30 de enero de 2016

Cambios en el modelo eléctrico (I): la pugna tecnológica de las corrientes eléctricas

ACDC no solo es el nombre de una banda australiana de heavy metal. También sirve para designar, en inglés, a los distintos tipos de corriente eléctrica: corriente alterna (AC) y corriente continua o corriente directa (DC).

En las últimas décadas del siglo XIX en los países más avanzados del Planeta la palabra de moda era energía eléctrica. En aquella segunda revolución industrial los EEUU de América estaban a punto de desplazar a Inglaterra y Alemania como primera potencia mundial y tuvo lugar un interesante pulso entre empresas europeas y estadounidenses por el dominio de la tecnología de generación y distribución de energía eléctrica. 

En la Expo de París de 1881 se presentó la lámpara eléctrica incandescente, que pronto desplazó a las lámparas de gas y de aceite en aplicaciones domésticas. En 1882 empezaron a funcionar en Nueva York los primeros motores eléctricos, que enseguida desplazaron al motor de vapor en aplicaciones industriales. Tanto las nuevas lámparas como los nuevos motores necesitaban del suministro de energía eléctrica para poder funcionar. 

Así que enseguida surgió en los EEUU una batalla por el negocio de generación y distribución de energía eléctrica entre Thomas Edison (opción DC), basado en sus propias patentes y George Westinghouse (opción AC), basado en las patentes previas de Nikola Tesla. Pronto se construyeron las primeras centrales de generación eléctrica estadounidenses y -al aumentar la demanda de suministro en hogares e industrias- hubo que ir aumentando las distancias desde las centrales de generación hasta los puntos de consumo. 

En corriente continua (la circulación es siempre en el mismo sentido) la energía eléctrica se genera, se transporta y se consume a la misma tensión. Las centrales eléctricas debían estar cerca de los puntos de consumo, o bien se debían tender cables muy gruesos y muy caros. Frente a este inconveniente, la corriente continua presenta la ventaja de que se puede almacenar en baterías eléctricas (acumuladores).

En corriente alterna (la magnitud y el sentido de circulación varían periódicamente) la energía se genera y su tensión eléctrica se puede modificar, elevando su voltaje para el transporte y reduciéndolo en las cercanías del punto de suministro para su consumo. El transporte en alta tensión permite llevar la electricidad hasta puntos alejados de la central de generación y reducir significativamente las pérdidas eléctricas. Frente a esta ventaja de un transporte más competitivo, la corriente alterna tiene el inconveniente de que no se puede almacenar, por lo que la generación se debe adaptar a la demanda.

Inicialmente la corriente continua parecía ofrecer un panorama más prometedor, con su capacidad de almacenamiento, que posibilitaba un mayor equilibrio entre la generación y el consumo. Sin embargo una serie de percances invirtieron esta posición dominante. El punto de inflexión en cuanto al dominio tecnológico del mercado eléctrico tuvo lugar tras las grandes nevadas de 1888 en Nueva York, cuando las instalaciones eléctricas en corriente continua fueron incapaces de abastecer la demanda. Esta mala prensa para la DC fue aprovechada por su competidora AC para tomar la delantera. Otro traspiés para la corriente continua tuvo lugar en 1890 cuando las recién construidas central hidroeléctrica y línea de distribución en DC de Willamette Falls, en Oregon (EEUU) fueron arrasadas por una inundación y sustituidas por generadores Westinghouse en AC. 

En 1890 se inventó en EEUU un tétrico aparato eléctrico, la silla eléctrica, para ejecutar a los reos de muerte mediante descargas eléctricas y los promotores de la DC lanzaron una campaña de descrédito contra la AC, por su riesgo de electrocución para las personas. En la Feria Electrotécnica de Frankfurt de 1891 la corriente alterna marcó un nuevo avance, al presentarse una línea eléctrica de 175 km construida para alimentar las luces y los motores eléctricos de la exposición, dejando asombrados a todos los visitantes. La puntilla para la DC tuvo lugar cuando la central hidroeléctrica de las cataratas del Niágara decidió en 1893 optar por la AC propuesta por Westinghouse, en detrimento de la DC que había sido propuesta en 1889 por la General Electric Company (GE) de Edison. 

Esta decisión supuso el final de la guerra de las corrientes eléctricas, ganada por Westinghouse. A partir de 1892, con Edison, el inventor más prolífico de la Historia, relegado y con J.P. Morgan al frente, la GE empezó a trabajar en desarrollos en corriente alterna, llegando en poco tiempo a desplazar a la Westinghouse como empresa de referencia en generación y distribución eléctrica. Mientras tanto en Europa la AC no tenía rival y las empresas de referencia eran Siemens y Helske. 

A partir de entonces las redes eléctricas nacionales de todos los países europeos y norteamericanos, se diseñaron y construyeron en base al modelo de grandes centrales eléctricas, transformadores y líneas de transporte en alta tensión, todo ello en corriente alterna. Desde esa época casi todos los desarrollos eléctricos se han realizado en torno a la corriente alterna, todos los consumidores eléctricos y los aparatos electrodomésticos se han diseñado para funcionar con corriente alterna y el modelo de generación en grandes centrales eléctricas y suministro eléctrico en AC, una de las bases de nuestra sociedad de consumo, es el habitual en nuestras empresas y en nuestras viviendas. Por su parte la DC se vio relegada al mundo de las baterías de acumuladores para emergencias y a las pilas para juguetes. 

Los desarrollos tecnológicos en cuanto a computación (proceso de datos) y a los semiconductores (componentes electrónicos) dieron como resultado en los años 70 del siglo XX el lanzamiento del primer microprocesador, un circuito integrado dotado de memoria, capaz de procesar información, y alimentado por… corriente continua. En paralelo se fueron desarrollando diversos aparatos de electrónica de potencia, capaces de pasar de AC a DC (rectificadores) o de DC a AC (onduladores). En la revolución digital de las últimas dos décadas han proliferado los microprocesadores incorporados en muchos aparatos electrodomésticos y los aparatos electrónicos que se alimentan con AC pero internamente funcionan con DC.

Además, durante los desarrollos sobre materiales semiconductores en los años 50 se descubrió -accidentalmente- que determinados semiconductores resultaban muy sensibles a la incidencia de la luz solar. Esto supuso nuevos desarrollos en células solares, que han dado lugar a las instalaciones solares fotovoltaicas formadas por paneles solares que captan la radiación solar y la convierten en DC, y por inversores que la convierten en AC. Finalmente los desarrollos de baterías de acumulación de energía eléctrica, en paralelo para alimentar a vehículos eléctricos y para aplicaciones industriales y domésticas, han terminado por marcar la tendencia a la generación distribuida (generación cercana al consumo) en contraposición a la generación centralizada (generación, distribución y consumo). 

El resumen de toda esta serie de siglas ACDC es que estamos sin duda ante una época de interesantes transformaciones tecnológicas y sociales en el modelo de mercado de la electricidad, en el cual habrá un resurgimiento de la corriente continua, 125 años después de haberla dado por muerta. Los últimos desarrollos y tendencias podrían volver a la corriente continua en cabeza. Con la generación distribuida las ventajas de su almacenamiento habrán superado a las desventajas de su distribución.

No hay comentarios:

Publicar un comentario