Optimización de redes de distribución de agua y energía en regiones aisladas: un enfoque multiobjetivo que incorpora tecnologías de conversión de energía térmica oceánica

Abstract

In regions characterized by resource scarcity and heightened susceptibility to climate change and environmental degradation, such as island territories and archipelagos, the pressing need to develop sustainable technologies for water and energy management emerges as a strategic measure to mitigate resource scarcity and alleviate anthropogenic impact on the environment. This thesis work proposes a comprehensive multi-objective optimization analysis that integrates the installation of an Open-Cycle Ocean Thermal Energy Conversion (OC-OTEC) Plant into the water and energy distribution network of isolated areas. The optimization methodology considers three interconnected objectives: economic viability, quantified through annual profitability; environmental sustainability, manifested in the reduction of CO2 emissions and the use of groundwater resources; and social impact, particularly concerning job creation. The results reveal the positive impact of integrating the OC-OTEC plant into the distribution infrastructure, achieving an optimal configuration that effectively harmonizes economic, environmental, and social considerations. Ultimately, the proposed model is applied to the case study of Tahiti, located in French Polynesia, as a representative example of an isolated region.

En regiones caracterizadas por la escasez de recursos y una elevada susceptibilidad al cambio climático y la degradación ambiental, como los territorios insulares y los archipiélagos, la urgente necesidad de desarrollar tecnologías sostenibles para la gestión de agua y energía se erige como una medida estratégica para mitigar la escasez de recursos y atenuar el impacto antropogénico sobre el medio ambiente. El presente trabajo de tesis propone un exhaustivo análisis de optimización multiobjetivo que integra la instalación de una Planta de Conversión de Energía Térmica Oceánica de Ciclo Abierto (OC-OTEC, por sus siglas en inglés) en la red de distribución de agua y energía de zonas aisladas. La metodología de optimización contempla tres objetivos interconectados: la viabilidad económica, cuantificada mediante la rentabilidad anual; la sostenibilidad ambiental, manifestada en la reducción de emisiones de CO2 y el uso de recursos hídricos subterráneos; y el impacto social, particularmente en lo concerniente a la generación de empleo. Los resultados obtenidos revelan el impacto positivo de la integración de la planta OC-OTEC en la infraestructura de distribución, logrando una configuración óptima que armoniza eficazmente consideraciones económicas, ambientales y sociales. En última instancia, el modelo propuesto se aplica al estudio de caso de Tahití, ubicado en la Polinesia Francesa, como ejemplo representativo de una región aislada.