Análisis de confiabilidad en redes de distribución de la subestación Alpachaca de Emelnorte usando métodos probabilísticos y simulación Monte

Abstract

El presente estudio analiza la confiabilidad de las redes de distribución eléctrica asociadas a la Subestación Alpachaca de EMELNORTE, mediante la aplicación de métodos probabilísticos, simulación Monte Carlo y análisis espacial. El problema principal abordado corresponde a los elevados niveles de interrupciones del servicio, especialmente en el alimentador Alpachaca 5, el cual presenta valores de indisponibilidad que afectan la continuidad del suministro eléctrico. El propósito de la investigación es evaluar el desempeño del sistema e identificar los elementos críticos que contribuyen a la ocurrencia de fallas. La metodología se basa en el análisis de datos históricos del período 2021–2024, el modelado mediante cadenas de Markov y la simulación Monte Carlo para estimar indicadores de confiabilidad. Además, se incorporó un análisis geoespacial utilizando el software ArcGIS, que permitió representar la red, los alimentadores y la ubicación aproximada de las fallas en función de sectores, parroquias y cantones. Los resultados muestran una alta correspondencia entre valores históricos y proyectados, con un error de 2.149710%. Se identificaron elementos críticos asociados a equipamiento, materiales y accesorios, caracterizados por alta frecuencia de fallas y tiempos de reparación. Asimismo, se proyectaron niveles de disponibilidad e indisponibilidad para el período 2025–2028, estimando el momento probable de ocurrencia de fallas. Desde el enfoque espacial, las fallas se concentran en zonas urbanas como Alpachaca, San Antonio e Ibarra, mientras que el alimentador Alpachaca 5 presenta la mayor incidencia en zonas rurales extensas como Urcuquí, Cahuasquí y Pablo Arenas, el modelo aplicado permite representar el comportamiento del sistema e identificar áreas y elementos críticos, apoyando la planificación y mantenimiento del servicio eléctrico.