Parque de alta tensión en una subestación eléctrica ferroviaria. Se aprecian diferentes elementos de transporte eléctrico y seguridad.

El rayo desconectador

Un paso más en la nueva guerra fría: el pasado día 8 de febrero, la red eléctrica de distribución de los países bálticos se desconectó de la rusa, junto a la que se desarrolló desde el siglo XX. En un mundo dominado por la irracionalidad no han extrañado a nadie las declaraciones del tipo «no queremos electrones rusos en nuestros enchufes» (naturalmente, todos los electrones son iguales) o «acabamos de desconectarnos de la Unión Soviética» (repasad la historia de las últimas cuatro décadas, por favor). Sin embargo, no quería hablaros de política. Mirad el vídeo del último paso de la desconexión en uno de los enlaces fronterizos:

Tres seccionadores giratorios de columna se abren. (Vídeo: LinkedIn)

Podríamos pensar, inocentemente, que no hay nada más fácil que cortar una corriente eléctrica. A fin de cuentas, todos tenemos en casa interruptores o conmutadores que cambiamos todos los días de posición varias veces sin pensarlo. Sin embargo, en las subestaciones eléctricas de alta tensión son necesarios elementos de seguridad para garantizar que la corriente pasa, o no, por un circuito. La base de todo se encuentra en la rigidez dieléctrica del aire: 3000 voltios por milímetro.

Por encima de esa diferencia de potencial no es necesario que haya un conductor metálico para llevar la electricidad. El campo electromagnético estira con fuerza. El aire se «rompe», sus moléculas se ionizan y se forma un plasma que ofrece a la corriente un camino sin resistencia para moverse de un sitio a otro. En las tormentas, los rayos funcionan igual. Pero estamos en una subestación, ese lugar extraño de cables, postes, olores levemente inquietantes y máquinas que hacen «bzzz». En las subestaciones, el disyuntor es un elemento que controla cuidadosamente la separación entre dos bornas (dos extremos de un circuito) para extinguir el arco eléctrico tan rápido como sea posible al separarlas. Esto suele hacerse dentro de una cámara cerrada en la que hay un medio dieléctrico más rígido que el aire. El vacío parece una opción lógica hasta que nos damos cuenta de que los vacíos perfectos no existen y que a las presiones baratas de alcanzar y mantener en la industria, los resultados mejoran al aire pero no por demasiado. Para tensiones realmente altas, un gas como el hexafluoruro de azufre o un líquido como la parafina son soluciones fiables. Aunque tampoco exentas de problemas, sobre todo en el caso del hexafluoruro, un gas invisible y más pesado que el aire, asfixiante y dañino para el medio en caso de vertido.

El disyuntor es el dispositivo que puede realizar el corte «en carga», pero al hacerlo en un entorno cerrado no hay confirmación visual de que se haya hecho correctamente. Y operando con tensiones elevadas la seguridad lo es todo. Para garantizar el corte se emplea un elemento adicional, que opera después que el disyuntor: un seccionador. Los seccionadores se encargan de abrir mecánicamente un circuito, de modo que aunque el disyuntor se cerrara después, la corriente ya no podría fluir porque la distancia entre las bornas del seccionador es demasiado grande para «romper el aire» entre ellas.

En el vídeo estamos viendo tres seccionadores de columna giratoria abriendo un circuito, pero ¡se forma un arco! ¿Por qué? Aunque los disyuntores hayan abierto el circuito, aún existe cierta energía magnética almacenada en el sistema. Siempre que trabajamos con corrientes alternas (variables en su polaridad, imaginad una pila que fuera cambiando el polo positivo y el negativo como si diera vueltas) los campos eléctricos y magnéticos aparecen juntos y tienden a almacenarse en los circuitos, bien por diseño o de forma parásita. Esta energía tiene que disiparse de alguna manera, y ocurre en forma de un pequeño arco al abrir el seccionador.

La velocidad de apertura es, aquí, crítica. Los seccionadores suelen llevar elementos mecánicos como motores y muelles que regulan su movimiento, garantizando que no son demasiado rápidos y controlando así el potencial generado, que depende de la capacidad de almacenamiento de energía magnética del circuito y de la tasa de cambio de la corriente eléctrica. Al variarla de forma controlada durante el proceso de desconexión, el voltaje entre bornas evoluciona también dentro de límites abordables. Cuando la separación del seccionador es lo suficientemente grande, el arco desaparece por sí solo al no poder «romperse» tanto aire.

El transporte de electricidad a tensiones elevadas da lugar a toda una rama de la ingeniería, compleja y fascinante. Pero como nos recuerdan estos arcos eléctricos, la tecnología ocurre por un motivo que siempre es social y político. Pensar lo contrario es un error. Un error muy de ingenieros.

Comentarios

4 respuestas a «El rayo desconectador»

  1. @blog Putin y los siloviki se han pasado los últimos 3 años calificando a los países bálticos de provincias hostiles y altaneras que necesitan ser castigadas, si no devueltas al imperio. Sus enlaces de energía y comunicaciones a través de cables submarinos siguen sufriendo desafortunados "accidentes". ¿Qué había de racional en que tres miembros de la UE amenazados por Rusia mantuvieran su conexión a la red controlada por Rusia en lugar de unirse a la de la UE?

    1. Absolutamente nada, y lamento que eso sea lo que sacas del artículo.

      1. @blog También saco la explicación técnica realmente compleja y fascinante. Pero estoy de acuerdo con la conclusión del artículo para el mismo artículo. No me parece irracional que países que no sólo han leído sino que han vivido la historia de las últimas cuatro décadas bajo la amenaza de la russkiy mir estén celebrando que su antiguo invasor ya no tenga el control sobre los electrones en su red. Para mí lo irracional era el statu quo anterior.

        1. No iba a hablar de política, pero solo para que conste mi postura: el primer actor irracional en esta historia es Rusia, naturalmente. Irracional desde el punto de vista que maximiza el bienestar del mayor número posible de seres humanos, que me parece de los pocos que se pueden adoptar sin demasiados cuestionamientos morales. Es triste que seamos colectivamente incapaces de avanzar en un mundo en el que pueda haber conflicto, pero nunca a costa de una sola vida humana. Dados los antecedentes, separar la red eléctrica de los bálticos de la de Rusia es lógico. Afirmar cosas como «no queremos electrones rusos» es ridículo. Quizá comprensible, pero ridículo.