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LIDAR
Avance en la confiabilidad sobre Líneas de Transmisión

En la actualidad, el dinamismo del sector energético y las demandas por contar con redes eléctricas cada vez más eficientes, confiables y poderosas, nos lleva a poner especial interés tanto en la construcción de nuevos sistemas de transmisión que aumenten la capacidad instalada, como en la eficiencia y confiabilidad que los sistemas ya existentes deben tener. La topografía LiDAR se presenta como una gran herramienta que nos permite mapear las líneas de transmisión (LT) con gran precisión, alto nivel de detalle, abundante información y a un bajo costo comparativo.

Contar con un modelo preciso y actualizado de la línea de transmisión mediante la unión de la topografía LiDAR y un software de modelamiento y análisis, resulta muy ventajoso al identificar áreas donde existen problemas (como el no cumplimiento de las distancias eléctricas mínimas de seguridad) que puedan causar una caída de la línea por flashover.


¿Qué es LiDAR?

La tecnología Light Detection And Ranging (LiDAR) permite escanear remotamente cualquier superficie sobre la cual un pulso de luz emitido por un equipo láser pueda reflejarse. Sus principales aplicaciones están en el mapeo de áreas forestales, Transporte (diseño de nuevas carreteras y ductos), Energía y Minería, entre otras. La captura de la información LiDAR se realiza a través de equipos técnicos (Láser/GPS/ IMU/cámaras fotográficas digitales) instalados en avionetas o helicópteros (que vuelan a alturas entre 400 y 2.500 m sobre la superficie). Por su fácil control de velocidad y altura, Terra Remote Sensing Inc. ha encontrado que el helicóptero es la mejor opción para la captura de datos.


Aplicación en líneas de transmisión

Esta tecnología está bien desarrollada en el área de Transmisión Eléctrica, debido a su facilidad de manejo y transporte y a que los sistemas de Transmisión se encuentran sobre corredores extensos y en áreas de difícil acceso.

Para el diseño de nuevas LT, la calidad de la topografía que se puede obtener mediante la tecnología LiDAR es enorme, ya que brinda información tridimensional de cada elemento que se encuentra en el corredor de estudio, permitiendo el análisis de diversos diseños para la LT. LiDAR es capaz de penetrar en zonas de alta densidad forestal, brindando información topográfica del terreno y del follaje de los árboles simultáneamente.


Usos

Reconocimiento de información geográfica y catastro de instalaciones en estado “As-Built”.

Análisis de condiciones de operación de la LT, capacidad mecánica/térmica de conductores y de estructuras (Rerating y Upgrade).

Control de vegetación dentro de la franja de servidumbre (verificación de distancias mínimas requeridas).

La data capturada está compuesta por “nubes” de millones de puntos georeferenciados e imágenes fotográficas. La calidad de la data LiDAR se expresa en su densidad de puntos y su precisión. Con los parámetros adecuados de captura, se pueden obtener densidades de 15 a 20 puntos por m², con una precisión de ±10 cm relativa y ±15 cm absoluta en su coordenada vertical, y 30 cm en precisión planimétrica.

Las condiciones climáticas (temperatura ambiente, radiación solar, dirección y velocidad del viento), se requieren para generar una modelación correcta del sistema de transmisión. Por lo tanto, estas deben ser capturadas al momento de realizar el vuelo.


Modelamiento

Al analizar una LT existente, los ingenieros se enfrentan a menudo al problema de no contar con la información precisa de las instalaciones (memorias de cálculo y planos) o a que estos están en mal estado o son poco confiables (“As-Design” y no “As-Built”). Por ello, la posterior elaboración de un modelo digital de la LT usando LiDAR, ayuda en la implementación rápida de los análisis y soluciones de ingeniería.

Actualmente los software para el diseño de LT eléctrica están preparados para recibir la data LiDAR como base de información. De esta forma, se alcanza el máximo beneficio al integrar información LiDAR (data 3D, planimetría y ortoimágenes) con el diseño de los elementos de la LT (estructuras, conductores, etc.).

Un modelo preciso es eficaz para analizar las acciones de manejo de vegetación dentro de los corredores de las líneas.


Golpe a la confiabilidad

El Blackout del año 2003 en Norteamérica, puso en evidencia la vulnerabilidad del sistema eléctrico y la falta de información con respecto al catastro de instalaciones existentes. Desde entonces, la corporación de confiabilidad eléctrica de Norteamérica (NERC) ha establecido nuevos estándares de Alertas y Confiabilidad para grandes sistemas eléctricos, resultando en la necesidad de catastrar y actualizar las instalaciones existentes. El desafío fue tomado por las empresas de servicio eléctrico norteamericanas, las cuales apostaron por el levantamiento de data geoespacial (LiDAR) como base de información.


Casos de éxito

En el 2002, BC Hydro (Canadá) comenzó con su primer proyecto piloto para analizar el repotenciamiento de una LT de 220 kV en Vancouver utilizando información topográfica LiDAR. Luego, ampliaron el uso de esta tecnología para el levantamiento de las instalaciones existentes y para el estudio de nuevos proyectos.

Hoy en día, esta es la tecnología que BC Hydro usa para realizar sus actividades principales, ya que les ha ahorrado tiempo, no se presentan problemas de acceso a líneas de remota ubicación, y los puntos de conflicto y posibles problemas con vegetación se identifican rápidamente. En el 2009, Arizona Public Service (USA) concluyó la adquisición de data LiDAR para más de 7000 kms de LT de 69 a 500 kV que de otra forma no habrían sido posibles, dados los requerimientos en información y plazos que estableció NERC.


Conclusión

En Norteamérica, se ha encontrado que a partir de la elaboración de modelos de LT utilizando la topografía LiDAR, es posible predecir el estado operacional del sistema y evaluar la adecuación de planes de manejo de vegetación sobre la línea (orientados a remover solo la vegetación necesaria). Además, se ha convertido en el estándar para diseñar todas las nuevas LT.

Estas características, más la economía y seguridad respecto a la implementación de los resultados, afirman las ventajas y validan el uso de la data LiDAR en el control virtual del estado de las LT eléctricas.


Por Ricardo Pinto Santis,
Electrical Engineer and LiDAR Mapping Technician de Terra Remote Sensing Inc. www.terraremote.com
Marzo 2015
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Comentarios acerca de este artículo
Alonso Bautista Vargas USAENE LLC COLOMBIA (01/08/2016)
Respetados señores:

Excelente artículo. Nos podrían indicar algunos proveedores del servicio LIDAR.

Mil gracias
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