O sistema elétrico no Chile vive hoje uma transformação acelerada e desafiadora, pois as mudanças climáticas, junto com as políticas públicas para reduzir as emissões de carbono, têm obrigado a abandonar gradualmente tecnologias fósseis, como usinas a carvão, diesel ou gás natural, em favor de fontes renováveis, como a geração eólica e solar.
Diferentemente das usinas convencionais, em que os operadores podiam decidir quanto gerar de acordo com a demanda, essas novas fontes dependem diretamente de fatores climáticos como a radiação solar e a intensidade do vento, o que introduz na rede elétrica um nível de variabilidade e incerteza que antes não existia.
Por exemplo, uma usina solar pode gerar sua capacidade máxima ao meio-dia e cair quase a zero em questão de minutos se o tempo ficar nublado. Da mesma forma, a geração eólica pode oscilar bruscamente com mudanças nas correntes de ar, dificultando a capacidade de resposta do sistema.
Essa vulnerabilidade ficou dramaticamente evidente no último 25 de fevereiro, quando uma falha na linha Nueva Pan de Azúcar-Polpaico deixou cerca de metade do país sem fornecimento de energia elétrica por foras, evidenciado que até mesmo incidentes que ano deveriam resultar em um apagão podem acabar desencadeando um sob certas condições.
Diante desse cenário, o professor da Usach, Dr. Héctor Chávez, lidera um projeto Fondecyt Regular que busca se antecipar ao futuro operacional do sistema. A iniciativa combina modelos matemáticos reduzidos, análise de dados e inteligência artificial para simular, mais rápido do que o tempo real, os diferentes cenários que poderiam comprometer a segurança do sistema elétrico, permitindo assim que os operadores da rede tomem decisões preventivas diante de situações inesperadas.
“O que queremos é desenvolver simulações que estejam à frente da operação real, para que o operador possa ter informações sobre situações que poderiam colocar o sistema em risco e agir com antecedência para evitar, por exemplo, um apagão”, explica.
A proposta parte de uma premissa simples, mas poderosa: ao reduzir os modelos do sistema elétrico atual, sem perder de vista a realidade física e apoiando-se em ferramentas rápidas como a inteligência artificial, é possível executar várias simulações ao mesmo tempo e se antecipar ao que pode acontecer. Ou seja, em vez de esperar que o problema ocorra para agir, essa abordagem permite prevê-lo e atuar antes que aconteça. Isso representa uma ruptura e uma proposta diferente em relação às simulações tradicionais que, embora ofereçam níveis de detalhe muito elevados, não permitem a tomada de decisões em tempo real.
“O apagão de 25 de fevereiro ocorreu devido a uma falha que, em teoria, não deveria ter desencadeado um corte massivo. No entanto, sob certas condições de incerteza, essa mesma falha pode ter consequências muito maiores. Este projeto busca justamente corrigir isso: entender se o sistema está em uma situação vulnerável e saber disso antes que algo aconteça”, comenta.
Esse tipo de desafio não é menor para o Chile, já que o país reúne várias particularidades que o tornam especialmente vulnerável: seu sistema elétrico é relativamente pequeno em comparação com gigantes como o Brasil, os Estados Unidos ou Europa e, além disso, é longitudinal, o que dificulta a coordenação entre regiões. Soma-se a isso o fato de que o Chile está entre os países com maior proporção de geração solar e eólica do mundo. “Se fizéssemos uma Copa do Mundo de países, estaríamos na semifinal entre aqueles com mais geração solar e eólica conectada ao sistema”, explica o professor.
Reforçando a segurança do sistema elétrico
Cientes desse cenário, a equipe liderada por Chávez desenhou um projeto de quatros anos que contempla três etapas principais: primeiro, fortalecer os resultados obtidos em uma tese de doutorado prévia, explorando o estado da arte global; segundo, definir as ferramentas matemáticas mais adequadas para construir modelos reduzidos que mantenham a essência física do sistema: e, por fim, implementar esses modelos em simuladores em tempo real, utilizando a tecnologia adquirida, para validar a hipótese.
“Não buscamos ter um autômato que tome decisões sozinho. O sistema elétrico é delicado e, por razões administrativas, sempre deve haver uma pessoa responsável perante a lei. O que queremos é reduzir os tempos de execução dos cálculos para simular mais cenários em paralelo e cobrir mais condições, o que, no fim das contas, resultará em melhores decisões”, detalha o pesquisador.
Se o projeto for bem-sucedido, poderá não apenas reforçar a segurança do sistema elétrico chileno, mas também se tornar uma referência para outros países com desafios semelhantes. Em um cenário em que a descarbonização é inevitável, contar com ferramentas que permitam integrar mais geração renovável sem comprometer a estabilidade do sistema será fundamental para cumprir as metas climáticas sem colocar em risco o fornecimento de energia elétrica.
“Se conseguirmos implementar essa ferramenta e ajudar a evitar apagões ou falhas maiores, estaremos contribuindo não apenas para a segurança do sistema elétrico chileno, mas também para o avanço rumo a um futuro mais sustentável”, conclui o Dr. Héctor Chávez.