Identificación dinámica de la generación hidroeléctrica en Colombia ante eventos de El Niño–Oscilación del Sur (ENOS) mediante aprendizaje automático

Abstract

La presente investigación tuvo como propósito estudiar el comportamiento de la generación hidroeléctrica en Colombia ante eventos asociados con el fenómeno El Niño–Oscilación del Sur (ENOS), mediante el análisis de series temporales y la aplicación de técnicas de aprendizaje automático. Se desarrolló un estudio cuantitativo basado en la consolidación y auditoría de registros de aportes hídricos naturales correspondientes al periodo 2006–2016, integrados por 4015 observaciones diarias y 132 observaciones mensuales derivadas. Adicionalmente, se analizaron tres perfiles de generación hidroeléctrica correspondientes a 2014, El Niño y La Niña. La metodología comprendió la caracterización temporal de los aportes, la incorporación del Índice Oceánico de El Niño (ONI), la construcción de variables autorregresivas y climáticas retardadas, y la implementación de modelos de regresión Ridge evaluados mediante validación temporal. Los resultados evidenciaron variabilidad interanual y estacional en los aportes hídricos. En la validación expansiva correspondiente a 2012–2016, el modelo que incorporó antecedentes del ONI de tres a cinco meses obtuvo un error absoluto medio (MAE) de 25,72, una raíz del error cuadrático medio (RMSE) de 32,86 y un coeficiente de determinación de 0,523. Sin embargo, su comparación con una referencia de climatología mensual mostró mejoras moderadas en el MAE y diferencias prácticamente nulas en el RMSE. Por otra parte, los perfiles de generación presentaron valores medios de 5107,53 MW para 2014, 4290,30 MW para El Niño y 5276,54 MW para La Niña, correspondientes a diferencias descriptivas de −16,00 % y +3,31 % respecto a 2014. La auditoría identificó limitaciones en la correspondencia cronológica entre los registros hidrológicos y los perfiles de generación, lo que impidió validar el modelo dinámico entrada–salida originalmente previsto. Se concluye que la incorporación de antecedentes climáticos puede contribuir moderadamente a la predicción mensual de los aportes hídricos, aunque la identificación dinámica de la generación hidroeléctrica requiere series temporalmente compatibles y verificables.