o tarea de proyecto constructivo del programa para el diseño de edificios [140]. ISO 9836

Edificaciones- Normas para el desempeño- definición y cálculos de índices de áreas

y volumen [141]. ISO 14001

Sistema de Gestión Ambiental. Requisitos con orientación para su uso [142].

ISO19107

El modelo espacial [143].

ISO19108

El modelo temporal [144].

ISO19137

Modelo Espacial temporal [145] .

NC 23 Franjas forestales de las zonas de protección a embalses y cauces fluviales [146]. NC 93-00-02 Requisitos generales para el aseguramiento metrológico [147]. NC 39:1999 Calidad del Aire. Requisitos higiénicos sanitarios [148]. NC 109. 2001 Clasificación de los objetos hídricos y de utilización de las aguas terrestres [149]. NC 111: 2004

Calidad del Aire. Reglas para la vigilancia de la calidad del aire en

asentamientos humanos [150]. NC 242: 2005

Calidad del aire. Guía de datos tecnológicos para el inventario de emisiones

de los contaminantes atmosféricos desde fuentes industriales estacionarias. Esta norma es aplicable en todo el territorio nacional, en lo relativo a la prevención y control de la contaminación atmosférica, en cualquier estado de agregación de la materia, generada por las emisiones de fuentes fijas puntuales [151]. NC 41_2008: Edificaciones-Viviendas sociales urbanas-Requisitos funcionales de habitabilidad [152]. NC 6274-2.2009:

Edificaciones. Requisitos de alcance y contenido de los servicios técnicos.

Parte 2. Programa o tarea de proyección [153]. 264

NC

Líneas aéreas eléctricas. Líneas para tensiones mayores de 1 kv hasta 220 kv.

Especificaciones de proyectos [135] NC 62351:

Reglamento técnico [154]

NC 26.1999: Atmósfera. Ruido en zonas habitables [155]. NC 55 2008

Calidad del aire. Emisiones máximas admisibles de contaminantes a la atmósfera en

fuentes fijas del sector de la energía [156]. NC 96-01-15 Requisitos generales de protección contra incendio, que se cumplirán en los nuevos proyectos de obras, reconstrucción o adaptación de subestaciones de salida de plantas o de transmisión y distribución de energía eléctrica, así como en la ubicación de transformadores en el interior de las industrias y otras instalaciones [157]. NC 96-38

Normas cubanas tanques de petróleo [158].

NC 96-06-101

Sistema de normas para la protección del medio ambiente. Paisaje [159].

NC 96-39:1984

Protección contra incendios. Sistemas automáticos de detección. Requisitos

generales de proyección e instalación [160]. NC 96-44 1985

Protección contra incendios. Automatización. Ubicación de los sistemas

automáticos [161]. NC 96-12: 1981

Protección contra incendios. Instalaciones de sistemas de suministro de agua

[162]. NC 96-36: 1984

Protección contra incendios. Sistemas automáticos de extinción. Requisitos

generales de proyección e instalación [163]. NC 96-06: 1979

Protección contra incendios. Locales o áreas con peligro de explosión o

incendios. Clasificación [164]. NC 96-11: 1980

Protección contra incendios. Construcción de edificios industriales y

almacenes. Requisitos generales [165]. NC 93 06 101 Sistema de Normas para la protección del medio ambiente. Paisaje, término y definiciones [127]. Ley No. 81-1991 Ley 33

Del medio ambiente, Cuba [166].

De Protección del Medio Ambiente y el Uso Racional de los Recursos. Naturales

[167]. Ley No. 85-1998,

Ley Forestal España [168].

Ley 38/1972 De Protección del Ambiente Atmosférico [169] Ley N0 8-2001

De carreteras de Andalucía [170].

Decreto Ley 5

Fomento de la Producción Forestal en España [171].

Decreto ley 201

Sistema Nacional de Aéreas Protegidas [172]. 265

Resolución 91 Del MEP, documento por el cual se regula el proceso inversionista en Cuba [173]. Acuerdo 6242:

Consejo de Ministro. Declaración de áreas protegidas [174].

IEEE std 242 Recommended practice for, protection and coordination of industrial and commercial power systems [175]. IEEE std 242 Recommended practice for, Electric power systems in commercial buildings [176].

266

Anexo 2 Datos de la Comunidad Entrevista al delegado del Poder Popular

Comunidad:

Municipio:

Provincia: Entrevistador: 1.

Fecha de Entrevista:

Datos básicos: Longitud:_________, Latitud: ____________, Altura: __________

No. de Viviendas _______________Población:_________ Hombres: ______

Mujeres: _______

Niños: _____

2. Datos económicos Ingreso promedio al año por viviendas ( $/viviendas):_______________ 3. Distancia: Distancia

promedio

entre casas

Distancia del centro de la

Distancia del centro de

comunidad a la casa más lejana la comunidad al SEN km

km

km

4. Infraestructura: ฀ Escuela Primaria

฀ Médico de familia ฀ Tienda ฀ Círculo Social ฀ Cafetería

฀ Acceso por carro

฀ Acceso por motocicleta

฀ Acceso por a pie/caballo

5. Requerimientos de electricidad para las instalaciones sociales Prioridad

Equipo

Propósito

1 2 268

Sí ฀

6. Existe sistemas de riego?

Área Irrigada: ______ha,

No ฀

Embalses: _______

Longitud de canal de riego:_____

7. Localización de la potencia hídrica: Longitud: _____________ Altura del agua: __________m,

Latitud: _____________

Altura: _________________

Flujo Agua : __________m3/s

Nivel de agua en temporada seca: _____________ % de nivel actual Distancia desde la mini a la casa más cercana: _______m, Distancia desde la mini al centro de la comunidad: ________m.

