La IA española que protege a las aves de las palas de los aerogeneradores: los para antes de que choquen

Minsait, compañía de Indra, cuenta con un sistema basado en cámaras, radares y algoritmos de identificación instalado en varios parques eólicos.

8 enero, 2024 01:30

Izan González @izangc

Dentro de las energías renovables, la eólica supone un pilar fundamental del mix eléctrico en España. Según los datos de Red Eléctrica Española, el 24% de toda la electricidad producida en el año 2023 proviene de los aerogeneradores colocados estratégicamente en todo el territorio nacional. Normalmente, estas grandes instalaciones se emplazan en lugares donde la naturaleza predomina y la fauna continúa viviendo y alimentándose en las inmediaciones no sin correr cierto peligro.

De entre el reino animal, las aves son las más afectadas. Chocar contra las palas de los aerogeneradores suele dar un resultado fatal lo que implica pérdidas de la fauna autóctona y, en ocasiones, protegida por su peligro de extinción. Para minimizar este riesgo, Minsait ha desarrollado un sistema que combina la inteligencia artificial con algoritmos de reconocimiento de las aves para su aplicación en los parques eólicos.

"Con la proliferación de parques y el crecimiento de las instalaciones empezó a haber cierto impacto en la fauna y a ser un tema de preocupación", explica Carlos Vivas, director de gestión de activos de Minsait, a EL ESPAÑOL - Omicrono. "Tanto para las Administraciones públicas como grandes compañías y la sociedad en general". Se trata de un proyecto llevado a cabo con fondos Next Generation y participación del CDTI (Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación) a través de un programa denominado IA4TES (Inteligencia Artificial para la Transición Energética Sostenible).

Detectando aves

Las dos tecnologías clave para este proyecto son también dos de las especialidades de Minsait, compañía de Indra. La primera es la propia inteligencia artificial que en este caso se aplica en el análisis de vídeo en tiempo real. Y la segunda son los radares, un terreno en el que la empresa española tiene sobrada experiencia; por ejemplo, equipando este tipo de sistemas en el sector militar —como cazas— y en el civil —aeroportuario—.

"Es la primera vez que se hace esta combinación en un parque eólico", afirma. "Porque no se trata realmente de un radar cualquiera, es uno con unas ciertas características especiales porque no sólo se trata de identificar un blanco en un espacio aéreo sobre un plano, sino que también se necesita saber a la altura en la que está".

Sistema de identificación de aves en parques eólicos

Estos blancos a los que hace referencia Carlos Vivas son, en el caso de los aerogeneradores, las aves que vuelan en la zona donde se encuentra el parque. Minsait comenzó a trabajar en este proyecto hace un año y medio junto con la rama de defensa de Indra. La primera aproximación no resultó efectiva, pues habían apostado por un radar en 2D —que solo tiene en cuenta la posición sobre el plano— que carecía de la capacidad de acotar la altura del ave.

"Fue un proceso donde empezamos a realizr ciertas pruebas de campo y también en el laboratorio para desarrollar la primera inteligencia artificial que permite identificar la tipología de ave". No es un trabajo que realizan directamente desde Minsait sino que tienen a un equipo de ornitólogos que asesora a la compañía. "Son los que caracterizan el ave, nos dicen qué aspecto físico tiene e incluso cómo cambia el plumaje a lo largo del año y de toda la vida del animal".

Primero realizan un periodo entrenamiento dentro del laboratorio de Minsait donde se realizan las pruebas convenientes de la inteligencia artificial y, a medida que lo van consolidando, se va optimizando y llevando al campo. "No se trata de un proceso con un inicio y un final, es una mejora continua", indica Vivas. "Vamos metiendo nuevas aves en el catálogo dependiendo del parque eólico donde estemos trabajando y de la fauna que allí habite".

En el terreno de los sensores, Carlos Vivas explica que normalmente se instala solo un radar junto a 3 o 4 cámaras dependiendo del tamaño del parque. Este radar de 3 dimensiones tiene un alcance de hasta 5 kilómetros de radio y suele ir montado en una subestación para garantizar la corriente eléctrica y cobertura móvil.

Detección del ave con IA Minsait

Las cámaras, por su parte, se colocan en zonas estratégicas para abarcar la mayor cantidad de espacio de detección. "Tienen un focal avanzado, son de cierto tamaño y con bastante capacidad para tomar imágenes a una distancia de 3 kilómetros".

"Cuando el radar identifica un blanco en una zona, le dice a la cámara dónde tiene que enfocar". Aquí llega uno de los puntos más importantes de esta tecnología puesto que "grabar a un ave a tanta distancia no es tarea fácil", explica Vivas. "Hay que grabarlo y, además, seguirlo durante un tiempo para que la IA lo identifique".

La inmediatez que requiere hace que todo el proceso de inteligencia artificial se realice en el propio parque eólico. "Hacemos todo el trabajo de análisis de la información allí mismo", recalca. Dado que estas instalaciones suelen estar emplazadas en zonas aisladas donde la conectividad no suele ser la mejor.

Parada inmediata

"Los parques son muy sensibles al número de paradas que se realizan". Debido principalmente a que la máquina sufre un desgaste importante por el sobreesfuerzo al que se somete y que va en contra de la optimización de la operación. "Lo que intentamos hacer con nuestro sistema es un cálculo de probabilidad de impacto tratando de predecir cuál es la trayectoria del ave". Y actuar en consecuencia deteniendo los aerogeneradores potencialmente peligrosos.

La tecnología que están desarrollando también cuenta con una herramienta que genera un mapa de calor para identificar las zonas más concurridas. Sirven de igual forma para establecer los patrones de movimiento de las aves con sus zonas de paso por las que acostumbran a volar. Una vez detectada la zona por la que viene el ave y con toda la información disponible, la inteligencia artificial comienza a realizar los cálculos necesarios para saber si se dirige a la zona de las palas del aerogenerador.

"Si da positivo lo que que se hace es mandar una parada automática al aerogenerador" para evitar que choque. Las diferentes necesidades de los parques eólicos respecto a la fauna voladora de su entorno también se tienen en cuenta a la hora de pausar la generación eléctrica. Por ejemplo, el equipo de ornitólogos puede identificar una serie de especies de especial protección para que el sistema sea todavía más conservador cuando se identifiquen mediante inteligencia artificial.

Mapa de calor de la presencia de aves Minsait

Son los denominados "pájaros especialmente vulnerables". Existen aves con mucha sensibilidad ambiental como el alimoche o el cernícalo primilla en algunas zonas de España que, cuando el sistema los identifica, genera directamente un corredor de paso. "En esta ocasión no jugamos a esperar qué probabilidad me da el algoritmo, directamente paramos".

Las malas condiciones meteorológicas como la lluvia intensa junto con la noche hacen que la tecnología de Minsait sea capaz de trabajar únicamente con el sistema radar, inconmovible ante estos cambios. "Cuando el radar detecta una presencia y una envergadura de un blanco en una zona de riesgo de impacto también puede lanzar la actuación de parada del aerogenerador".

Esta tecnología, según explica Carlos Vivas, se desarrolló por una compañía eléctrica y ya se encuentra desplegado en algunos parques eólicos, a los que se unirán unos cuantos próximamente. "Estamos trabajando en Castilla y León, Extremadura y Aragón", recalca.