Análisis de la resiliencia en sistemas de optimización a nivel macroscópico involucrando el nexo agua-energía-alimentos

Abstract

This work presents a general methodology for quantifying the resilience in process systems engineering, where multi-objective optimization models for the optimal design of a resilient macroscopic system that incorporates the water-energy-food nexus targeting economic and environmental objectives are considered. The proposed models aim to properly satisfy and distribute water, energy, and food in areas that present extreme climate conditions. The models were coded and solved in the software GAMS. Different case studies from México were considered to show the applicability of the proposed approach. Results show that it is possible to obtain resilient solutions in satisfying water-energy and food needs with an appropriated distribution of resources, even when the climatic conditions are extreme.

En este trabajo se presenta una metodología general para cuantificar la resiliencia en ingeniería de procesos, se consideraron modelos de optimización multi-objetivo para el diseño óptimo de sistemas macroscópicos resilientes que incorporan el nexo agua-energía-alimentos, tomando en cuenta objetivos económicos y ambientales. Los modelos matemáticos buscan satisfacer de manera adecuada la distribución de agua, energía y alimentos en áreas que presentan condiciones climáticas extremas. Los modelos matemáticos fueron codificados y resueltos en el software GAMS. Diferentes casos de estudio pertenecientes a distintas regiones de México fueron considerados para mostrar la aplicabilidad de los modelos propuestos. Los resultados muestran que es posible obtener soluciones resilientes para satisfacer las necesidades de agua-energía y alimento con una apropiada distribución de los recursos, aun cuando se presentan condiciones climáticas extremas.