269

Cuestionario familiar

Comunidad__________________

Municipio:____________

El entrevistador:_______________

Fecha de Entrevista:________________

1. No de la casa:____________________ 2. No. de miembros de familia: __________ ( Hombres:_______ Mujeres:______) Niños__________ Niños

10 años de edad:___________ Ancianos 60 años de edad:_______

3. La producción forestal y agricultura Total de tierra cultivada: _______________ha Tipo de

Area Sembrada (ha)

Cantidad/añ

Consumo Interno (%)

o (kg)

Para el Mercado (%)

Producto

4. Animales de corral Tipo

Cantidad

Ganado Cerdos Aves de corral

5. El ingreso detallado de la familia campesina -

De la agricultura: ________________________________________________$/año 270

-

De los animales de corral:__________________________________________$/año

-

Del trabajo: _____________________________________________________$/año

-

De bienestar social (si existiera): ____________________________________$/año

6. El ingreso detallado de la familia del obrero agrícola -

De la agricultura: ________________________________________________$/año

-

De los animales de corral:__________________________________________$/año

-

Del trabajo: _____________________________________________________$/año

-

De bienestar social (si existiera): ____________________________________$/año

6. Tamaño de casa: Largo: _________ m.,

Ancho:_______ m,

No. de cuartos que necesitan luz: _______

7. El consumo de energía mensual -

Madera para cocinar :__________kg/mes

-

El kerosén: __________________lts/mes

-

Pilas seca:__________________ unidades/mes

8. ¿Qué equipos quiere usted tener cuando la electricidad esté disponible? Prior idad

Equipos

Puede comprarlo ahora

o en dos años

eléctricos 1 2 3

Nombre de comunidad:

Longitud:________, Latitud:______, Altitud:

Distancia a la red más cercana _______________km Fecha :______ Hora de llegada :____________ Hora de salida: _____Estación :

271

,

Configuración del sistema

El sistema se instaló (día) Tamaño de la batería: Luces:

Wx

, Instalado por:

V

Ah x

unidades, total

unidades, Tipo (AC o DC) :

V

Ah, Modelo

, Tubo (FL o CFL) :

No. de luces en buenas condiciones No. de tubos que se han puesto Negro

, Después de cuantos meses el tubo se puso negro

No. de tubos que se han remplazado 1____________,

Desde y hasta que hora: Cocina_____________, Cuarto

Cuarto

2______________,Sala__________________,

Baño(Horas)______________Otras___________________________ C/C :

A,

Inversor :

Modelo W,

Modelo W,

Refrigerador : Radio trasmisor :

Modelo W, Modelo

,

Desde y hasta que hora : TV :

Pulgadas,

W, Modelo

Vent. :

______Unidades,

, Desde y hasta que hora :

W,

Modelo

,

Modelo

,

Modelo

,

Desde y hasta que hora : PC : ________________

W,

Desde y hasta que hora : Vídeo: ________________ W, Desde y hasta que hora : Panel Fotovoltaico: Condiciones de sombra (1): No tiene sombra todo el día,

(2) : Alguna antes 8 am y después 4 pm,

am y 4 pm 272

(3) : Alguna entre 8

Lugar de montaje (Techo, Poste, suelo) Angulo de inclinación Intensidad de luz: Modelo PV:

, Dirección lx (horizotal),

W x

lx (panel PV), Temp. del panel PV.

unidades, total

Tasado Voc

V, Tasado Isc

Tasado Vmp

V, Tasado Imp

, Superficie ( limpia, sucia ) °C

W, Modelo

A (Descrito por la parte atrás del panel FV) A

Densidad específica de la batería

Parte Positivo–––––––––––––––––––

>> Parte Negativa

Batería 1 Batería 2 Batería 3 En caso que se conecten dos baterías en serie, trate las dos baterías como una batería. Potencia de consumo

W# : Potencia actual (W) = (Vmp – (Voc – Voc2)) x Isc2 x (Imp/Isc) Si Vmp, Imp, Voc, Isc no están disponibles, use Vmp=17.5V, Voc=21.5V, Imp/Isc=0.94 PV encendido y PV apagado, sólo puede hacerse por personas experimentadas. Estado del sistema

***Verificar la conexión (tornillo flojo, mordedura de ratones, roturas del toma corriente, etc.) Panel C/C

, Batería C/C

Terminal de la Batería

__

, Carga C/C

Cables del TV, Radio, Grabadora, vídeo, etc.

, 273

Pulgadas de TV, Radio, Cassette, etc. Quien le da mantenimiento al sistema , Paga por el trabajo de mantenimiento? Se rompió el sistema Cuando ocurrió Que síntomas mostró **Cuando (o quien) es fijo Cuando o cada que tiempo el sistema se desconecta ( por bajo voltaje ) si ocurrió?

Observaciones

(Dibujar un esquema y la situación del sistema de luces)

274

9 788478 346899