Una solución a los cortes en el suministro de energía eléctrica

¿Es posible evitar los cortes en el suministro de energía eléctrica y al mismo tiempo mantener consumos punta como los registrados el lunes 17 de diciembre pasado? La respuesta es afirmativa siempre que se mejore la eficiencia del sistema eléctrico.

Los recientes problemas surgidos en el suministro de energía eléctrica ante el incremento de la demanda, que se han concretado en cortes de fluido eléctrico en las comunidades autónomas de Madrid y Valencia, unidos a los ocasionados el pasado verano en Barcelona y en otras zonas turísticas de España, hace necesario clarificar algunos conceptos que permitan entender la problemática y, en su caso, ayuden a solucionarla.

La información proporcionada por las autoridades y las compañías eléctricas hace hincapié en la elevada demanda de energía eléctrica como responsable de los cortes en el suministro. Esta consideración, aun siendo cierta, conduce generalmente a interpretaciones erróneas en personas poco conocedoras o legas en la materia, al deducir consecuentemente de ella que nuestras centrales no pueden suministrar tanta energía eléctrica como se les solicita. Sin embargo, la potencia instalada en España es de 52.000 megavatios y los cortes se produjeron con una demanda de potencia netamente inferior (35.500 megavatios de potencia punta el 17 de diciembre).

Para entender esta discrepancia hay que tener presente que la energía, aunque importante, no es la única magnitud que determina la capacidad del sistema eléctrico. La cantidad de energía que puede ser transferida en una parte del sistema eléctrico (línea, subestación eléctrica o centro de transformación), sin que se modifique el valor de la tensión, está limitado por el valor de la intensidad de corriente eléctrica en dicha parte; cuanta más energía se solicita, mayor es la corriente necesaria para transportarla.

No obstante, no toda la energía eléctrica es útil. Hay energías que se disipan en forma de calor y otras que no llegan a transformarse y, por tanto, se desaprovechan. Estas energías eléctricas no útiles son originadas por las ineficiencias (resistencias de los conductores, reactancias, desequilibrios y distorsiones armónicas) presentes en el sistema e incrementan el valor de la corriente, que debe transportar tanto a la energía útil como a las energías no útiles. Por ello, una determinada corriente eléctrica transfiere menos energía útil conforme más ineficiente es el sistema eléctrico.

Queda patente de lo anterior que la corriente eléctrica, y no la energía, es la magnitud fundamental que determina la capacidad del sistema eléctrico. Por esta razón, a pesar de que el pasado 17 de diciembre se disponía de una potencia útil superior a la solicitada (52.000 frente a 35.500 megavatios), no se pudo suministrar esta última, al haber alcanzado la corriente en ciertas zonas del sistema eléctrico el valor máximo permitido, debido a las ineficiencias.

Un caso análogo, que nos puede ilustrar sobre el problema, sería el de una tubería que canaliza el agua procedente de un río que se utiliza en mover una noria. Si el agua, que hace aquí el papel de la energía, no contiene residuos, se alcanza el nivel óptimo de utilización de este sistema hidráulico. Sin embargo, cuanto más residuos (ineficiencias) haya, menos agua se puede canalizar por la tubería y, por tanto, menos energía se dispone en la noria, a pesar de que en el río hay agua suficiente. Si en este último caso se forzara a circular el mismo caudal de agua que al principio, cuando no había residuos, el resultado sería la rotura de la tubería, por exceso de presión.

Llegados a este punto cabe preguntarnos si técnicamente es posible disminuir las ineficiencias del sistema eléctrico con objeto de optimizar el suministro. En efecto, es posible. Las ineficiencias producidas por el funcionamiento de las instalaciones eléctricas pueden ser eliminadas o reducidas sensiblemente con el empleo de filtros de secuencia. Estos dispositivos desarrollados y patentados por los autores de este artículo son capaces de disminuir al mínimo imprescindible la corriente absorbida por cualquier receptor o instalación eléctrica y, por tanto, reducir muy considerablemente la demanda de potencia. Así, por ejemplo, una lámpara de alumbrado público de 400 vatios solicita realmente de la red eléctrica una potencia de 1.732 voltiamperios (4,33 veces más) y absorbe una corriente de 4,54 amperios, de la cual sólo son útiles 0,61 amperios (7,5 veces menos); la conexión de un filtro de secuencia a dicha lámpara disminuye la potencia solicitada y la corriente absorbida a los valores mínimos necesarios para su funcionamiento (400 vatios y 0,61 amperios).

El empleo de filtros de secuencia implica asumir una nueva filosofía en la realización de las instalaciones eléctricas, que deben ser transformadas de monofásicas a trifásicas, con el consiguiente coste económico adicional, que puede evaluarse entre un 1 y un 2% del precio de una vivienda de nueva planta. No obstante, los beneficios económicos tanto para los usuarios como para las compañías eléctricas, así como los beneficios para el medio ambiente que es posible conseguir a medio plazo justifican la mejora de la eficiencia de las instalaciones eléctricas, de forma similar a como ya se está llevando a cabo en la actualidad con las instalaciones de riego agrícola, que están siendo transformadas al riego por goteo, a pesar de que requieren infraestructuras más caras que el riego a manta, tradicionalmente utilizado y con el que se pierde gran cantidad de agua.

La optimización energética del sistema eléctrico utilizando las técnicas y dispositivos de mejora de la eficiencia descritos en este articulo es complementaria a la instalación de nuevas centrales eléctricas, cuya conexión reforzará adicionalmente la capacidad energética del sistema. La mejora de la eficiencia del sistema unida a la construcción de nuevas centrales de energías renovables es, a nuestro juicio, una solución ecológica y viable para evitar los riesgos de cortes en el suministro e incrementar la reserva de potencia del sistema eléctrico.

Vicente León, José Giner y Joaquín Montañana pertenecen al grupo de investigación Gintec de la Universidad Politécnica de Valencia.